Le polyuréthane est un polymère séquencé contenant des groupes caractéristiques carbamates produits par la réaction d'un polyisocyanate et d'un donneur d'hydrogène. En raison des différentes formes d’apparence des produits générés, son application a pénétré divers domaines de l’économie mondiale. Ce qui suit est un aperçu de la ligne de production continue horizontale de mousse de bloc flexible de polyuréthane.


1. Méthode Hennecke à dessus plat


L'équipement de la ligne de production continue pour les blocs de mousse de polyuréthane flexibles à grande échelle a été conçu et mis en production par la société Hennecke en Allemagne en 1952, et constitue la base de la production continue de blocs de mousse de polyuréthane. De nombreuses entreprises ont successivement conçu et fabriqué des lignes de production continue pour diverses formes de blocs-bulles, mais seuls les principes de base conçus par Hennecke ont été utilisés à ce jour. L'équipement de production est présenté sur l'image 1.



Pic 1 Schéma de principe de la ligne de production de mousse continue à dessus plat en mousse souple de polyuréthane Hennecke


La ligne de production continue de mousse flexible en polyuréthane produite par Hennecke se compose de plusieurs parties principales : section d'approvisionnement en matières premières, section de mélange et de coulée, section de moussage et de durcissement, section de découpe, section de post-durcissement et post-traitement du produit. Cette ligne de production a une efficacité de production élevée et nécessite un approvisionnement important en matières premières. Par conséquent, en plus d'équiper les réservoirs pour les polyols et les isocyanates, des systèmes séparés pour le stockage des matières premières, les paramètres de processus, le contrôle de l'état et la préparation sont nécessaires pour garantir un approvisionnement continu en matières premières préparées vers la chaîne de production pendant un fonctionnement continu (Image 2).




Photo 2 : Systèmes d'alimentation en dosage et systèmes d'entrée de la tête de mélange pour 22 composants


La température a un impact significatif sur la réaction de moussage et un contrôle strict de la température des matières premières est nécessaire pendant le moussage. Généralement, la température est contrôlée dans une plage de 18 à 25°C, avec une plage de fluctuation de température d'environ 1°C. Des pompes doseuses de haute précision sont utilisées pour le dosage et la livraison de composants de matières premières, avec une plage de viscosité générale inférieure à 2 000 mPas. Pour les composants à haute viscosité tels que les colorants et les retardateurs de flamme, des pompes à engrenages peuvent être utilisées. Pour éviter les fuites de composants isocyanates, l'utilisation de couplages magnétiques est recommandée. Pour faciliter l'utilisation et améliorer la précision du dosage, certains additifs sont désormais combinés pour réduire le nombre de pompes doseuses. Cependant, il est important de noter que certains additifs, tels que les catalyseurs organiques à base d'étain, sont sensibles à d'autres composants et sujets à la dégradation.


Le dispositif de mélange utilisé dans cette ligne de production utilise généralement une tête de mélange basse pression, l'agitateur étant entraîné par un moteur à vitesse variable à une vitesse de rotation de 3 000 à 6 000 tr/min. Dans les entreprises modernes de production de mousse en blocs continus, des équipements de dosage, de mélange et de moussage à haute pression ont également été adoptés, permettant des ajustements dans la forme d'agitation de la tête de mélange, le débit et la taille de la buse pour améliorer la qualité du produit. Un dispositif d'entrée d'air peut également être configuré au niveau de la tête de mélange pour créer des noyaux de gaz et générer une structure cellulaire fine et dense.


Le matériau bien mélangé est continuellement déchargé de la tête de mélange sous une certaine pression. Pour éviter les éclaboussures de matériau et l'emprisonnement d'une grande quantité d'air provoquant de grands vides à l'intérieur du corps en mousse, diverses mesures sont prises pendant le processus de moussage. En plus de réduire la distance entre la tête de mélange et la plaque inférieure et de minimiser la force d'impact, des déflecteurs spécialement conçus, des tubes de déflexion en forme de corne ou de bec de canard et des treillis métalliques sont installés dans la partie avant de la sortie de la tête de mélange pour réduire l'impact. énergie du matériau

Pendant ce temps, la distance entre le tuyau de sortie du matériau et la plaque inférieure doit être réduite à environ 10 mm. Pour garantir une répartition uniforme du matériau sur la plaque inférieure, des traverses sont installées sur la ligne de production. La tête de mélange peut être ajustée pour se déplacer à gauche et à droite en coordination avec la vitesse de déplacement de la bande transporteuse de la plaque inférieure. Alternativement, le matériau peut être divisé en plusieurs conduits pour entrer dans des fentes de distribution disposées latéralement dans la direction du mouvement de la plaque inférieure, garantissant ainsi que le matériau est réparti uniformément sur la bande transporteuse, comme le montre l'image 3.



Photo 3 Afin d'éviter les éclaboussures du produit recraché, la tête de mélange est équipée de quelques déflecteurs.


