Poliéter poliol: valor de hidroxilo 36, hidroxilo primario > 65%, 60%.


Poliol polimérico: Valor de hidroxilo 28, Copolímero 20%, 40%.


Agua: 3%.


80TDI y MDI polimérico (viscosidad 300 mpa): 80:20.


T12: 0.025%.


A33: 0.4%.


Aceite de Silicona HR-3: 1%.


Reticulante HA-1: 6%.


Di(b-dimetilaminoetil)éter: 0,15%.

Fase uno: proceso de nucleación de gases


Las materias primas reaccionan en fase líquida o dependen de la generación de sustancias gaseosas y de la volatilización del gas durante la reacción. A medida que avanza la reacción y se genera una gran cantidad de calor, la cantidad de sustancia gaseosa generada y volatilizada aumenta continuamente. Cuando la concentración de gas excede la concentración de saturación, comienzan a formarse finas burbujas de gas en la fase de solución y aumentan. A medida que la reacción se acerca a su fin, aparece un fenómeno lechoso en el material de poliuretano líquido, conocido como "tiempo lechoso".



Fase dos: proceso de autonucleación


En esta etapa, la concentración de gas continúa aumentando y alcanza un cierto nivel. Después de eso, la concentración de gas disminuye gradualmente y ya no se forman nuevas burbujas. El gas en la solución alcanza gradualmente una concentración de saturación de equilibrio. Durante esta etapa, la viscosidad del material líquido aumenta gradualmente y el gas se fusiona y expande continuamente en la fase líquida gradualmente viscosa. El volumen de las burbujas continúa expandiéndose. La fase líquida viscosa que forma la pared exterior de las burbujas se adelgaza gradualmente. Debido a la relación de tensión superficial entre las interfaces de gas y líquido, el volumen de la burbuja aumenta de pequeño a grande, transformándose gradualmente de una forma esférica a una forma geométrica tridimensional compuesta de películas delgadas de polímero, formando finalmente una estructura de red abierta de tres- microporos dimensionales. En el proceso de síntesis de espuma de poliuretano, esta etapa presenta expansión del volumen del polímero y aumento de la espuma.



Fase tres:


Una vez que la concentración de gas cae a un cierto nivel, ya no se forman burbujas. Con la permeación del gas, la concentración continúa disminuyendo, alcanzando el equilibrio saturado final en el proceso de transición de la pared de espuma polimérica de un estado líquido viscoso a un estado sólido que no fluye.

La producción de espuma blanda en forma de bloque normalmente utiliza el

máquina de espuma por lotes

proceso, un método de producción de tipo hueco. Este método evolucionó a partir de la espumación manual en los laboratorios. El proceso implica verter inmediatamente los materiales de reacción mezclados en un molde abierto que se asemeja a una caja de madera o metal, de ahí el nombre de "espuma en caja". Los moldes (cajas) para espuma encajonada pueden ser rectangulares o cilíndricos. Para evitar que el bloque de espuma forme una parte superior abovedada, se puede colocar una placa de cubierta flotante en la parte superior de la espuma durante la formación de espuma. La placa de cubierta permanece estrechamente unida a la parte superior de la espuma y se mueve gradualmente hacia arriba a medida que la espuma sube.



El equipo principal para la producción de espuma en caja incluye: 1) Agitador eléctrico-mecánico, barril mezclador; 2) Caja de molde; 3) Herramientas de pesaje como básculas, básculas de plataforma, tazas medidoras, jeringas de vidrio y otros dispositivos de medición; 4) Cronómetro para controlar el tiempo de mezcla. Se aplica una pequeña cantidad de agente desmoldeante a las paredes internas de la caja para facilitar la extracción de la espuma.



