¿Qué es el equipo de corte de espuma?

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.

En la producción industrial moderna, la espuma flexible de poliuretano desempeña un papel importante en diversos campos, como muebles, asientos de automóviles y plantillas de zapatos. Sin embargo, no se pueden pasar por alto los puntos de control técnico clave para la producción de productos de espuma plástica flexible de poliuretano de alta calidad. Aquí hay varios puntos técnicos clave en el proceso de producción.:



Control de diisocianato de tolueno (TDI):


La proporción isomérica óptima de TDI es 80/20. Si se excede esta proporción, se puede provocar la formación de células grandes y cerradas en la espuma, prolongando el tiempo de curado. Particularmente en la producción de productos de espuma de baja densidad en bloques grandes, una proporción isomérica excesiva puede retrasar la liberación de calor, lo que puede causar que la temperatura del centro de la espuma permanezca alta durante mucho tiempo, lo que lleva a la carbonización e incluso a la ignición. Si la proporción isomérica es demasiado baja, la densidad y la resiliencia del producto de espuma disminuirán y pueden aparecer grietas finas en la superficie de la espuma, lo que resultará en una mala repetibilidad del proceso.



Adición de agentes espumantes externos:


Los agentes espumantes externos (agua) no sólo reducen la densidad de la espuma sino que también mejoran la suavidad del producto y ayudan a eliminar el calor de reacción. Para evitar la carbonización central en el proceso de formación de espuma de productos de espuma de bloques grandes, generalmente se agrega una cierta cantidad de agua. Sin embargo, a medida que aumenta la cantidad de agua, la cantidad de catalizador también debería aumentar correspondientemente; de lo contrario, puede prolongarse el tiempo de poscurado de la espuma. Generalmente, por cada 5 partes de aumento de agua, se deben añadir de 0,2 a 0,5 partes de aceite de silicona.



Relación de catalizador:


Los catalizadores orgánicos de estaño y amina terciaria se utilizan comúnmente para controlar las reacciones NCO-OH y NCO-H2O. Ajustando la proporción de diferentes catalizadores, se puede controlar el crecimiento de las cadenas de polímeros y la reacción de formación de espuma. Bajo ciertas densidades de producto, elegir la proporción de catalizador adecuada puede controlar la velocidad de celda abierta, el tamaño de celda y el valor de carga de huecos de la espuma. El aumento de la cantidad de catalizador orgánico de estaño generalmente puede producir espumas con tamaños de celda más pequeños, pero el uso excesivo puede aumentar la tasa de celda cerrada. Es necesario determinar la dosis óptima de catalizador mediante experimentos para lograr el mejor rendimiento de los productos de espuma.



Estabilizadores de espuma:


La función de los estabilizadores de espuma es reducir la tensión superficial del material, haciendo que la pared de la película de espuma sea elástica y evitando que se rompa hasta que el crecimiento de la cadena molecular y las reacciones de reticulación conduzcan a la solidificación del material. Por lo tanto, los estabilizadores de espuma desempeñan un papel fundamental en la producción de esponjas de poliéter de un solo paso y su uso debe controlarse estrictamente.



Control de temperatura:


La reacción de generación de espuma es muy sensible a la temperatura y los cambios en el material y la temperatura de formación de espuma afectarán las operaciones de formación de espuma y las propiedades físicas. Por lo tanto, el control de la temperatura es una de las condiciones importantes para garantizar procesos de formación de espuma estables. La temperatura del material generalmente se controla a 20-25
°
C.



Velocidad y tiempo de agitación:


La velocidad y el tiempo de agitación afectan la cantidad de energía aportada durante el proceso de formación de espuma. Si la agitación es desigual, pueden aparecer una gran cantidad de burbujas en la superficie de la espuma, lo que provoca defectos como grietas. Durante la mezcla del Componente A, la velocidad es de 1000 r/min; Después de agregar el Componente B al Componente A, la velocidad de agitación alta es de 2800-3500 r/min durante 5-8 segundos.



En resumen, las tecnologías clave para producir espuma flexible de poliuretano incluyen controlar el TDI, agregar agentes espumantes externos, ajustar las proporciones de catalizador, usar estabilizadores de espuma, controlar la temperatura y controlar la velocidad y el tiempo de agitación. El control adecuado de estos parámetros técnicos puede garantizar la producción de productos de plástico de espuma de poliuretano flexible de calidad estable y alto rendimiento.

Densidad:


A. Las espumas flexibles de PU de alta densidad tienen muchos poros pequeños y parecen más llenas. Sin embargo, cuanto mayor es la densidad, peor es la absorción de agua.


B. Generalmente, las espumas flexibles de PU de alta densidad también tienen una alta dureza, pero no se descarta que algunas espumas de alta densidad puedan agregar aditivos súper suaves, haciendo que la esponja sea muy suave. Por tanto, las espumas flexibles de PU de una misma densidad pueden tener diferentes grados de suavidad o dureza.