Le matériau éjecté de la tête de mélange présente une bonne fluidité avant le temps d'émulsification. Au fur et à mesure que la réaction progresse, le matériau mélangé s'initie et se dilate progressivement. À l'extrémité avant de la bande transporteuse dans la section d'éjection, la bande transporteuse doit être inclinée à un angle de 3° À 9° et équipés de dispositifs de réglage hydrauliques ou manuels. Cela permet des ajustements appropriés de l'angle d'inclinaison en fonction des exigences du processus, garantissant ainsi que le matériau s'écoule et démarre uniformément dans une direction. Si l'angle d'inclinaison est trop petit ou si la vitesse de déplacement de la bande transporteuse est trop lente, l'épaisseur de la mousse augmente et le démarrage de la mousse devient difficile. Si l'angle d'inclinaison est trop grand, la matière éjectée s'écoulera trop rapidement, atteignant la partie inférieure de la couche de mousse qui a déjà commencé à monter, provoquant des fissures dans le corps en mousse.


Typiquement, pour les unités à haut débit, la vitesse de déplacement de la bande transporteuse est contrôlée entre 3 et 10 m/min, tandis que pour les unités de taille moyenne, elle est contrôlée entre 1,5 et 3 m/min. Pendant le fonctionnement, il est crucial d'ajuster soigneusement les paramètres du processus tels que le taux d'éjection, l'angle de la bande transporteuse et la vitesse de déplacement afin de maintenir une distance appropriée de 300 à 600 mm entre la ligne de distribution éjectée et la ligne de lait formée lors de l'initiation de la mousse.


Le matériau mélangé éjecté de la tête de mélange est directement distribué sur le papier de revêtement pré-posé sur la bande transporteuse. Dans la section de moussage, un dispositif de transport et de récupération est assemblé, comprenant des bandes transporteuses, un tunnel de séchage, des protections latérales et des revêtements en mousse. Dans le passé, un système à trois doublures était couramment utilisé, le papier de doublure sur les côtés gauche et droit se déplaçant de manière synchrone avec le corps en mousse le long du conduit d'évacuation, tandis que le papier de doublure inférieur avançait de manière synchronisée avec la bande transporteuse. Dans le passé, la partie supérieure du corps en mousse n'était pas restreinte, ce qui entraînait une forme arquée inutile. Par la suite, la méthode Hennecke-Planidiock (voir image 4) et la méthode de moussage Hennecke à dessus plat (voir image 8-5) ont été inventées. La méthode améliorée Hennecke flat-top est désormais largement utilisée.



Photo 4 Méthode Hennecke-Planidiock




Pic 5 Diagramme schématique du processus de moussage à dessus plat Hennecke


Les deux méthodes de production mentionnées ci-dessus sont équipées de plaques de pression d'équilibrage mécanique sur la partie supérieure du corps de mousse ascendant pour réduire le volume de déchets arqués générés au sommet du corps de mousse. Actuellement, l'équipement pour le moussage à dessus plat de Hennecke utilise souvent quatre papiers de doublure synchronisés pour se déplacer vers le haut, le bas, la gauche et la droite avec la bande transporteuse.


Les matériaux de revêtement du corps en mousse comprennent du papier de revêtement spécialisé et un film plastique. Le matériau de base du papier de doublure est du papier kraft solide et durable, traité avec des agents de démoulage tels que le polydiméthylsiloxane ou la paraffine, ou enduit de produits chimiques non adhésifs comme le polyéthylène. Ces dernières années, certaines installations de production ont commencé à utiliser des films plastiques économiques comme le polyéthylène, mais il est important de s'assurer que le film ne se froisse pas pendant le fonctionnement. Quel que soit le matériau du revêtement, celui-ci doit rester plat et sans plis pendant le fonctionnement.


Dans le tunnel de séchage de la section de moussage, le corps en mousse se dilate et mousse sur le papier de revêtement de la bande transporteuse. En fonction de la formulation de production spécifique, la chaleur générée par la réaction du matériau ou par des sources de chaleur externes est utilisée pour accélérer la réaction, le durcissement et la solidification du corps en mousse, obtenant ainsi la résistance et les performances souhaitées pour le processus ultérieur. Le tunnel de séchage est équipé de plusieurs dispositifs d'échappement pour éliminer divers gaz nocifs produits par le corps en mousse. Après purification, ces gaz sont rejetés dans l’atmosphère.


Le système de bande transporteuse pour le corps en mousse nécessite une surface extrêmement lisse et fonctionne de manière très stable, sans aucune vibration. L'espacement entre les protections latérales peut être ajusté dans une certaine plage selon les besoins, permettant la production de corps en mousse rectangulaires de différentes largeurs. La largeur peut atteindre jusqu'à 2,2 mètres et la hauteur des corps en mousse produits dépasse généralement 1 mètre.


Après passage dans le tunnel de séchage, même si le corps en mousse n'a pas encore atteint ses performances maximales, il a été façonné. Pour faciliter les étapes ultérieures du travail, une machine de découpe d'assemblage en ligne est utilisée pour couper le corps en mousse aux longueurs souhaitées. Ensuite, un post-durcissement est effectué pour garantir une réaction complète avant un traitement ultérieur.


2. Méthode de moussage descendante Maxfoam


La méthode Maxfoam, également connue sous le nom de méthode de moussage vers le bas, a été inventée par le scientifique norvégien Leader Berg en 1959. Il utilise une approche distinctive, dans laquelle la plaque inférieure en mousse se déplace vers le bas. Le principe fondamental consiste à élever l'extrémité avant d'une plaque inférieure mobile jusqu'à une position représentant environ 70 % de la hauteur finale prévue de la mousse. Cela permet à toute la plaque inférieure d'être inclinée vers le bas. À mesure que le matériau coulé s'élève jusqu'à environ 30 % de la hauteur de sa mousse, la plaque inférieure inférieure descend au rythme de l'expansion de la mousse. Cela provoque l'expansion des 70 % restants de la hauteur de la mousse vers le bas, ce qui donne un corps en mousse de section rectangulaire. Le principe et l'équipement sont visibles sur la photo 6. Leader Berg a utilisé ce principe pour concevoir et développer le célèbre processus de moussage vers le bas Maxfoam, illustré sur l'image 7.