Las ventajas de producir espuma blanda utilizando el método de espuma en caja incluyen: baja inversión en equipo, tamaño reducido, estructura de equipo simple, operación y mantenimiento fáciles y convenientes, y producción flexible. Algunas empresas nacionales y municipales pequeñas y con fondos insuficientes utilizan este método para producir espuma blanda de poliuretano. El moldeado de espuma en caja es un método de producción no continuo para espuma blanda, por lo que la eficiencia de producción es menor que la de los métodos continuos y el equipo se opera principalmente de forma manual, lo que resulta en una mayor intensidad de mano de obra. La capacidad de producción es limitada y hay una mayor pérdida en el corte de espumas plásticas. Los parámetros del proceso para la espuma en caja deben controlarse dentro de un cierto rango porque incluso con la misma fórmula, las propiedades de la espuma pueden no ser las mismas cuando se utilizan diferentes parámetros del proceso. La temperatura de la materia prima debe controlarse a (25
±
3) grados Celsius, velocidad de mezclado de 900 a 1000 r/min y tiempo de mezclado de 5 a 12 segundos. El tiempo de mezclado de la mezcla de poliéter y aditivos antes de agregar TDI se puede ajustar de manera flexible dependiendo de la situación, y después de agregar TDI, un tiempo de mezclado de 3 a 5 segundos es suficiente, siendo la clave un mezclado completo después de agregar TDI.



Durante el moldeado de espuma en caja, se debe prestar atención a los siguientes aspectos:


1)
Prepararse antes de la producción, incluida la temperatura del material y la inspección del equipo de la máquina;


2) Medir con la mayor precisión posible;


3) Controlar adecuadamente el tiempo de mezcla;


4) Verter el líquido del material mezclado de forma rápida y constante, evitando fuerza excesiva;


5) Asegúrese de que la caja esté colocada de manera estable, con el papel inferior plano, para evitar un flujo desigual del material durante el vertido;


6) Cuando la espuma suba, presione suavemente la cubierta para asegurarse de que la espuma suba suavemente;


7) Los aditivos deben usarse según lo especificado y los materiales premezclados no deben dejarse por mucho tiempo.



Han surgido tres tipos de equipos de espuma en el moldeado de espuma en caja. Inicialmente, se pesaron diversas materias primas en un recipiente según la fórmula, se mezclaron con una mezcladora de alta velocidad y se vertieron en el molde de caja para formar espuma y darles forma. Este método a menudo generaba residuos en el recipiente de mezcla. Un método mejorado utilizaba una bomba dosificadora para transportar las materias primas al barril de mezcla para una mezcla uniforme. Un dispositivo mecánico cerró automáticamente el fondo del barril y se utilizó aire comprimido para presionar el material en la caja de espuma para darle forma. Ambos métodos podrían crear remolinos debido a la rápida entrada de materiales en la caja, lo que podría causar defectos o depresiones en los productos de espuma. El dispositivo de espuma en caja más razonable es colocar un barril mezclador sin fondo directamente en el centro de la caja de espuma. Una bomba dosificadora transporta las distintas materias primas necesarias para la formación de espuma al barril de mezcla. Después de mezclar durante unos segundos, el dispositivo de elevación levanta el cilindro mezclador fuera de la caja de espuma, permitiendo que el material de espuma fluya suavemente sobre todo el fondo de la caja. Esto evita el agrietamiento de la espuma debido a los remolinos del material y garantiza una altura relativamente uniforme en toda la espuma.



Se puede agregar un dispositivo de presión al material de espuma en expansión para producir espuma con la parte superior plana, lo que reduce el desperdicio durante el corte. Este dispositivo es adecuado para la producción de espuma blanda de poliuretano tipo poliéter y espuma blanda en bloque de alto rebote. Para bloques de poliuretano de acetato de polivinilo, este método no se puede utilizar debido a la alta viscosidad del material y generalmente se emplean métodos continuos.

La espuma de poliuretano a menudo encuentra varios accidentes y problemas durante la producción real de espuma, cada uno de los cuales es causado por múltiples factores. En el análisis de accidentes causados ​​por factores complejos, generalmente resulta difícil enumerar todos los factores que influyen y los factores principales que realmente influyen. A continuación se muestran 15 problemas frecuentes y sus causas. ¡Echemos un vistazo juntos!



1. Alto contenido de células cerradas


Un Poliéter polioles: alta proporción de óxido de etileno, alta actividad, ocurre a menudo al cambiar a poliéter polioles con diferentes actividades.