C. Las espumas de alta densidad se utilizan a menudo para algodón que absorbe el sonido, cojines de sofá, materiales de embalaje blandos, etc. Como materiales protectores se utilizan generalmente espumas de densidad media y baja.



Resiliencia:


A. Espumas de rebote lento, también conocidas como espumas inertes, viscoelásticas, espumas con sensación de presión cero, etc. Las espumas de rebote lento tienen una estructura de "panal", por lo que no pueden volver rápidamente a su forma original después de ser comprimidas.


B. Características de las espumas de rebote lento: buena absorción de agua, rendimiento de aislamiento acústico; gran tenacidad, alta resistencia a la tracción, buena absorción de impactos y rendimiento de amortiguación; Buen aislamiento térmico y aislamiento térmico, puede soportar frío y calor intensos.


C. Las espumas de alto rebote tienen una mezcla de tamaños de poros, diferentes espesores de esqueleto y una alta tasa de agujeros abiertos. Cuando se comprimen, producen fuerzas de rebote con diferentes fuerzas de apoyo en diferentes estados de deformación.


D. Las espumas de alto rebote tienen una resiliencia y transpirabilidad súper fuertes; excelente rendimiento antifatiga y retardante de llama; la sensación es similar a la superficie del látex.

Los tensioactivos utilizados para la estabilización de la espuma, también conocidos como estabilizadores de espuma, son un aditivo crucial en la producción de plásticos de espuma de poliuretano. Al seleccionar tensioactivos, ¿qué factores se deben considerar?



Los tensioactivos se pueden dividir en dos tipos: tensioactivos de espuma blanda y tensioactivos de espuma dura. Examinemos cada uno:



Surfactantes de espuma blanda:


Durante la etapa inicial de formación de espuma, los tensioactivos de espuma blanda pueden disolverse para formar poliurea y, en las etapas posteriores, pueden ayudar a la apertura y explosión de las células. Por lo tanto, al seleccionar tensioactivos de espuma blanda, se deben considerar los siguientes factores:



1
La actividad del tensioactivo;


2
La relación entre el rango operativo del tensioactivo y el rango de dosificación requerido;


3
El impacto de los distintos componentes del tensioactivo en el rango operativo.



Surfactantes de espuma dura:


Los tensioactivos de espuma dura tienen un mayor grado de reticulación, lo que hace que las burbujas sean más estables. Se utilizan comúnmente para productos moldeados o para hacer espuma en cavidades restringidas. Al seleccionar tensioactivos de espuma dura, se deben considerar los siguientes factores:



1
Fuerte capacidad de emulsificación de los componentes de la materia prima;


2
Capacidad para controlar eficazmente el tamaño de las células de espuma;


3
Capacidad para mejorar la fluidez del material y garantizar una distribución uniforme de la densidad.



Los tensioactivos no sólo desempeñan un papel en la estabilización de la espuma, sino que también afectan la densidad, la elasticidad, la resistencia a la tracción y otras propiedades de la espuma. Por lo tanto, al elegir tensioactivos, se deben considerar factores como la actividad de las materias primas, las condiciones de operación y el proceso de formación de espuma.

Espuma de poliuretano suave Durante la producción de espuma, suelen presentarse diversos accidentes y problemas, cada uno causado por múltiples factores. Al analizar accidentes con causas complejas, generalmente resulta difícil enumerar todos los factores influyentes y los principales que realmente intervienen. A continuación, presentamos 15 problemas frecuentes y sus causas, como defectos en la espuma de poliuretano, contaminación por humedad y porosidad. ¡Veámoslos juntos!

1. Alto contenido de células cerradas a. Polioles de poliéter: alta proporción de óxido de etileno, alta actividad, suele ocurrir al cambiar a polioles de poliéter con actividades diferentes.
b. Formulación del proceso: el uso excesivo de octoato de estaño, la alta actividad del isocianato, el alto grado de reticulación, la rápida velocidad de reticulación, el exceso de aminas y agentes espumantes físicos que provocan una baja presión interna de la espuma, la incapacidad de abrir las celdas cuando la elasticidad de la espuma es alta y un alto índice TDI también pueden dar como resultado un alto contenido de celdas cerradas.

2. Contracción (velocidad de gelificación mayor que la velocidad de formación de espuma) a. Alto contenido de celdas cerradas, contracción durante el enfriamiento.
b. Condiciones del proceso: baja temperatura del aire, baja temperatura del material.
c. Formulación del proceso: exceso de aceite de silicona, exceso de agente espumante físico, bajo índice TDI.

3. Agrietamiento interno a. 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 fuerza de formación de espuma inicial.
c. Alta actividad del aceite de silicona, pequeño consumo.

4. Agrietamiento superior (velocidad de gelificación por gasificación desequilibrada) a. Condiciones del proceso: baja temperatura del aire, baja temperatura del material.
b. Formulación del proceso: uso insuficiente de catalizador, uso reducido de amina, aceite de silicona de mala calidad.