Image 6 Diagramme schématique du principe de la méthode de descente de la plaque inférieure




Pic 7 Diagramme schématique du processus de moussage descendant Maxfoam


Lors du développement de l'appareil de production Maxfoam, Leader Berg a initialement placé un déflecteur au point de décharge du matériau mélangé. Cela a progressivement évolué vers une auge de mousse allongée vers le bas, et la plaque plate où le matériau s'écoulait a été transformée en une plaque inférieure inclinée vers le bas. Cette modification a modifié l'expansion vers le haut du corps en mousse lors de l'initiation en une expansion vers le bas, conduisant à la création du célèbre processus de moussage Maxfoam. La société Leader Berg se consacre à la recherche, au développement, à la production et à la vente de processus et d'équipements de production de mousse de polyuréthane flexible, devenant ainsi l'une des sociétés les plus importantes dans ce domaine. Le flux de processus de base est visible sur l’image 8.



Pic 8 Équipement Maxfoam produit par Hennecke


(1) La section transversale du corps en mousse produit a une forme rectangulaire régulière, ce qui entraîne une réduction significative du taux de déchets et un rendement élevé de produits finis. Dans les processus traditionnels, les déchets liés aux coupes de bords et de coins sont d'environ 15 %. Dans la méthode de glissement des bords Draka, c'est environ 12 %. Cependant, les déchets générés par le procédé Maxfoam sont inférieurs à 8 %. Avec d'autres améliorations, telles que l'utilisation de fourches rotatives, de dispositifs de traction et d'aplatissement recouverts d'un film de polyéthylène pour envelopper entièrement le corps en mousse (voir photo 9), et l'utilisation de la chaleur générée par les réactifs pour chauffer la plaque inférieure afin de rendre la peau inférieure de Plus la mousse est fine, plus les déchets peuvent être réduits de 1 à 2 %.



Photo 9 Pose d'un dispositif de pose de fourches tournantes fines en polyéthylène (a) (b) et d'un dispositif d'aplatissement (c)


(2) L'équipement est bien conçu, fabriqué avec précision, contrôlé avec précision, avec une longue durée de vie, de faibles coûts de production et ne nécessite généralement que 3 à 4 personnes pour son fonctionnement, avec de faibles coûts de maintenance.


(3) Le processus de moussage unique garantit que le corps en mousse produit a une densité uniforme et constante, une structure cellulaire fine et une excellente qualité.


(4) Un panneau de commande typique ou un système informatique amélioré surveille l’ensemble du processus de production avec précision.


(5) La gamme de matières premières applicables est vaste, comprenant à la fois les types polyéther et polyester. Différents types de corps en mousse peuvent être produits, y compris la mousse flexible standard ainsi que la mousse à haute résilience, la mousse ignifuge, la mousse chargée, la mousse viscoélastique et la mousse produite à partir de moussage au dioxyde de carbone.

En 1960, Leader Berg a créé sa propre entreprise, Laader Berg AS, dédiée à la recherche et à la production d'équipements de production continue de mousse de polyuréthane. Les composants clés de la machine à mousser MaxformTM de base sont le Multi Auge (Image 10) et la plaque de chute. Comme le montre le schéma de l'équipement de l'image 11, les matériaux mélangés sont acheminés via plusieurs tuyaux jusqu'à l'entrée inférieure de la multi-auge. Le matériau commence à réagir dans le multi-auge et s'écoule sur le papier de revêtement inférieur glissant sur la plaque de chute inclinée juste avant l'émulsification du liquide mélangé. La mousse du multi-auge déborde uniformément et se répartit entre les deux parois latérales de la plaque de chute. Le volume de trop-plein de la multi-auge peut être ajusté en fonction de la formule de mousse et du volume de production, et sa hauteur de sortie est fixée à 70 % de la hauteur de mousse finale.

Simultanément, l'angle, la quantité, la longueur et la largeur de la plaque de chute inclinée peuvent être ajustés en fonction de la formule et du volume de production, garantissant ainsi que le corps en mousse achève son processus d'expansion complète lorsqu'il atteint la bande transporteuse horizontale. Pendant l'écoulement vers le bas du corps en mousse dans le canal de mousse de la plaque de chute, le frottement entre le corps en mousse et les parois latérales est éliminé par gravité vers le bas, ce qui entraîne une structure de mousse plus uniforme et plus lisse des deux côtés du corps en mousse. Le corps en mousse évacue les gaz résiduaires produits lors de la production dans le canal de moussage, achève la maturation du corps en mousse et peut ensuite procéder au processus de découpe.



