Guía de compra de máquinas cortadoras de espuma de poliuretano

La espuma de poliuretano (espuma PU) consiste principalmente en poliuretano como componente principal. Las materias primas incluyen principalmente poliisocianatos y polioles, con la adición de varios aditivos, los más cruciales de los cuales son una serie de agentes de espuma relacionados con el proceso de espuma. Estos aditivos conducen a la producción de una cantidad significativa de espuma dentro del producto de reacción, lo que resulta en productos de espuma de poliuretano. Este artículo proporciona una breve descripción de las materias primas utilizadas en la producción de espuma PU y los agentes de espuma.

1.Poliisocianatos

Los poliisocianatos más utilizados en la producción industrial de espumas de poliuretano incluyen diisocianato de tolueno (TDI), isocianato de polimetileno polifenilo (PAPI), diisocianato de difenilmetano (MDI) y MDI líquido (L-MDI).

TDI

TDI se utiliza principalmente en la producción de espumas flexibles de poliuretano. El MDI tiene una mayor reactividad que TDI, menor volatilidad, y algunas formas modificadas de MDI pueden usarse como sustitutos de TDI en la producción de espumas flexibles de poliuretano, incluidos la espuma de poliuretano de alta densidad y la fabricación de elastómeros de poliuretano semi-rígidos o microcelulares.

PAPI, también conocido como MDI crudo o MDI polimerizado, generalmente tiene un peso molecular promedio que varía de 30 a 400, con un contenido de NCO de 31% a 32%. En el campo de los plásticos de espuma, PAPI y PAPI modificados se utilizan principalmente para producir varias espumas rígidas de poliuretano, y algunas también se usan en la producción de espumas flexibles de alto rendimiento, espumas de piel integrales y espumas semi-rígidas. PAPI se puede mezclar con TDI para fabricar plásticos de espuma de alto reembolso de curado en frío.

2. poliols de poliéter y poliéster

2.1 Poliéter poliols

Los poliéter poliols utilizados para producir espumas flexibles de poliuretano son generalmente poliéteres de cadena larga y de baja funcionalidad. En la formulación de espumas flexibles, la funcionalidad de los poliéter poliols es generalmente entre 2 y 3, con un peso molecular promedio que varía de 2000 a 6500. Los triolos poliéter se usan más comúnmente en espumas flexibles, típicamente iniciadas con glicerol (propano-1,2,3-triol) y se obtienen a través de la polimerización de apertura de anillo con propano de 1,2 epoxi o copolimerización con una pequeña cantidad de óxido de etileno, con un peso molecular que generalmente cae dentro del rango de 3000 a 7000.

Poliéter poliols

Los poliéter de poliéter de alta actividad se utilizan principalmente para espumas flexibles de alto rebound y se pueden usar en la producción de espumas semirrígidas y otros productos de espuma. Algunos dioles poliéter se pueden usar como materiales auxiliares, mezclados con triolos poliéter en formulaciones de espuma flexibles. La baja insaturación y los poliéresis de poliéter de alto peso molecular se utilizan para la producción de espumas blandas, reduciendo la cantidad de TDI requerida.

Los poliéter poliols utilizados en formulaciones de espuma rígida son generalmente de alta funcionalidad y alto valor hidroxilo poliéter poliols para lograr suficientes reticulaciones y rigidez. El valor hidroxilo de poliéter poliols para formulaciones de espuma rígida está típicamente en el rango de 350 a 650 mg de KOH/G, con una funcionalidad promedio de 3 o más. Las formulaciones de espuma rígida a menudo usan una combinación de dos tipos de poliéter poliols, con un valor hidroxilo promedio de alrededor de 4000 mg de koh/g.

Las formulaciones de espuma semi-rígida a menudo usan algunos poliéteres de alto peso molecular, especialmente triolos poliéter de alta actividad, y algunos poliétlos poliéter de alto peso de alto peso de alto peso de formulaciones de espuma rígida.