5. Agrietamiento en la esquina inferior (uso excesivo de amina, velocidad de espumado demasiado rápida). Superficie de poros grandes: exceso de agente espumante físico, aceite de silicona y catalizador de mala calidad.

6. Bajo rendimiento de la espuma a bajas temperaturas Los polioles de poliéter presentan una calidad intrínseca deficiente, el mismo valor de hidroxilo, baja funcionalidad, alta insaturación y bajo índice TDI con el mismo uso de estaño.

7. Baja permeabilidad al aire a. Condiciones meteorológicas: baja temperatura del aire.
b. Materias primas: polioles de poliéter de alta calidad, aceite de silicona de alta actividad.
c. Formulación del proceso: uso excesivo o igual de estaño, bajo contenido de agua y amina, alto índice TDI.

8. Poca resiliencia a. Materias primas: polioles de poliéter de alta actividad, aceite de silicona de bajo peso molecular relativo y 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. Baja resistencia a la tracción a. Materias primas: exceso de polioles de poliéter de bajo peso molecular, funcionalidad de bajo valor de hidroxilo.
b. Formulación del proceso: la cantidad insuficiente de estaño provoca una mala reacción de gelificación, un alto índice TDI con el mismo uso de estaño y un bajo grado de reticulación con menos agua.

10. Fumar durante la formación de espuma a. El exceso de amina provoca que se libere una gran cantidad de calor por 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 polioles de poliéter.

11. Espuma con vetas blancas La rápida velocidad de reacción de espumación y gelificación, junto con la lenta velocidad de transmisión durante la formación continua de espuma y la compresión localizada que forma una capa densa, dan lugar al fenómeno de vetas blancas. Se debe aumentar la velocidad de transmisión de inmediato, o bien reducir la temperatura del material y disminuir el uso de catalizador.

12. Espuma quebradiza La fórmula contiene un exceso de agua, lo que da lugar a la formación de muchas ureas sin reaccionar que no se disuelven en el aceite de silicona, un uso deficiente del catalizador de estaño, una reacción de reticulación insuficiente, un alto contenido de polioles de poliéter de bajo peso molecular relativo, una temperatura de reacción excesivamente alta y la ruptura de los enlaces éter, lo que reduce la resistencia de la espuma.
13. Densidad de la espuma inferior al valor establecido. El índice de formación de espuma es demasiado alto debido a una dosificación imprecisa, una temperatura del aire elevada y una presión atmosférica baja.

14. Espuma con piel, piel en los bordes, huecos en el fondo Posibles causas: Exceso de catalizador de estaño e insuficiencia de catalizador de amina. Velocidad de formación de espuma lenta mientras que la reacción de gel se produce demasiado rápido; baja eficiencia de mezclado; velocidad de alimentación de material inestable. Pasos para la resolución de problemas: Ajuste el equilibrio del catalizador amina-estaño; inspeccione el cabezal mezclador y las bombas dosificadoras de la máquina espumadora; compruebe la consistencia de la temperatura de la materia prima.

15. Alta elongación a la rotura a. Materias primas: polioles de poliéter de alta actividad y baja funcionalidad.
b. Formulación del proceso: reticulación insuficiente debido al bajo índice TDI, exceso de estaño y alto contenido de aceite de silicona.

Escenario común: Los defectos persisten después de la modificación de la fórmula. Muchos fabricantes de espuma se topan con este problema real en la fábrica: todas las pruebas de materia prima se superan, los parámetros de la fórmula cumplen con las especificaciones de laboratorio, pero la espuma terminada aún presenta grietas, contracción o densidad desigual.
Muy a menudo, esto apunta a limitaciones del hardware: dosificación inconsistente de los componentes, rendimiento de mezcla insuficiente o control de temperatura inestable en las máquinas espumadoras existentes.
El equipo Sabtech está diseñado para una producción estable a largo plazo, no solo para pruebas perfectas en condiciones de laboratorio. Nuestro Máquinas de espumado por lotes La línea de espumado continuo de planchas SAB-CF13 se centra en la precisión de la dosificación y la homogeneidad de la mezcla para la producción diaria en masa.

¿Sigue teniendo problemas con la calidad inestable de la espuma en su producción diaria? Comparta el fenómeno del defecto, el tipo de espuma objetivo (colchón / sofá HR / asiento de automóvil / espuma viscoelástica), el modelo de máquina actual y la capacidad de producción. Nuestro equipo técnico de espuma de poliuretano puede ofrecerle sugerencias específicas. Nos especializamos en espuma de poliuretano flexible Soluciones de maquinaria para mejorar la eficiencia de la producción y reducir el desperdicio de materiales. Contáctenos hoy para obtener una configuración de máquina personalizada y un presupuesto. Nuestros ingenieros profesionales le brindarán asistencia técnica personalizada en 24 horas.