Pic 10 Emplacements multiples pour machine à mousse Maxfoam multi-auge



Pic 11 Schéma de base de MaxfoamTM


Notre société produit également ce type de ligne de production sur la base de cette méthode de moussage. La référence d'introduction est la suivante (voir image 12)


Paramètres techniques de la ligne de production de mousse continue horizontale automatique SAB-CF02 produite par Sabtech Technology


1. Spécification principale de la machine : longueur totale 42 m × largeur 6m × 4m


2. Largeur de l'éponge en mousse : 915 mm ~ 2350 mm


3. Hauteur de mousse : inférieure à 1 300 mm


4. Vitesse de moussage : 1 500 tr/min ~ 7 000 tr/min


5. Sortie maximale : 350kg/min


6. Mode de pulvérisation : voie du dispositif à auge, avec contrôle de l'onduleur


7. Spécification de la boîte en mousse : L21m * W4,5m * H3m


8. Ligne de convoyeur intérieure du four (standard) : L27m * W2,6m * H0,8m


9. Liens latéraux du four (standard) L21m * H1,3m


10. Cadre suspendu : 7 sections de réglage électrique de la hauteur/chaîne de moteur de décélération de 0,2 KW sont utilisées pour entraîner le réglage de la crémaillère entre chaque section de la plaque.


11. Dispositif de levage latéral du papier : mouvement électrique avant et arrière, réglage électrique de la hauteur du levier de levage, commande indépendante gauche et droite.


12. Système de collecte et de libération du film latéral : le dispositif de libération du film latéral et du film de levage est équipé d'un entraînement par moteur, le film latéral adopte un dispositif d'embrayage à poudre magnétique pour s'enrouler automatiquement.


13. Système de stockage de papier inférieur.


14. Ventilateur d'extraction : 3 kW * 2 ensembles (hors tuyau d'échappement)

15. Système à température constante : thermostat froid et chaud refroidi par air de 20 HP. Une vanne proportionnelle est installée à l'entrée avant du serpentin du réservoir et la température des matières premières est contrôlée et réglée.


16. Alimentation : triphasé 380 V 50 Hz.



Figure 12 Unité de mousse continue horizontale Sabtech Technology Limited3


3. Méthode de mousse verticale


En 1971, la société britannique Hyman Development Corporation a développé une technologie et un équipement uniques pour le traitement de la mousse verticale. L'appareil se compose principalement d'un système de réservoir de stockage de matériaux, d'un système de transport de dosage, d'un système d'injection de mélange, d'un dispositif de moussage en forme de baril, d'un dispositif de chauffage et de levage de mousse, ainsi que d'un mécanisme de coupe (voir photo 13).



Pic 13 Schéma de principe de l'équipement de moussage vertical


Le système de réservoirs de stockage de matériaux se compose de cinq composants principaux : des réservoirs de matières premières (équipés de dispositifs de contrôle de la température et d'agitation) pour PPG, avec du TDI comme matière première principale, mélangés avec de l'eau, de l'huile, un catalyseur aminé, des additifs, un agent moussant MC et catalyseur organique à l'étain. Leurs systèmes de dosage et de transport utilisent généralement des pompes à engrenages entraînées par des moteurs à vitesse variable, et des débitmètres peuvent également être ajoutés pour améliorer la précision du dosage. Des têtes de mélange à basse pression et de type agitateur sont généralement choisies. Une fois les matériaux mélangés, ils sont injectés via des canalisations depuis le bas dans le seau à mousse conique. Le seau en mousse est pré-équipé de feuilles continues de film polyéthylène. Au fur et à mesure que les matériaux mélangés réagissent et moussent, ils se déplacent d'abord horizontalement, remplissant la section transversale conique et s'élevant progressivement à mesure que la section transversale se dilate, remplissant finalement le seau recouvert d'un film de polyéthylène et se déplaçant vers le haut dans la section de chauffage. Un système de chauffage électrique entoure la section de chauffage pour accélérer le processus de maturation de la mousse.


La remontée de la mousse est facilitée par des convoyeurs verticaux équipés d'aiguilles fines (10-15mm de longueur). Plusieurs de ces convoyeurs sont disposés autour de l'ensemble du corps en mousse, avec leurs fines aiguilles enfoncées dans la mousse d'une certaine résistance. Au fur et à mesure que la bande transporteuse tourne, la mousse se soulève progressivement. La partie supérieure de l'équipement est équipée d'une machine de découpe et d'un mécanisme d'embrayage lié qui active la machine de découpe lorsque le corps en mousse atteint la hauteur désignée. Les morceaux de mousse découpés sont transportés le long d'un toboggan incliné jusqu'à la chambre de post-maturation

Ce procédé permet de produire des corps en mousse de section carrée ou circulaire, simplement en modifiant la forme du seau à mousse. Lors d'une production continue, la couleur de la mousse peut être modifiée en ligne, avec une zone de transition de seulement 150 mm. Cela facilite non seulement les changements de couleur faciles, mais maintient également un rendement élevé en produits finis en mousse. Les performances de densité et de dureté sur la section transversale de la mousse sont constantes et l'épaisseur de la peau de la mousse sur les bords est fine, ce qui entraîne de faibles taux de gaspillage. Il est important de noter que les équipements de moussage verticaux occupent un encombrement réduit, seulement un quart de celui des équipements de moussage horizontaux traditionnels, ce qui les rend adaptés aux petites et moyennes entreprises. Les produits conviennent non seulement aux produits généraux en mousse souple, mais les corps de mousse circulaires en tranches sont également particulièrement adaptés à une utilisation comme matériaux de doublure de vêtements.