 2.2 Polyols de Polyester

Los polioles de poliéster alifáticos de baja viscosidad, como los diolos de adipado hexanodiol con un valor hidroxilo de aproximadamente 56 mg de KOH/G, o poliolos de poliéster ligeramente ramificados, se pueden usar para producir espumas flexibles de poliuretano a base de poliéster. Los poliéster los polioles tienen alta reactividad. Actualmente, la espuma de poliuretano de bloques hecha de poliéster solo se usa en unos pocos campos, como los materiales auxiliares para la ropa.

Poliéster poliols

Los poliolos de poliéster aromáticos, sintetizados a partir de ácidos dicarboxílicos (como el anhídrido ftálico, el ácido tereftálico, etc.) y los diolos de molécula pequeña (como el glicol etilenglicol, etc.) o polioles, se usan para producir foams rígidos de poliuretano y foams rígidos poliisocianuros. El menor valor hidroxilo poliéster polioles derivados del anhídrido ftálico también se puede utilizar para espumas flexibles de alto rebound, espumas de piel integrales, espumas semirrígidas y materiales de poliuretano no en espuma.

 2.3 Polyols poliméricos

Los poliméricos, que incluyen estireno rígido, homopolímeros de acrilonitrilo, copolímeros y polímeros injertados, actúan como "rellenos" orgánicos para mejorar el rendimiento de la carga. Los poliméricos se utilizan en la producción de espumas de bloques flexibles de alta duración, espumas de alto rebound, espumas flexibles termoplásticas, espumas semi-rígidas, espumas de autocomprobación y productos de inyección de reacción moldeados (borde). Pueden reducir el grosor del producto, una menor densidad de espuma para reducir los costos, aumentar la apertura de la celda de plástico de espuma e impartir propiedades de retardantes de llama a los productos.

Polyols poliméricos

Los poliurea los polioles (dispersiones de PHD) son una clase especial de polioles modificados con polímeros utilizados en espumas flexibles de alta reanudación, espumas semirrígidas y espumas blandas, pero su presencia en el mercado es limitada.

También se utilizan algunos polioles especiales para la producción de espumas de poliuretano, como polioles a base de aceite vegetal, poliéster a base de colofra y poliésteres de polímeros. Estos no se describen en detalle en este artículo.

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¿Quiere leer 13 problemas y soluciones de espuma más comunes sobre la espuma de esponja de poliuretano? Haga clic en este enlace de artículo para leer: Problemas y soluciones comunes para la producción de producción de espuma de poliuretano 1

14. Mal rebote

A  Materias primas: poliéter poliéter de alta actividad, bajo peso molecular, aceite de silicona altamente activo.

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

15  Mala resistencia a la tracción

A  Materias primas: poliéter excesivos de bajo peso molecular poliéter, valor hidroxilo de baja funcionalidad.

B  Formulación del proceso: insuficiente estaño, mala reacción de gelificación, índice de TDI alto con el mismo uso de estaño, bajo contenido de agua, baja reticulación.

16  Humo durante la espuma

La amina excesiva libera una gran cantidad de calor durante el agua y la reacción de TDI, lo que provoca la evaporación de sustancias y humo de baja ebullición. Si no es un quemador central, el humo consiste principalmente en TDI, sustancias de bajo costo y cicloalcanos monómeros en poliéter poliols.

17  Espuma con rayas blancas

Reacción de espuma rápida y gelificación pero transferencia lenta en espuma continua, lo que resulta en una capa densa debido a la compresión localizada, causando rayas blancas. Aumente la velocidad de transferencia o la baja temperatura del material, reduzca el uso del catalizador.

18  Espuma frágil

El agua excesiva en la formulación conduce al exceso de formación de biuret, que no se disuelve en el aceite de silicona. Mal uso del catalizador de estaño, reacción insuficiente de reticulación, alto contenido de poliétlos de poliéter de bajo peso molecular, alta temperatura de reacción que causa la rotura del enlace de éter y disminución de la resistencia a la espuma.