B Formulación del proceso: uso excesivo de octoato de estaño, alta actividad de isocianato, alto grado de reticulación, velocidad de reticulación rápida, exceso de aminas y agentes de soplado físicos que causan una baja presión interna de la espuma, incapacidad para abrir las células cuando la elasticidad de la espuma es alta y también puede resultar un alto índice de TDI. en alto contenido de células cerradas.



2. Contracción (velocidad de gelificación mayor que la velocidad de formación de espuma)


Un Alto contenido de células cerradas, contracción durante el enfriamiento.


B Condiciones de proceso: baja temperatura del aire, baja temperatura del material.


C Formulación del proceso: exceso de aceite de silicona, exceso de agente de soplado físico, bajo índice TDI.



3. Grietas internas


Un Condiciones del proceso: baja temperatura del aire, alta temperatura del centro de reacción.


B Formulación del proceso: bajo índice TDI, contenido excesivo de estaño, alta resistencia a la formación de espuma temprana.


C Alta actividad del aceite de silicona, pequeño uso.



4. Craqueo superior (velocidad de gelificación de gasificación desequilibrada)


Un Condiciones de proceso: baja temperatura del aire, baja temperatura del material.


B Formulación del proceso: uso insuficiente de catalizador, uso reducido de aminas, aceite de silicona de mala calidad.



5. Grietas en la esquina inferior (uso excesivo de aminas, velocidad de formación de espuma demasiado rápida)


Superficie de poros grandes: exceso de agente espumante físico, aceite de silicona y catalizador de mala calidad.



6. Mal rendimiento de la espuma a bajas temperaturas


Mala calidad intrínseca de los poliéter polioles, mismo valor de hidroxilo, baja funcionalidad, alta insaturación, bajo índice TDI con el mismo uso de estaño.



7. Mala permeabilidad al aire.


Un Condiciones climáticas: baja temperatura del aire.


B Materias primas: polioles con alto contenido de poliéter, aceite de silicona de alta actividad.


C Formulación del proceso: uso excesivo o igual de estaño, bajo contenido de agua y aminas, alto índice TDI.



8. Poca resiliencia


Un Materias primas: poliéter polioles de alta actividad, bajo peso molecular relativo, aceite de silicona de alta actividad.


B Formulación del proceso: gran cantidad de aceite de silicona, contenido excesivo de estaño, más agua con el mismo uso de estaño, alto índice TDI.



9. Mala resistencia a la tracción


Un Materias primas: polioles de poliéter de bajo peso molecular excesivo, funcionalidad de bajo valor de hidroxilo.


B Formulación del proceso: la cantidad insuficiente de estaño provoca una mala reacción de gelificación, un alto índice de TDI con el mismo uso de estaño, un bajo grado de reticulación con menos agua.



10. Fumar durante la formación de espuma


Un El exceso de amina hace que se libere una gran cantidad de calor de la reacción del agua y el TDI, evaporando sustancias de bajo punto de ebullición y provocando humo.


B Si no se carboniza, el humo se compone principalmente de TDI, sustancias de bajo punto de ebullición y cicloalcanos monoméricos en poliéter polioles.



11. Espuma con vetas blancas.


Rápida velocidad de reacción de formación de espuma y gelificación, velocidad de transmisión lenta en formación de espuma continua, compresión local para formar una capa densa, lo que resulta en un fenómeno de rayas blancas. La velocidad de transmisión se debe aumentar rápidamente, o se debe reducir la temperatura del material y se debe disminuir el uso de catalizador.



12. Espuma quebradiza


La fórmula tiene exceso de agua, lo que da como resultado muchas formaciones de urea sin reaccionar que no se disuelven en aceite de silicona, uso deficiente del catalizador de estaño, reacción de reticulación insuficiente, alto contenido de poliéter polioles de bajo peso molecular relativo, temperatura de reacción excesivamente alta y rotura de enlaces éter que reduce resistencia de la espuma.



13. Densidad de la espuma inferior al valor establecido


El índice de formación de espuma es demasiado grande debido a una medición inexacta, temperatura del aire alta o presión del aire baja.



