Polyéther Polyol : indice d'hydroxyle 36, hydroxyle primaire > 65%, 60%.


Polyol polymère : indice d'hydroxyle 28, copolymère 20 %, 40 %.


Eau : 3%.


80TDI et MDI polymère (viscosité 300mpa) : 80:20.


T12: 0.025%.


A33: 0.4%.


Huile de silicone HR-3 : 1 %.


Agent de réticulation HA-1 : 6 %.


Di(b-diméthylaminoéthyl)Éther : 0,15 %.

Phase un : processus de nucléation gazeuse


Les matières premières réagissent en phase liquide ou dépendent de la génération de substances gazeuses et de la volatilisation du gaz au cours de la réaction. À mesure que la réaction progresse et qu’une grande quantité de chaleur est générée, la quantité de substance gazeuse générée et volatilisée augmente continuellement. Lorsque la concentration de gaz dépasse la concentration de saturation, de fines bulles de gaz commencent à se former dans la phase solution et montent. Alors que la réaction touche à sa fin, un phénomène laiteux apparaît dans le matériau polyuréthane liquide, connu sous le nom de « temps laiteux ».



Phase deux : processus d'autonucléation


A ce stade, la concentration de gaz continue d’augmenter et atteint un certain niveau. Après cela, la concentration de gaz diminue progressivement et de nouvelles bulles ne se forment plus. Le gaz présent dans la solution atteint progressivement une concentration de saturation d'équilibre. Au cours de cette étape, la viscosité du matériau liquide augmente progressivement et le gaz fusionne et se dilate continuellement dans la phase liquide progressivement visqueuse. Le volume des bulles continue d'augmenter. La phase liquide visqueuse formant la paroi externe des bulles s'amincit progressivement. En raison de la relation de tension superficielle entre les interfaces gaz et liquide, le volume des bulles augmente de petit à grand, se transformant progressivement d'une forme sphérique en une forme géométrique tridimensionnelle composée de films minces polymères, formant finalement une structure de réseau ouverte de trois dimensions. micropores dimensionnels. Dans le processus de synthèse de la mousse de polyuréthane, cette étape présente une expansion du volume du polymère et une montée de la mousse.



Phase trois:


Une fois que la concentration de gaz atteint un certain niveau, les bulles ne se forment plus. Avec la perméation du gaz, la concentration continue de diminuer, atteignant l'équilibre saturé final dans le processus de transition de la paroi en mousse polymère d'un état liquide visqueux à un état solide non coulant.

La production de mousse souple en forme de bloc utilise généralement le

machine à mousse par lots moussant

Processus, une méthode de production de type écart. Cette méthode a évolué à partir du moussage manuel en laboratoire. Le processus consiste à verser immédiatement les matériaux de réaction mélangés dans un moule ouvert ressemblant à une boîte en bois ou en métal, d'où le nom de « mousse en boîte ». Les moules (boîtes) pour mousse en boîte peuvent être rectangulaires ou cylindriques. Pour empêcher le bloc de mousse de former un dessus en forme de dôme, une plaque de recouvrement flottante peut être placée sur le dessus de la mousse pendant le moussage. La plaque de couverture reste étroitement attachée au sommet de la mousse et se déplace progressivement vers le haut à mesure que la mousse monte.



L'équipement principal pour la production de mousse en boîte comprend : 1) Un agitateur électromécanique, un baril de mélange ; 2) Boîte de moule ; 3) Outils de pesée tels que balances, balances à plate-forme, tasses à mesurer, seringues en verre et autres appareils de mesure ; 4) Chronomètre pour contrôler le temps de mélange. Une petite quantité d'agent de démoulage est appliquée sur les parois intérieures de la boîte pour faciliter le retrait de la mousse.