19  Densidad de espuma inferior al valor establecido

El índice de espuma es demasiado alto debido a la medición inexacta, temperatura alta, baja presión.

20  Espuma con piel, piel de borde y aire inferior

Tina excesiva, amina insuficiente, velocidad de espuma lenta, velocidad de gelificación rápida, baja temperatura durante la espuma continua.

21  Tasa de alargamiento demasiado alta

A  Materias primas: poliéter de alta actividad, baja funcionalidad.

B  Formulación del proceso: índice de TDI bajo, reticulación insuficiente, lata alta.

22  Espuma no controlada (pequeñas burbujas que se mueven rápidamente debajo de la superficie)

A  Máquina de espuma de baja presión: aumente la velocidad de mezcla de la cabeza, disminuya la inyección de gas.

B  Máquina de espuma de alta presión: aumente la presión de mezcla de la cabeza.

23. Líneas de movimiento de la vida

A  Aumentar la velocidad del transportador

B  Ajuste la inclinación de la placa de cojín.

C  Reducir el uso del catalizador de amina

24.FLAW DE MATERIAL INSERTADO

A  Aumentar la velocidad del transportador.

B  Ajuste la inclinación de la placa de cojín.

C  Aumente el uso del catalizador de amina.

25. Moon Pets

A  Máquina de espuma de baja presión: reduzca la velocidad de mezcla de la cabeza y la inyección de gas.

B  Máquina de espuma de alta presión: aumente la presión de mezcla de la cabeza.

C  Problema de calidad del aceite de silicona.

D  Aumente la cantidad de amina al tiempo que reduce la cantidad de estaño para garantizar la apertura de células adecuada.

26. Curado en la superficie pegajosa

La fuerza del polímero aumenta demasiado lentamente, lo que resulta en una espuma suave y pegajosa que es difícil de cortar.

Los bloques de espuma parecen inestables al salir de los canales.

Aumente el uso del catalizador, verifique la precisión de la medición de poliol, agua y TDL.

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Condiciones de prueba:

1. La espuma rápida se toma del centro de la espuma, mientras que las muestras de espuma moldeada se toman de la parte central o para pruebas de muestra completa.

2. La espuma recién hecha debe madurarse durante 72 horas en su estado natural antes del muestreo. Las muestras deben colocarse en un entorno constante de temperatura y humedad (según GB/T2918: 23±2 ℃, humedad relativa 50±5%).

Densidad : Densidad = masa (kg) / volumen (m3)

Dureza : Desviación de la carga de sangría (ILD), desviación de la carga de compresión (CLD)

La principal diferencia entre estos dos métodos de prueba es el área de carga del plástico de espuma. En la prueba de ILD, la muestra se somete a un área comprimida de 323 cm2, mientras que en CLD se comprime toda la muestra. Aquí, solo discutiremos el método de prueba ILD.

En la prueba ILD, el tamaño de la muestra es de 38*38*50 mm, con un diámetro de cabeza de prueba de 200 mm (con una esquina redonda de R = 10 en el borde inferior) y una placa de soporte con agujeros de 6 mm espaciados a 20 mm de distancia. La velocidad de carga de la cabeza de prueba es (100±20) mm/min. Inicialmente, se aplica una presión de 5N como punto cero, entonces la muestra se comprime al 70% de su grosor en el punto cero, y se descarga a la misma velocidad. Esta carga y descarga se repite tres veces como precarga, luego se comprime inmediatamente a la misma velocidad. Los espesores de compresión son 25±1% y 65±1%. Después de alcanzar la deformación, mantenga 30±1S y registra el valor de sangría relativa. El valor registrado es la dureza de la sangría en ese nivel de compresión.

