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Al utilizar una máquina de espuma por lotes para espumar espuma blanda de poliuretano, ¿se ha encontrado con las siguientes situaciones?

1.Poros de espuma desiguales y numerosos,

2. Textura de espuma rugosa.

3. Tamaños de poros caóticos en toda la superficie de la espuma, con ligeros signos de poros dilatados.

Problemas como estos son bastante comunes. La razón principal del primer problema es que la distancia entre el impulsor de mezcla de la máquina de espuma y el fondo del barril de mezcla es demasiado grande; el segundo problema es que las paletas mezcladoras son demasiado cortas y estrechas: el tercer problema es que el ángulo de las paletas mezcladoras es demasiado grande.

Muchos fabricantes que diseñan y producen máquinas de espuma sólo comprenden los principios durante el proceso de diseño, sin comprender la relación significativa entre un diseño diferente en la producción de espuma y la calidad del producto. Un diseño mecánico razonable y perfecto sólo puede mejorarse gradualmente en el trabajo real, y sólo los espumadores experimentados pueden lograrlo.

Aquí hay algunas experiencias que hemos tenido con modificaciones y actualizaciones de máquinas, esperando que  será útil:

Primero , la posición de instalación de la rueda mezcladora debe ser lo más baja posible; es mejor más cerca del fondo del barril mezclador. En general, la distancia entre el punto más bajo de la paleta mezcladora y el fondo del barril mezclador debe ser de aproximadamente dos centímetros.

Segundo , la forma de la paleta mezcladora debe ser en forma de abanico, con un borde moderadamente ancho. La ventaja de ser ancho es que aumenta el área de contacto con el material líquido, proporcionando suficiente potencia y además equilibra el material líquido.

Tercera , la longitud de la paleta mezcladora también debe ser lo más larga posible, dejando entre tres y cuatro centímetros del deflector dentro del cilindro mezclador.

Cuatro , los dos bordes de la paleta mezcladora deben estar inclinados, con el ángulo de inclinación basado en el ancho de un extremo y dos centímetros de diferencia en ambos lados. Después de modificar la paleta mezcladora, el funcionamiento adecuado también es crucial, especialmente la velocidad de mezcla. Hoy en día, la mayoría de las máquinas de espuma por lotes están equipadas con dispositivos de conversión de frecuencia de sincronización de alta velocidad. Sin embargo, en la producción real, este dispositivo suele ser innecesario. La velocidad de funcionamiento depende principalmente de la cantidad de material en el cilindro mezclador. Si hay mucho material, la velocidad debe ser apropiadamente más rápida, y si hay menos material, entonces la velocidad debe ser menor.

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 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.

La temperatura interna de la espuma es tan indispensable como la vitalidad para una persona. Si la temperatura de poscurado de la esponja es demasiado baja, sus propiedades físicas no serán óptimas y habrá fluctuaciones significativas en estas propiedades.

Una vez que la espuma está bien desarrollada, su temperatura interna aumenta rápidamente a más de 120 grados centígrados debido a la reacción exotérmica que se produce en condiciones deficientes de disipación de calor, convirtiéndose en uno de los riesgos de incendio.

La temperatura interna de la espuma es crucial para desarrollar sus propiedades superiores. La espuma madurada a temperaturas externas específicas exhibe propiedades físicas excepcionalmente superiores, como la resistencia a la tracción. Algunos calculan la temperatura de la espuma mediante fórmulas, mientras que otros utilizan software para ingresar fórmulas y calcular automáticamente la temperatura interna de la espuma. Entonces, ¿qué factores influyen en la temperatura interna de la espuma? ¿Es importante conocer estos factores? Es similar a cómo las cámaras de los teléfonos modernos tienen alta resolución, pero ¿eso hace que la fotografía profesional sea inútil? ¿Son inútiles ajustes como la apertura, la distancia focal y el tiempo de exposición? Para controlar mejor las cosas, uno debe comprender más variables clave de esa cosa. Comencemos con principios básicos para comprender los cambios en la temperatura interna de la espuma.

Primero, comprendamos algunas reglas básicas.

La temperatura de un espacio es directamente proporcional a la cantidad de energía térmica inyectada en ese espacio e inversamente proporcional a su tamaño.

Por ejemplo, si se distribuyen 10 kilojulios de calor en un espacio de 8 litros, la temperatura de ese espacio es de 20 grados centígrados. Si se distribuyen los mismos 10 kilojulios de calor en un espacio de 4 litros, la temperatura llega a ser de 40 grados centígrados.

La cantidad de calor aportado es directamente proporcional al valor de aporte de calor y a la velocidad del aporte de calor.

Por ejemplo, si se liberan 100 kilojulios de calor a velocidad "v", la entrada de calor es "A". Si se liberan los mismos 100 kilojulios de calor a una velocidad de 2v, la entrada de calor se convierte en 2A.

El tamaño de un espacio es directamente proporcional a la temperatura absoluta.

Por ejemplo, un espacio de 1 litro a 0 grados Celsius se convierte en 1,366 litros a 100 grados Celsius porque (273,15 + 100)/(273,15 + 0) = 1,366.

El tamaño de un espacio es inversamente proporcional a la presión atmosférica.

Es necesario considerar el retraso en la vaporización del metano.

A continuación, examinemos cómo el ajuste fino de la fórmula afecta la temperatura interna de la espuma.

Dado que se trata de un ajuste fino, aproximaremos que el entorno circundante permanece sin cambios antes y después de los ajustes. Consideremos los efectos del ajuste del agua y el metano en la temperatura interna de la espuma.