Le processus de moussage vertical impose des exigences plus strictes sur des aspects tels que les matières premières, les formulations ainsi que l'ajustement et le contrôle du processus de production, par rapport au processus de production de mousses en blocs horizontaux. Un contrôle précis de divers paramètres de processus tels que la température des matières premières, les rapports de formulation, le taux de décharge de mousse, le taux d'injection d'air, la vitesse de mélange, la température de la section de maturation et la vitesse de traction est nécessaire pour produire une mousse de haute qualité. Dans la production réelle, les problèmes suivants sont susceptibles de se produire et doivent être résolus:


1. Taux de cellules fermées ou rétrécissement élevé de la mousse:


Ceci peut résulter d'une utilisation excessive de catalyseur organique à base d'étain, conduisant à une gélification rapide pendant le moussage et à une croissance excessive de la résistance des parois des pores. De plus, un excès de stabilisant en mousse peut entraver la formation d’une structure de mousse à cellules ouvertes en raison de sa stabilité excessive.


2. Fissuration du corps en mousse:


Les fissures dans le corps en mousse sont souvent dues à des erreurs de formulation ou de dosage. Des quantités insuffisantes de catalyseur à base d’étain organique et de stabilisant de mousse peuvent entraîner une diminution de la réactivité. Des facteurs mécaniques, tels que la présence d'impuretés, la contamination par l'huile dans le corps en mousse et les fluctuations de la vitesse de traction, peuvent également contribuer à une fissuration importante du corps en mousse.


3. Grandes cavités à bulles dans le corps en mousse:


Lorsque de grandes cavités à bulles apparaissent dans le corps en mousse, il est important d'inspecter minutieusement les aspects suivants : Lorsque les bulles d'air sont régulièrement distribuées, vérifiez s'il y a des problèmes de fuite d'air dans la chambre de mélange, les tuyaux d'alimentation et autres équipements. S'il y a quelques grosses bulles coniques, cela peut être dû à une température de matière première trop élevée, ce qui entraîne une vaporisation plus facile de l'agent moussant. Lorsque le corps en mousse présente de grosses bulles d'air irrégulièrement réparties, la cause principale pourrait être une vitesse de mélange excessive, entraînant une plus grande quantité d'air emprisonné. Généralement, avec une tête de mélange bien étanche, la vitesse de mélange doit être contrôlée dans la plage de 2 500 à 3 000 tr/min. Si de grandes perforations ou des bulles interconnectées apparaissent dans la feuille de mousse sans structure de réseau claire, cela peut être dû à une entrée d'air excessive dans la tête de mélange.


4. Le corps en mousse coulissant vers le bas :


Ce problème doit être considéré sous plusieurs aspects, notamment les erreurs de formulation, le temps de moussage excessif, le moussage insuffisant, la température de maturation excessivement basse et la mauvaise coordination du convoyeur de traction. C'est un problème qui peut facilement survenir dès les premières étapes de l'équipement.



Pic 14 Schéma schématique du processus de production du dispositif de ligne de production continue de mousse de polyuréthane flexible à pression modulée


(1) Ouvrez la porte de la chambre centrale 3a et fermez la porte de la chambre de sortie 3b. Activez le système de contrôle de pression 4a4b pour amener la pression dans tout le canal à la valeur de pression réglée. La plage de pression typique est de 50 à 150 kPa (0,5 à 1,5 atm).


(2) Démarrez la machine à mousser et le matériau mélangé entre dans le bac de trop-plein dans le canal fermé et s'écoule vers la plaque de chute pour mousser dans l'environnement de pression défini.


(3) Une fois que le corps en mousse a été préalablement durci et façonné à une certaine longueur, la machine de découpe fonctionne pour le couper.


(4) Le corps de mousse découpé entre dans la zone postérieure du canal. Fermez la porte de la chambre centrale, réglez la pression dans la zone arrière pour qu'elle soit égale à la pression ambiante, ouvrez la porte de la chambre de sortie et transportez le corps en mousse vers la zone de durcissement pour terminer le durcissement. Dans le même temps, la porte de la chambre de sortie doit être immédiatement fermée et le dispositif de régulation de pression doit être activé immédiatement pour égaliser sa pression avec la pression dans l'ensemble du canal. Ensuite, ouvrez la porte de la chambre centrale pour accueillir le corps en mousse coupé suivant.


Cette ligne de production est surveillée par des ordinateurs hautement automatisés, avec contrôle des segments du canal, commutation de cycle et système de réglage de la pression. Selon le canal scellé, qu'il s'agisse d'un récipient sous vide ou sous pression, il peut produire des corps en mousse de section rectangulaire ou circulaire. Sur la base de cette ligne de production continue, des lignes de production intermittentes avec moussage à pression variable de type caisson ont également été développées. Bien que l'efficacité de la production soit élevée, le système de contrôle est complexe et l'équipement est volumineux, avec des longueurs de canaux scellés dépassant souvent des centaines de mètres, ce qui entraîne des investissements importants.

Ce qui précède fournit une introduction à la ligne de production continue horizontale de blocs de mousse de polyuréthane flexibles. J'espère que cela pourra vous aider à choisir une ligne de production continue de mousse flexible en polyuréthane. Bienvenue pour laisser un commentaire et discuter davantage avec moi de la mousse de polyuréthane.

Lorsque vous utilisez une machine à mousse discontinue pour le moussage de mousse souple de polyuréthane, avez-vous rencontré les situations suivantes ?