Además, 65% ILD / 25% ILD = relación de compresión, que es una medida de la comodidad de espuma.

Resistencia a la tracción, alargamiento en el descanso : Se refiere al estrés de tracción máximo aplicado durante la prueba de tracción hasta la fractura y el porcentaje de alargamiento de la muestra en la fractura.

Resistencia a la tracción = carga en fractura / área transversal original de muestra de muestra

Alargamiento en la ruptura = (distancia de fractura - distancia original) / distancia original * 100%

Fuerza de la lágrima : Mide la resistencia del material al desgarro aplicando la fuerza de desgarro especificada en una muestra de forma definida.

Tamaño de la muestra: 150*25*25 mm (GB/T 10808), con la dirección de espesor de muestra como dirección de aumento de espuma. Se realiza una incisión de 40 mm de largo a lo largo de la dirección de espesor (dirección de elevación de espuma) en el centro de un extremo de la muestra. Mida el grosor a lo largo de la dirección del grosor de la muestra, luego abra la muestra y sujetarla en el accesorio de la máquina de prueba. Aplique la carga a una velocidad de 50-20 mm/min, usando una cuchilla para cortar la muestra, manteniendo la cuchilla en la posición central. Registre el valor máximo cuando la muestra se rompe o se rasga a 50 mm.

Resistencia a la rotura = valor máximo de fuerza (n) / espesor promedio de la muestra (cm)

Por lo general, se prueban tres muestras y se toma la media aritmética.

Resiliencia : Mide el rendimiento de rebote de la espuma al permitir que una bola de acero de peso dada caiga libremente sobre la superficie de la muestra de plástico de espuma desde una altura especificada. La relación entre la altura de rebote a la altura de caída de la bola de acero indica la resistencia de la espuma.

Requisitos de prueba: Tamaño de la muestra 100*100*50 mm, la dirección de caída de la bola debe ser consistente con la dirección de uso de la espuma. El tamaño de la bola de acero es de ∮164 mm, peso 16.3 g, y cae desde una altura de 460 mm.

Tasa de resiliencia = Altura de rebote de bola de acero / Altura de caída de bola de acero * 100%

Nota: Las muestras deben ser horizontales, la bola de acero debe fijarse antes de caer (estática), cada muestra se prueba tres veces con intervalos de 20S y se registra el valor máximo.

Deformación permanente de compresión : En un entorno constante, la muestra de material de espuma se mantiene bajo deformación constante durante un cierto período, luego se permite recuperarse durante un período de tiempo, observando el efecto de la deformación en el grosor de la muestra. La relación de la diferencia entre el grosor inicial y el grosor final de la muestra al grosor inicial representa la deformación de compresión permanente del plástico de espuma.

Compresión deformación permanente = (espesor inicial de la muestra - espesor final de la muestra) / espesor inicial de la muestra * 100

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La cantidad de estabilizador de espuma determina el tamaño de las celdas de la estructura de espuma. Una mayor cantidad de estabilizador produce células más finas, pero demasiado puede provocar que se encoja. Encontrar el equilibrio adecuado es crucial; Si hay muy poco estabilizador, las células no se apoyarán entre sí, lo que provocará un colapso durante el proceso de formación. Ambos son catalizadores en acción.

El poliuretano (espuma blanda) se refiere a un tipo de plástico de espuma de poliuretano flexible con cierta elasticidad, que en su mayoría tiene estructuras de células abiertas.

El poliuretano (espuma dura) se refiere a plásticos de espuma que no sufren deformaciones significativas bajo ciertas cargas y no pueden recuperarse a su estado inicial después de cargas excesivas. En su mayoría de celda cerrada.

Aceite de silicona de espuma dura

El aceite de silicona de espuma dura es un tipo de estabilizador de espuma no hidrolizable altamente activo con un enlace silicio-carbono, que pertenece a una categoría de aceites de silicona de amplio espectro. Tiene un excelente rendimiento integral y es adecuado para HCFC-141b y sistemas de espumación de agua, utilizados en aplicaciones como tableros, energía solar, tuberías, etc.