Les avantages de la production de mousse souple à l'aide de la méthode de mousse en boîte comprennent : un faible investissement en équipement, un faible encombrement, une structure d'équipement simple, une utilisation et une maintenance faciles et pratiques et une production flexible. Certaines petites entreprises nationales et municipales sous-financées utilisent cette méthode pour produire de la mousse souple de polyuréthane. Le moulage de mousse en boîte est une méthode de production non continue de mousse souple, de sorte que l'efficacité de la production est inférieure à celle des méthodes continues et que l'équipement est principalement actionné manuellement, ce qui entraîne une intensité de travail plus élevée. La capacité de production est limitée et les pertes liées à la découpe des mousses plastiques sont plus importantes. Les paramètres de processus pour la mousse en boîte doivent être contrôlés dans une certaine plage car même avec la même formule, les propriétés de la mousse peuvent ne pas être les mêmes lorsque différents paramètres de processus sont utilisés. La température des matières premières doit être contrôlée à (25
±
3) degrés Celsius, vitesse de mélange de 900 à 1 000 tr/min et temps de mélange de 5 à 12 secondes. Le temps de mélange du mélange de polyéther et d'additifs avant l'ajout du TDI peut être ajusté de manière flexible en fonction de la situation, et après l'ajout du TDI, un temps de mélange de 3 à 5 secondes est suffisant, la clé étant un mélange minutieux après l'ajout du TDI.



Lors du moulage de mousse en boîte, il convient de prêter attention aux aspects suivants:


1)
Se préparer avant la production, y compris l'inspection de la température des matériaux et de l'équipement de la machine ;


2) Mesurer aussi précisément que possible ;


3) Contrôler le temps de mélange de manière appropriée ;


4) Versez le liquide mélangé rapidement et régulièrement, en évitant une force excessive ;


5) Assurez-vous que la boîte est placée de manière stable, avec le papier inférieur plat, pour éviter un écoulement inégal du matériau pendant le versement ;


6) Lorsque la mousse monte, appuyez doucement sur le couvercle pour garantir que la mousse monte en douceur ;


7) Les additifs doivent être utilisés comme spécifié et les matériaux pré-mélangés ne doivent pas être laissés trop longtemps.



Trois types d'équipements en mousse ont émergé dans le moulage de mousse en boîte. Initialement, diverses matières premières étaient pesées dans un récipient selon la formule, mélangées avec un mélangeur à grande vitesse et versées dans le moule pour le moussage et le façonnage. Cette méthode entraînait souvent des résidus dans le récipient de mélange. Une méthode améliorée utilisait une pompe doseuse pour transporter les matières premières vers le baril de mélange pour un mélange uniforme. Un dispositif mécanique fermait automatiquement le fond du fût et de l'air comprimé était utilisé pour presser le matériau dans la boîte de moussage pour le façonner. Ces deux méthodes pourraient créer des tourbillons en raison de l’afflux rapide de matériaux dans la boîte, ce qui pourrait provoquer des défauts ou des dépressions dans les produits en mousse. Le dispositif de mousse en boîte le plus raisonnable consiste à placer un fût de mélange sans fond directement au centre de la boîte de mousse. Une pompe doseuse délivre les différentes matières premières nécessaires au moussage dans le fût de mélange. Après avoir mélangé pendant quelques secondes, le dispositif de levage soulève le fût de mélange hors de la boîte à mousse, permettant au matériau moussant de s'écouler en douceur sur tout le fond de la boîte. Cela empêche la fissuration de la mousse due aux tourbillons de matériaux et garantit une hauteur relativement uniforme dans toute la mousse.



Un dispositif de pression peut être ajouté au matériau en mousse expansible pour produire une mousse à dessus plat, réduisant ainsi les déchets lors de la découpe. Cet appareil convient à la production de mousse souple en polyuréthane de type polyéther et de mousse en bloc souple à haut rebond. Pour les blocs de polyuréthane polyvinylacétate, cette méthode ne peut pas être utilisée en raison de la viscosité élevée du matériau, et des méthodes continues sont généralement utilisées.

La mousse de polyuréthane rencontre souvent divers accidents et problèmes lors de la production réelle de mousse, chacun étant causé par plusieurs facteurs. Dans l'analyse des accidents provoqués par des facteurs complexes, il est généralement difficile d'énumérer tous les facteurs d'influence et les principaux facteurs qui jouent réellement un rôle. Ci-dessous, 15 problèmes fréquemment rencontrés et leurs causes, examinons-les ensemble !



