¿Por qué la espuma HR y la espuma viscoelástica tienen proporciones de tiempo de gel a crema tan diferentes?

En la producción de espuma de PU flexible, la relación entre el tiempo de gelificación y el tiempo de cremación es un indicador clave de las características de la espuma. Diferentes tipos de espuma, especialmente la espuma de alta resiliencia (HR) y la espuma de PU de alta resiliencia (memoria) de baja resiliencia, presentan diferencias significativas en esta relación. Normalmente, la espuma viscoelástica tiene un valor mucho mayor que la espuma HR, lo cual se determina por sus estructuras moleculares, sus requisitos de rendimiento y sus procesos de producción.

Comparación de parámetros básicos

Para ilustrar mejor esta diferencia, comparemos los tiempos de formación de espuma de estas dos espumas:

Espuma de PU de alta resiliencia : El tiempo de crema (apariencia de color lechoso) suele ser de 15 a 18 segundos, mientras que el tiempo de gelificación (solidificación de la espuma) es de 100 a 130 segundos. La relación es de aproximadamente 6,0 a 7,2.

Espuma de PU de baja resiliencia : El tiempo de formación de la crema es más corto (9-15 segundos), pero el tiempo de gelificación es más largo (80-100 segundos). La proporción puede alcanzar entre 8,0 y 11,0.

Esta clara brecha de datos resalta las diferencias fundamentales en las tasas de reacción química, impulsadas por los siguientes factores:

1. Diferencias fundamentales en la estructura molecular

Espuma HR : Elaborada principalmente con cadenas flexibles de baja densidad de reticulación (p. ej., poliéter EO/PO). Estas cadenas reactivas se reticulan rápidamente al iniciarse la formación de espuma, formando una red firme. Por lo tanto, el tiempo de gelificación se produce poco después del tiempo de cremación, lo que resulta en una proporción menor.

Espuma viscoelástica : Diseñada para lograr viscoelasticidad, incorpora estructuras de mayor densidad de reticulación o componentes de poliurea modificados, combinando puntos de reticulación rígidos con cadenas flexibles. Esto reduce la reactividad, prolongando el tiempo desde la expansión hasta la solidificación final, lo que resulta en una mayor proporción.

2. Comportamiento de formación de espuma impulsado por el rendimiento

Espuma HR : Su función principal es la rápida resiliencia. La espuma debe formar y solidificar burbujas rápidamente, garantizando así la estabilidad estructural para una recuperación instantánea bajo presión. Esta exigencia funcional implica una menor proporción de gel a crema.

Espuma viscoelástica : Conocida por su lenta recuperación y distribución de la presión, requiere un moldeado prolongado para memorizar los perfiles de presión. Un mayor tiempo de gelificación permite una estabilización gradual de las burbujas y la dispersión de la tensión, gracias a una mayor proporción de gel y crema.

3. Adaptaciones del proceso de producción

Espuma HR : La producción prioriza la velocidad y la eficiencia. Los ajustes del catalizador acortan los tiempos de preparación de la crema y el gel para adaptarse a las líneas de producción de alta velocidad.

Espuma viscoelástica : Debido a que las reacciones son inherentemente más lentas y la exotermia es menor, las líneas de producción deben funcionar a menor velocidad para permitir la formación completa de espuma y el curado. Esta adaptación refuerza la necesidad de una proporción mayor para lograr las propiedades deseadas.