Características del producto:

1. Buen rendimiento de emulsificación: el excelente rendimiento de emulsificación permite una buena dispersión y mezcla de los materiales compuestos durante la reacción con isocianato, lo que da como resultado una buena fluidez. El producto obtenido tiene células uniformes y una tasa de células cerradas muy alta.

2. Buena estabilidad: La estructura molecular especial controla eficazmente la tensión superficial de las células, estabilizando la estructura celular y proporcionando al producto excelentes propiedades mecánicas.

Aceite de silicona de espuma suave:

Un tensioactivo de siloxano de uso general para plásticos de espuma de poliuretano flexible de tipo poliéter, es un copolímero de polidimetilsiloxano-polietileno no hidrolizable, un estabilizador de alta actividad. Se utiliza como estabilizador de espuma en la producción de espuma blanda de poliuretano (esponja). Puede proporcionar una piel fina. En espuma de muy baja densidad, proporciona una fuerte estabilidad con células finas y uniformes. En espuma de profundidad media, en comparación con aceites de silicona similares, tiene mejores propiedades de apertura de espuma y transpirabilidad.

Comprender los principios detrás de las reacciones de la espuma es crucial. Para dominar la formación de espuma, debemos esforzarnos por establecer en nuestra mente un modelo de reacción de la espuma utilizando las siguientes cuatro ecuaciones de reacción. Al familiarizarnos con las variaciones dentro del modelo, cultivamos una sensibilidad que nos permite comprender todo el proceso de reacción de la espuma. Este enfoque ayuda a estructurar nuestra base de conocimientos y habilidades profesionales en espuma de poliuretano. Ya sea estudiando activamente los principios de reacción de la espuma o explorándolos pasivamente durante el proceso de formación de espuma, nos sirve como un medio vital para profundizar nuestra comprensión de las formulaciones y mejorar nuestras habilidades.

Reacción 1

TDI + Poliéter → Uretano

Reacción 2

TDI + Uretano → isocianurato

Reacción 3

TDI + Agua → Urea + Dióxido de Carbono

Reacción 4

TDI + Urea → Biuret (poliurea)

01: Las reacciones 1 y 2 son reacciones de crecimiento en cadena, formando la cadena principal de la espuma. Antes de que la espuma alcance dos tercios de su altura máxima, la cadena principal se alarga rápidamente, predominando reacciones de crecimiento en cadena dentro de la espuma. En esta etapa, debido a las temperaturas internas relativamente bajas, las reacciones 3 y 4 no son prominentes.

02: Las reacciones 3 y 4 son reacciones de reticulación, formando las ramas de la espuma. Una vez que la espuma alcanza dos tercios de su altura máxima, la temperatura interna aumenta y las reacciones 3 y 4 se intensifican rápidamente. Durante esta etapa, las reacciones 1 a 4 son vigorosas, marcando un período crítico para la formación de las propiedades de la espuma. Las reacciones 3 y 4 proporcionan estabilidad y soporte al sistema de espuma. La reacción 1 contribuye a la elasticidad de la espuma, mientras que las reacciones 3 y 4 contribuyen a la resistencia a la tracción y la dureza de la espuma.

03: Las reacciones que producen gas se denominan reacciones de formación de espuma. La generación de dióxido de carbono es una reacción espumante y la principal reacción exotérmica en la espuma de poliuretano. En los sistemas de reacción que contienen metano, la vaporización del metano constituye una reacción de formación de espuma y un proceso endotérmico.

04: Las reacciones que conducen a la formación de componentes de la espuma se conocen como reacciones de gelificación y abarcan todas las reacciones excepto las que producen gases. Esto incluye la formación de uretano, urea, isocianurato y biuret (poliurea) a partir de las reacciones 1 a 4.