1. Pores de mousse inégaux et nombreux,


2. Texture mousse rugueuse.


3. Tailles de pores chaotiques sur toute la surface de la mousse, avec de légers signes de pores dilatés.


Des problèmes comme ceux-ci sont assez courants. La principale raison du premier problème est que la distance entre la turbine de mélange de la machine à mousse et le fond du fût de mélange est trop grande ; le deuxième problème est que les pales de mélange sont trop courtes et étroites : le troisième problème est que l'angle des pales de mélange est trop grand.


De nombreux fabricants qui conçoivent et produisent des machines à mousse ne comprennent les principes que lors du processus de conception, sans comprendre la relation significative entre une conception différente dans la production de mousse et la qualité du produit. Une conception mécanique raisonnable et parfaite ne peut être améliorée que progressivement dans le travail réel, et seuls les mousseurs expérimentés peuvent y parvenir.


Voici quelques expériences que nous avons eues avec des modifications et des mises à niveau de machines, en espérant qu'elles
sera utile:


Première

, la position d'installation de la roue de mélange doit être aussi basse que possible, il est préférable de se rapprocher du fond du baril de mélange. En général, la distance entre le point le plus bas de la pale de mélange et le fond du fût de mélange doit être d'environ deux centimètres.


Deuxième

, la forme de la pale de mélange doit être en forme d'éventail, avec un bord moyennement large. L'avantage d'être large est qu'il augmente la zone de contact avec le matériau liquide, fournissant une puissance suffisante et équilibrant également le matériau liquide.


Troisième

, la longueur de la lame de mélange doit également être aussi longue que possible, en laissant environ trois à quatre centimètres du déflecteur à l'intérieur du fût de mélange.


Quatrième

, les deux bords de la lame de mélange doivent être inclinés, l'angle d'inclinaison étant basé sur la largeur d'une extrémité et une différence de deux centimètres des deux côtés. Une fois la lame de mélange modifiée, son bon fonctionnement est également crucial, notamment la vitesse de mélange. De nos jours, la plupart des machines à mousse discontinue sont équipées de dispositifs de conversion de fréquence de synchronisation à grande vitesse. Cependant, dans la production réelle, ce dispositif est souvent inutile. La vitesse de fonctionnement dépend principalement de la quantité de matériau dans le fût de mélange. S’il y a beaucoup de matériau, la vitesse doit être plus rapide, et s’il y a moins de matériau, la vitesse doit être plus faible.

Conditions de test:


1. Le moussage rapide est prélevé au centre de la mousse, tandis que les échantillons de mousse moulée sont prélevés dans la partie centrale ou pour des tests sur des échantillons entiers.


2. La mousse nouvellement fabriquée doit être mûrie pendant 72 heures dans son état naturel avant d'être échantillonnée. Les échantillons doivent être placés dans un environnement à température et humidité constantes (conformément à GB/T2918: 23
±
2
℃

, humidité relative 50
±
5%).



Densité

: Densité = Masse (kg) / Volume (m3)



Dureté

: Déflexion sous charge d'indentation (ILD), déflexion sous charge de compression (CLD)


La principale différence entre ces deux méthodes de test réside dans la zone de chargement de la mousse plastique. Dans le test ILD, l'échantillon est soumis à une surface comprimée de 323 cm2, tandis que dans le test CLD, l'échantillon entier est compressé. Ici, nous discuterons uniquement de la méthode de test ILD.


Dans le test ILD, la taille de l'échantillon est de 38*38*50 mm, avec un diamètre de tête de test de 200 mm (avec un coin rond de R=10 sur le bord inférieur) et une plaque de support avec des trous de 6 mm espacés de 20 mm. La vitesse de chargement de la tête de test est (100
±
20) mm/min. Initialement, une pression de 5N est appliquée comme point zéro, puis l'échantillon est comprimé à 70 % de son épaisseur au point zéro et déchargé à la même vitesse. Ce chargement et ce déchargement sont répétés trois fois en préchargement, puis immédiatement comprimés à la même vitesse. Les épaisseurs de compression sont 25
±
1% et 65
±
1%. Après avoir atteint la déformation, maintenez pendant 30
±
1s et enregistrez la valeur d’indentation relative. La valeur enregistrée est la dureté d'indentation à ce niveau de compression.


De plus, 65 % ILD / 25 % ILD = taux de compression, qui est une mesure du confort de la mousse.



Résistance à la traction, allongement à la rupture

: Désigne la contrainte de traction maximale appliquée lors de l'essai de traction jusqu'à la rupture, et le pourcentage d'allongement de l'échantillon à la rupture.


Résistance à la traction = Charge à la rupture / Surface de la section transversale originale de l'échantillon


Allongement à la rupture = (Distance de rupture - Distance d'origine) / Distance d'origine * 100 %



La force des larmes

: Mesure la résistance du matériau à la déchirure en appliquant une force de déchirure spécifiée sur un échantillon de forme définie.


Taille de l'échantillon : 150*25*25 mm (GB/T 10808), avec la direction de l'épaisseur de l'échantillon comme direction de montée de la mousse. Une incision de 40 mm de long est pratiquée dans le sens de l’épaisseur (sens de montée de la mousse) au centre d’une extrémité de l’échantillon. Mesurez l'épaisseur dans le sens de l'épaisseur de l'échantillon, puis ouvrez l'échantillon et fixez-le dans le support de la machine de test. Appliquez la charge à une vitesse de 50 à 20 mm/min, en utilisant une lame pour couper l'échantillon, en gardant la lame en position centrale. Enregistrez la valeur maximale lorsque l'échantillon se brise ou se déchire à 50 mm.


