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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.

Fabricación de poliuretano

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La espuma suele implicar dos etapas clave. La primera etapa consiste en preparar espuma de poliuretano de células abiertas o parcialmente abiertas según la porosidad deseada. Si la espuma es de celda cerrada, es necesario someterla a compresión con rodillo para romper las paredes de la celda, creando así la estructura porosa necesaria. La segunda etapa consiste en eliminar todas las membranas celulares para formar una estructura reticulada.



Para producir poliuretano

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La espuma, el tamaño de los poros y la estructura de la red de la espuma están determinados en gran medida por el catalizador, el agente espumante y el tensioactivo.



En operaciones prácticas, existen dos métodos comunes para formar la red.:



El primero es el método de hidrólisis alcalina. Los pasos de este método implican sumergir la espuma de poliuretano suave tipo poliéster obtenida en la primera etapa en una solución de hidróxido de sodio al 10% a 50 grados Celsius durante aproximadamente 10 minutos. Luego pasa por procesos como lavado con agua, neutralización con ácido acético, otra ronda de lavado con agua y secado, dando como resultado el producto final de poliuretano.

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espuma.



Otro método es el método de combustión, también conocido como método de explosión. Este método requiere colocar la espuma de poliuretano blanda tipo poliéter o poliéster obtenida en la primera etapa en un recipiente sellado. Luego se evacua el recipiente a 13,3 Pa, seguido de la introducción de oxígeno y gas natural (en una proporción volumétrica de 2:1), llevando la presión interna del recipiente a un cierto nivel (que aumenta con la porosidad). A continuación, el gas dentro del contenedor se enciende mediante una bujía. El calor generado por el proceso de combustión quemará o derretirá las membranas celulares sin dañar los puntales de las células. Finalmente, el producto resultante después de la combustión se limpia con aire y el

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Se retira la espuma del recipiente.



Ambos métodos son formas efectivas de preparar poliuretano.

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espuma, y ​​la elección específica entre ellos depende del material de la espuma y de las características estructurales deseadas.

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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Al establecer una fábrica de espuma de poliuretano, una cuidadosa consideración de la selección del sitio y las condiciones de construcción es crucial para su éxito. Varios principios guían la selección del sitio de la fábrica.:


En primer lugar, el principio de optimizar y reorganizar los recursos existentes de las unidades del proyecto es esencial. Esto garantiza que la fábrica pueda hacer el mejor uso de los recursos disponibles sin duplicaciones innecesarias.


En segundo lugar, el principio de ahorrar tierra y reducir la inversión es vital. Al seleccionar un sitio que sea eficiente en el uso del suelo, la fábrica puede minimizar los costos y maximizar la eficiencia.


En tercer lugar, es importante el principio de facilitar el transporte y reducir los costos de producción de los productos. Una ubicación que permita un fácil transporte de materias primas y productos terminados ayuda a reducir los costos generales de producción.


Por último, el principio de prevenir la contaminación urbana y proteger el medio ambiente es primordial. Elegir un sitio alejado de áreas densamente pobladas ayuda a reducir el impacto de las operaciones de la fábrica en el medio ambiente de la ciudad.



Además de estos principios de selección del sitio, también se deben considerar varios factores relacionados con las condiciones de construcción.:


La ubicación geográfica y las condiciones de transporte juegan un papel crucial. Una ubicación ideal tendría buen acceso a redes de transporte, como carreteras o ferrocarriles, facilitando el movimiento de mercancías.


El estado de los recursos y las condiciones sociales son factores importantes. Esto incluye la evaluación de las instalaciones locales de apoyo al servicio, la disponibilidad de recursos laborales y las políticas gubernamentales que podrían afectar las operaciones de la fábrica.


No deben pasarse por alto las condiciones naturales, como el clima, los factores geológicos y las consideraciones sísmicas. Comprender estos factores ayuda a planificar cualquier riesgo o desafío potencial durante la construcción y operación.


Las condiciones de construcción de la fábrica, como el suministro de agua, el drenaje, el suministro de energía y la calefacción, son esenciales para el buen funcionamiento de la instalación. Durante las etapas de planificación deben garantizarse provisiones adecuadas para estos servicios públicos.


En conclusión, el establecimiento exitoso de una fábrica de espuma de poliuretano depende de un análisis cuidadoso tanto de los principios de selección del sitio como de las condiciones de construcción. Si se cumplen estas consideraciones, la fábrica se puede instalar en una ubicación óptima con la infraestructura necesaria para operaciones eficientes y sostenibles.