Por ejemplo, si una fórmula aumenta el metano en un 5%, podemos estar seguros de que la temperatura interna de la espuma disminuye porque la vaporización del metano absorbe calor, lo que reduce el aporte de calor a la espuma y aumenta el espacio para acomodar el calor. De manera similar, si el contenido de agua aumenta en un 5 %, el agua agregada libera calor al inyectarse en la espuma, lo que aumenta el aporte de calor, y la reacción del agua agregada genera gas, lo que aumenta el espacio para el calor. Entonces, ¿la temperatura interna de la espuma aumenta o disminuye en este caso? La experiencia indica que la temperatura interna de la espuma aumenta. Esto sugiere que el aumento de la entrada de calor debido a este cambio contribuye más al aumento de la temperatura interna de la espuma que el gas producido por el agua que diluye la temperatura.

Los cambios que involucran el índice de espuma, la liberación de calor y la disipación de calor, todos crecientes, pueden hacer que sea difícil adivinar intuitivamente si la temperatura interna de la espuma aumentará o disminuirá. Es posible que sea necesario insertar una sonda después de la formación de espuma para comparar las temperaturas internas o realizar cálculos para llegar a una conclusión.

Para los cálculos, se necesitan varias fórmulas (expresiones algebraicas) derivadas de las reglas básicas anteriores, junto con algunos datos: el calor liberado cuando el agua reacciona con el TDI para formar dióxido de carbono en kilojulios por mol, el calor absorbido durante la vaporización del metano en kilojulios por mol . Para estimar la temperatura interna total de la espuma, se debe conocer el calor liberado al formar formiato de aminometilo, formiato de metilo de urea, urea y biuret (poliurea), en kilojulios por mol, y la velocidad de reacción (tiempo de reacción).

Esto también explica por qué la densidad calculada a partir del índice de espuma difiere drásticamente de los valores teóricos y reales para espumas sin cargas a 50 densidades. Cuanto menor es la densidad, más coinciden los valores teóricos y reales de la densidad de la espuma.

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

1. Alto contenido de células cerradas

  a. Poliéter poliolos: alta proporción de óxido de etileno, alta actividad, a menudo ocurre al cambiar a poliéter poliols 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, aminas excesivas y agentes de soplado físico que causan una presión interna baja de espuma, la incapacidad de las células abiertas cuando la elasticidad de la espuma es alta y el índice de TDI alto también pueden dar como resultado un alto contenido de células cerradas.

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

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

  b. Condiciones del proceso: baja temperatura del aire, baja temperatura del material.

  do. Formulación del proceso: aceite de silicona excesivo, agente de soplado físico excesivo, índice de baja TDI.

3. Agrietamiento interno

  a. Condiciones del proceso: baja temperatura del aire, temperatura central de alta reacción.

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

  do. Alta actividad del aceite de silicona, pequeño uso.

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

  a. Condiciones del proceso: baja temperatura del aire, baja temperatura del material.

  b. Formulación del proceso: uso insuficiente del catalizador, uso de pequeños amina, aceite de silicona de baja calidad.

5. Cracking inferior de la esquina (uso excesivo de amina, velocidad de espuma demasiado rápida)

  Gran superficie de poros: agente de soplado físico excesivo, aceite de silicona de baja calidad y catalizador.

6. Mal rendimiento de baja temperatura de la espuma

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

7. Mala permeabilidad del aire

  a. Condiciones climáticas: baja temperatura del aire.

  b. Materias primas: poliéter de alto poliéter, aceite de silicona de alta actividad.

  do. Formulación del proceso: Uso excesivo de estaño o mismo lata, bajo contenido de agua y amina, índice TDI alto.

8. Mala resistencia

  a. Materias primas: poliéter poliéter 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 en el mismo uso de estaño, alto índice de TDI.

9. Mala resistencia a la tracción

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

  b. Formulación del proceso: la estaño insuficiente causa una reacción de gelificación deficiente, un índice de TDI alto en el mismo uso de estaño, bajo grado de reticulación con menos agua.

10. Fumar durante la espuma

  a. La amina excesiva hace que se libere una gran cantidad de calor de la reacción del agua y el TDI, evaporando las sustancias bajas del punto de ebullición y causando fumar.

  b. Si no es carbonización, el humo se compone principalmente de TDI, sustancias bajas en el punto de ebullición y cicloalcanos monoméricos en poliéter poliols.

11. Espuma con rayas blancas

  Velocidad de reacción de espuma rápida y gelificación, velocidad de transmisión lenta en espuma continua, compresión local para formar una capa densa, lo que resulta en fenómeno de rayas blancas. La velocidad de transmisión debe incrementarse de inmediato, o la temperatura del material debe reducirse, y el uso del catalizador debe disminuir.

12. Espuma frágil

  La fórmula tiene agua excesiva, lo que resulta en muchas formaciones de urea no reaccionadas que no se disuelven en aceite de silicona, uso de catalizador de estaño deficiente, reacción insuficiente de reticulación, alto contenido de poliétlos de poliéteres moleculares de bajo peso relativo, temperatura de reacción excesivamente alta y rotura de enlace de éter que reduce la resistencia.

13. Densidad de espuma inferior al valor establecido

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

14. Espuma con piel, piel de borde, huecos del fondo

Lata excesiva y amina insuficiente, velocidad de espuma lenta, rápido  

15 、 Alto alargamiento en el descanso

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

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

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