1. Teneur élevée en cellules fermées


un. Polyols de polyéther : une proportion élevée d'oxyde d'éthylène, une activité élevée, se produit souvent lors du passage à des polyols de polyéther ayant des activités différentes.


b. Formulation du procédé : utilisation excessive d'octoate d'étain, activité isocyanate élevée, degré de réticulation élevé, vitesse de réticulation rapide, amines excessives et agents gonflants physiques provoquant une faible pression interne de la mousse, incapacité à ouvrir les cellules lorsque l'élasticité de la mousse est élevée et un indice TDI élevé peut également en résulter. à forte teneur en cellules fermées.



2. Retrait (vitesse de gélification supérieure à la vitesse de moussage)


un. Teneur élevée en cellules fermées, retrait au refroidissement.


b. Conditions de traitement : basse température de l’air, basse température du matériau.


c. Formulation du procédé : huile de silicone excessive, agent gonflant physique excessif, faible indice TDI.



3. Fissuration interne


un. Conditions de procédé : basse température de l’air, température élevée du centre de réaction.


b. Formulation du procédé : faible indice TDI, teneur excessive en étain, haute résistance au moussage précoce.


c. Haute activité de l'huile de silicone, faible utilisation.



4. Fissuration supérieure (vitesse de gélification de gazéification déséquilibrée)


un. Conditions de traitement : basse température de l’air, basse température du matériau.


b. Formulation du procédé : utilisation insuffisante du catalyseur, faible utilisation d’amines, huile de silicone de mauvaise qualité.



5. Fissuration du coin inférieur (utilisation excessive d’amines, vitesse de moussage trop rapide)


Surface à pores larges : agent gonflant physique excessif, huile de silicone et catalyseur de mauvaise qualité.



6. Mauvaises performances de la mousse à basse température


Mauvaise qualité intrinsèque des polyéther polyols, même indice d'hydroxyle, faible fonctionnalité, insaturation élevée, faible indice TDI avec la même utilisation de l'étain.



7. Mauvaise perméabilité à l'air


un. Conditions météorologiques : basse température de l’air.


b. Matières premières : polyols à haute teneur en polyéther, huile de silicone à haute activité.


c. Formulation du procédé : utilisation excessive d'étain ou du même étain, faible teneur en eau et en amines, indice TDI élevé.



8. Mauvaise résilience


un. Matières premières : polyéther polyols à haute activité, faible poids moléculaire relatif, huile de silicone à haute activité.


b. Formulation du procédé : grande quantité d'huile de silicone, teneur excessive en étain, plus d'eau pour la même utilisation d'étain, indice TDI élevé.



9. Mauvaise résistance à la traction


un. Matières premières : polyols de polyéther de faible poids moléculaire excessifs, fonctionnalité à faible indice d'hydroxyle.


b. Formulation du procédé : un manque d'étain entraîne une mauvaise réaction de gélification, un indice TDI élevé pour la même utilisation d'étain, un faible degré de réticulation avec moins d'eau.



10. Fumer pendant le moussage


un. Un excès d'amine provoque le dégagement d'une grande quantité de chaleur provenant de la réaction de l'eau et du TDI, évaporant les substances à bas point d'ébullition et provoquant de la fumée.


b. Si elle ne carbonise pas, la fumée est principalement composée de TDI, de substances à bas point d’ébullition et de cycloalcanes monomères dans des polyéther polyols.



11. Mousse avec des stries blanches


Vitesse de réaction de moussage et de gélification rapide, vitesse de transmission lente en moussage continu, compression locale pour former une couche dense, entraînant un phénomène de stries blanches. La vitesse de transmission doit être augmentée rapidement, ou la température du matériau doit être réduite et l'utilisation du catalyseur doit être diminuée.



12. Mousse cassante


La formule contient un excès d'eau, ce qui entraîne de nombreuses formations d'urée n'ayant pas réagi qui ne sont pas dissoutes dans l'huile de silicone, une mauvaise utilisation du catalyseur à l'étain, une réaction de réticulation insuffisante, une teneur élevée en polyols de polyéther de faible poids moléculaire relatif, une température de réaction excessivement élevée et une rupture de liaison éther qui réduit force de la mousse.



13. Densité de mousse inférieure à la valeur définie


L'indice de moussage est trop élevé en raison d'un dosage imprécis, d'une température de l'air élevée et d'une faible pression d'air.