Résistance à la déchirure = valeur de force maximale (N) / épaisseur moyenne de l'échantillon (cm)


Habituellement, trois échantillons sont testés et la moyenne arithmétique est établie.



Résilience

: Mesure les performances de rebond de la mousse en permettant à une bille d'acier d'un diamètre et d'un poids donnés de tomber librement sur la surface de l'échantillon de mousse plastique à partir d'une hauteur spécifiée. Le rapport entre la hauteur de rebond et la hauteur de chute de la bille d'acier indique la résilience de la mousse.


Exigences du test : taille de l'échantillon 100*100*50 mm, la direction de chute de la balle doit être cohérente avec la direction d'utilisation de la mousse. La taille de la bille d'acier est

∮

164 mm, pèse 16,3 g et tombe d'une hauteur de 460 mm.


Taux de résilience = Hauteur de rebond de la bille d'acier / Hauteur de chute de la bille d'acier * 100 %


Remarque : les échantillons doivent être horizontaux, la bille d'acier doit être fixée avant de tomber (statique), chaque échantillon est testé trois fois à intervalles de 20 s et la valeur maximale est enregistrée.



Déformation permanente par compression

: Dans un environnement constant, l'échantillon de matériau en mousse est maintenu sous déformation constante pendant une certaine période, puis on le laisse récupérer pendant un certain temps, en observant l'effet de la déformation sur l'épaisseur de l'échantillon. Le rapport entre la différence entre l'épaisseur initiale et l'épaisseur finale de l'échantillon et l'épaisseur initiale représente la déformation permanente par compression de la mousse plastique.


Déformation permanente par compression = (Épaisseur initiale de l'échantillon - Épaisseur finale de l'échantillon) / Épaisseur initiale de l'échantillon * 100



Résistance au feu



COV (Composés Organiques Volatils)

Lors de la création d’une usine de mousse de polyuréthane, un examen attentif du choix du site et des conditions de construction est crucial pour son succès. Plusieurs principes guident le choix du site d’usine:


Premièrement, le principe d’optimisation et de réorganisation des ressources existantes des unités du projet est essentiel. Cela garantit que l’usine peut utiliser au mieux les ressources disponibles sans duplication inutile.


Deuxièmement, le principe de préservation des terres et de réduction des investissements est vital. En sélectionnant un site efficace en termes d’utilisation du sol, l’usine peut minimiser les coûts et maximiser l’efficacité.


Troisièmement, le principe de faciliter le transport et de réduire les coûts de production des produits est important. Un emplacement permettant un transport facile des matières premières et des produits finis contribue à réduire les coûts de production globaux.


Enfin, le principe de prévention de la pollution urbaine et de protection de l’environnement est primordial. Choisir un site éloigné des zones densément peuplées contribue à réduire l'impact des opérations de l'usine sur l'environnement de la ville.



En plus de ces principes de sélection d’un site, divers facteurs liés aux conditions de construction doivent également être pris en compte.:


La situation géographique et les conditions de transport jouent un rôle crucial. Un emplacement idéal aurait un bon accès aux réseaux de transport, tels que les autoroutes ou les chemins de fer, facilitant la circulation des marchandises.


L’état des ressources et les conditions sociales sont des facteurs importants. Cela comprend l'évaluation des installations de soutien aux services locaux, la disponibilité des ressources en main-d'œuvre et les politiques gouvernementales susceptibles d'affecter les opérations de l'usine.


Les conditions naturelles, telles que le climat, les facteurs géologiques et les considérations sismiques, ne doivent pas être négligées. Comprendre ces facteurs aide à planifier les risques ou défis potentiels pendant la construction et l’exploitation.


Les conditions de construction de l’usine telles que l’approvisionnement en eau, le drainage, l’alimentation électrique et le chauffage sont essentielles au bon fonctionnement de l’installation. Des dispositions adéquates pour ces services publics doivent être assurées pendant les étapes de planification.


En conclusion, la création réussie d’une usine de mousse de polyuréthane dépend d’une analyse approfondie des principes de sélection du site et des conditions de construction. En adhérant à ces considérations, l'usine peut être installée dans un emplacement optimal avec l'infrastructure nécessaire pour des opérations efficaces et durables.

1. Polyéther


Le polyéther, en tant que matière première principale, réagit avec l'isocyanate pour former de l'uréthane, qui est la réaction squelettique des produits en mousse. Lorsque le poids moléculaire augmente avec la même fonctionnalité, la résistance à la traction, l'allongement et la résilience de la mousse augmentent, tandis que l'activité réactionnelle de polyéthers similaires diminue. A même valeur équivalente (poids moléculaire/fonctionnalité), une augmentation de la fonctionnalité accélère la réaction, augmente le degré de réticulation du polyuréthane, augmente la dureté de la mousse et réduit l'allongement. La fonctionnalité moyenne des polyols doit être supérieure à 2,5 ; s'il est trop faible, la reprise du corps en mousse après compression est mauvaise.



Si la quantité de polyéther utilisée est élevée, équivalente à une réduction des autres matériaux (TDI, eau, catalyseurs, etc.), il est facile de provoquer la fissuration ou l'effondrement des produits en mousse. Si la quantité de polyéther utilisée est faible, le produit en mousse a tendance à être dur, avec une élasticité réduite et un mauvais toucher.