14. Espuma con piel, piel de borde, huecos en el fondo.


Exceso de estaño y amina insuficiente, velocidad de formación de espuma lenta, rápida


15

、

Alto alargamiento a la rotura


Un Materias primas: poliéter polioles de alta actividad, baja funcionalidad.


B Formulación del proceso: reticulación insuficiente debido al bajo índice TDI, exceso de estaño y alto contenido de aceite de silicona.

¿Alguna vez te has preguntado cómo se forma la espuma plástica de poliuretano? En el artículo anterior, revelamos las reacciones básicas detrás de esto: isocianatos, poliéter (o poliéster) polioles y agua, todos trabajan juntos para crear esta sustancia mágica. Entonces, ¿significa esto que en la producción real sólo necesitamos estas tres materias primas? La respuesta está lejos de serlo. En nuestro proceso de producción real, para controlar con mayor precisión la velocidad de reacción y producir productos con un rendimiento excelente, a menudo necesitamos aprovechar el poder de varios aditivos. Estos aditivos no sólo tienen una amplia gama de aplicaciones, sino que también pueden desempeñar un papel muy importante a la hora de hacer que nuestro proceso de producción sea más eficiente y estable.



Tensioactivos/Aceite de Silicona


Los tensioactivos, también conocidos como aceite de silicona, también se denominan estabilizadores de espuma. En el proceso de producción de espuma de poliuretano su papel es crucial. La función básica del aceite de silicona es reducir la tensión superficial del sistema de formación de espuma, mejorando así la miscibilidad entre los componentes, ajustando el tamaño de las burbujas, controlando la estructura de las burbujas y mejorando la estabilidad de la espuma. Además, también tiene la responsabilidad de evitar el colapso de la espuma. Por tanto, podemos decir que el aceite de silicona juega un papel indispensable en la producción de espuma de poliuretano.



catalizadores


Los catalizadores desempeñan un papel crucial en el proceso de síntesis del poliuretano, principalmente al acelerar la reacción entre isocianatos, agua y polioles. Esta reacción es una reacción de polimerización típica. Sin la presencia de catalizadores, esta reacción puede transcurrir muy lentamente o incluso no transcurrir en absoluto. Actualmente, los catalizadores disponibles en el mercado se dividen principalmente en dos tipos: catalizadores de amina y catalizadores de metales orgánicos. Los catalizadores de amina son compuestos basados ​​en átomos de nitrógeno, que pueden promover eficazmente la reacción de polimerización del poliuretano. Por el contrario, los catalizadores metálicos orgánicos son compuestos que influyen especialmente en la reacción entre polioles e isocianatos en la formación de poliuretano, normalmente compuestos organoestaño. La característica de estos catalizadores radica en su capacidad para controlar con precisión el proceso de reacción, dando como resultado un producto final más uniforme y estable.



Agentes espumantes


Los agentes espumantes son sustancias que generan gas durante la reacción del poliuretano y ayudan a formar espuma. Dependiendo de la forma en que se genera el gas, los agentes espumantes generalmente se dividen en agentes espumantes químicos y agentes espumantes físicos. Los agentes espumantes químicos se refieren a sustancias que sufren cambios químicos durante la reacción, generan gas y promueven la formación de espuma. Muchas sustancias comunes en nuestra vida diaria son en realidad agentes químicos espumantes, como el agua. Los agentes espumantes físicos, por otro lado, son sustancias que generan gas por medios físicos. Por ejemplo, el diclorometano (MC) es un agente espumante físico común.



Otros aditivos


Depender únicamente de materias primas básicas está lejos de ser suficiente para que los productos tengan un rendimiento excepcional. Para satisfacer diversas necesidades, se incorporan inteligentemente otros aditivos al proceso de producción y no se debe subestimar su función. Por ejemplo, los retardantes de llama pueden agregar resistencia a las llamas a los productos, los agentes reticulantes pueden mejorar su estabilidad, los colorantes y cargas pueden dar a los productos una apariencia y textura más coloridas, y varios otros aditivos con diferentes funciones también desempeñan su papel. Son estos aditivos cuidadosamente seleccionados los que mejoran de manera integral el rendimiento de los productos y brindan a los usuarios una mejor experiencia de uso.