14. Mousse avec peau, peau de bord, vides de fond


Étain excessif et amine insuffisante, vitesse de mousse lente, rapide


15

、

Fort allongement à la rupture


un. Matières premières : polyéther polyols à haute activité, faible fonctionnalité.


b. Formulation du procédé : réticulation insuffisante en raison d'un faible indice TDI, d'un excès d'étain et d'une teneur élevée en huile de silicone.

Vous êtes-vous déjà demandé comment se forme la mousse plastique polyuréthane ? Dans l’article précédent, nous avons révélé les réactions de base qui se cachent derrière : les isocyanates, les polyéthers (ou polyesters) polyols et l’eau travaillent tous ensemble pour créer cette substance magique. Alors, cela signifie-t-il que dans la production réelle, nous n’avons besoin que de ces trois matières premières ? La réponse est loin de là. Dans notre processus de production actuel, afin de contrôler plus précisément la vitesse de réaction et de produire des produits offrant d’excellentes performances, nous devons souvent exploiter la puissance de divers additifs. Ces additifs ont non seulement de nombreuses applications, mais peuvent également jouer un rôle important en rendant notre processus de production plus efficace et plus stable.



Tensioactifs / Huile de silicone


Les tensioactifs, également appelés huiles de silicone, sont également appelés stabilisants de mousse. Dans le processus de production de mousse polyuréthane, son rôle est crucial. La fonction fondamentale de l'huile de silicone est de réduire la tension superficielle du système moussant, améliorant ainsi la miscibilité entre les composants, ajustant la taille des bulles, contrôlant la structure des bulles et améliorant la stabilité de la mousse. En outre, il a également la responsabilité d’empêcher l’effondrement de la mousse. On peut donc dire que l’huile de silicone joue un rôle indispensable dans la production de mousse de polyuréthane.



Catalyseurs


Les catalyseurs jouent un rôle crucial dans le processus de synthèse du polyuréthane, principalement en accélérant la réaction entre les isocyanates, l'eau et les polyols. Cette réaction est une réaction de polymérisation typique. Sans la présence de catalyseurs, cette réaction peut se dérouler très lentement, voire pas du tout. Actuellement, les catalyseurs sur le marché sont principalement divisés en deux types : les catalyseurs aminés et les catalyseurs métalliques organiques. Les catalyseurs aminés sont des composés à base d'atomes d'azote, qui peuvent favoriser efficacement la réaction de polymérisation du polyuréthane. Les catalyseurs métalliques organiques, quant à eux, sont des composés qui affectent particulièrement la réaction entre les polyols et les isocyanates lors de la formation de polyuréthane, généralement des composés organostanniques. La caractéristique de ces catalyseurs réside dans leur capacité à contrôler avec précision le processus de réaction, ce qui donne un produit final plus uniforme et plus stable.



Agents gonflants


Les agents gonflants sont des substances qui génèrent du gaz lors de la réaction du polyuréthane et contribuent à la formation de mousse. Selon la manière dont le gaz est généré, les agents gonflants sont généralement divisés en agents gonflants chimiques et agents gonflants physiques. Les agents gonflants chimiques font référence à des substances qui subissent des modifications chimiques au cours de la réaction, génèrent des gaz et favorisent la formation de mousse. De nombreuses substances courantes dans notre vie quotidienne sont en réalité des agents gonflants chimiques, comme l'eau. Les agents gonflants physiques, quant à eux, sont des substances qui génèrent du gaz par des moyens physiques. Par exemple, le dichlorométhane (MC) est un agent gonflant physique courant.



Autres additifs


S'appuyer uniquement sur des matières premières de base est loin d'être suffisant pour que les produits aient des performances exceptionnelles. Afin de répondre aux différents besoins, d’autres additifs sont intelligemment incorporés au processus de production, et leur rôle ne doit pas être sous-estimé. Par exemple, les retardateurs de flamme peuvent ajouter une résistance aux flammes aux produits, les agents de réticulation peuvent améliorer leur stabilité, les colorants et les charges peuvent donner aux produits une apparence et une texture plus colorées, et divers autres additifs ayant des fonctions différentes jouent également leur rôle. Ce sont ces additifs soigneusement sélectionnés qui améliorent considérablement les performances des produits et offrent aux utilisateurs une meilleure expérience utilisateur.