2. Agent moussant


Généralement, lors de la production de blocs de polyuréthane d'une densité supérieure à 21, seule de l'eau (agent moussant chimique) est utilisée comme agent moussant. Des composés à bas point d'ébullition tels que le chlorure de méthylène (MC) sont utilisés comme agents moussants auxiliaires dans les formules à faible densité ou les formules ultra-douces.



Les agents moussants auxiliaires réduisent la densité et la dureté de la mousse. Puisqu’ils absorbent une partie de la chaleur de réaction, le durcissement est ralenti, ce qui nécessite une augmentation de la quantité de catalyseur. En absorbant la chaleur, le risque de brûlure du noyau est évité.



Le pouvoir moussant peut être exprimé par l'indice de moussage (le nombre de parties d'eau ou quantité équivalente d'eau utilisée pour 100 parties de polyéther):


IF = m (eau) + m (F-11) / 10 + m (MC) / 9 (100 parties de polyéther)



L'eau, en tant qu'agent moussant, réagit avec l'isocyanate pour former des liaisons urée et libère une grande quantité de CO2 et de chaleur. Il s’agit d’une réaction de croissance en chaîne. L'excès d'eau réduit la densité de la mousse et augmente la dureté. Cependant, cela réduit également la taille et la résistance des pores de la mousse, réduisant ainsi leur capacité portante, les rendant susceptibles de s'effondrer ou de se fissurer. Une consommation accrue de TDI entraîne un dégagement de chaleur plus important et un risque plus élevé de brûlure du cœur. Si la quantité d'eau dépasse 5,0 parties, des agents moussants physiques doivent être ajoutés pour absorber une partie de la chaleur et empêcher la combustion du noyau. Moins d’eau signifie une réduction correspondante de la quantité de catalyseur utilisée, mais cela augmente la densité.



3. Catalyseur


Amine : A33 est généralement utilisé, ce qui favorise la réaction entre l'isocyanate et l'eau, en ajustant la densité de la mousse, le taux d'ouverture des bulles, etc., favorisant principalement les réactions de moussage.


Trop d'amine : Le produit en mousse se fissure et il y a des trous ou des bulles dans la mousse ; Trop peu d'amine : La mousse rétrécit, ferme les pores et le fond du produit en mousse devient épais.



Étain : généralement, l'octoate d'étain (II) (T-9) est utilisé ; L'oxyde d'étain (IV) (T-19) est un catalyseur de réaction de gel très actif, favorisant principalement la réaction de gel, c'est-à-dire la réaction de l'étape ultérieure.


Trop d'étain : gélification rapide, viscosité accrue, mauvaise résilience, mauvaise perméabilité à l'air, conduisant à un phénomène de cellules fermées. En augmentant correctement son dosage, on peut obtenir de bons plastiques en mousse à cellules ouvertes avec relaxation, une augmentation supplémentaire du dosage rend la mousse progressivement plus dense, conduisant à un retrait et à des cellules fermées.


Trop peu d'étain : Gélification insuffisante, entraînant des fissures lors du moussage. Il peut y avoir des fissures sur les bords ou sur les dessus, avec des bavures et une mauvaise consolidation. La réduction de l'amine ou l'augmentation de l'étain peuvent augmenter la résistance du film de mousse polymère lorsqu'une grande quantité de gaz est générée, réduisant ainsi les phénomènes de creux ou de fissuration.



Le fait que les plastiques en mousse de polyuréthane aient une structure cellulaire ouverte ou fermée idéale dépend principalement de l'équilibre entre la vitesse de réaction du gel et le taux d'expansion du gaz pendant la formation de la mousse. Cet équilibre peut être atteint en ajustant les types et les quantités de catalyseurs d'amine tertiaire et de stabilisants de mousse dans la formule.



4. Stabilisateur de mousse (huile de silicone)


Les stabilisants de mousse sont un type de tensioactif qui disperse bien la polyurée dans le système moussant, agissant comme des « points de réticulation physique » et augmentant considérablement la viscosité initiale du mélange de mousse, empêchant ainsi la fissuration. D'une part, il a un effet émulsifiant, améliorant la miscibilité entre les composants du matériau mousse. D'autre part, l'ajout de tensioactifs organiques à base de silicium peut réduire la tension superficielle du liquide, réduire l'énergie libre nécessaire à la dispersion du gaz, permettre à l'air dispersé dans les matières premières de nucléer plus facilement lors de l'agitation et du mélange, faciliter la production de fines bulles, ajustez la taille des pores de la mousse, contrôlez la structure cellulaire de la mousse et améliorez la stabilité de la mousse. Il évite l'effondrement ou l'éclatement des bulles, rend les parois de mousse élastiques, contrôle la taille des pores et l'uniformité de la mousse. Généralement, plus on utilise d’agent moussant et de POP, plus la quantité d’huile de silicone utilisée est importante.



Utilisation élevée : augmente l'élasticité des parois en mousse à un stade ultérieur, les rendant moins susceptibles d'éclater, ce qui entraîne des pores plus petits et des cellules fermées.


Faible utilisation : la mousse éclate, s’effondre après le moussage, les pores sont plus grands et le co-moussage est facile.



5. Influence de la température


La réaction de moussage du polyuréthane s'accélère avec l'augmentation de la température du matériau, ce qui peut présenter un risque de brûlure du noyau et d'inflammation dans les formulations sensibles. Généralement, les températures des composants polyol et isocyanate sont maintenues constantes. Lors du moussage, la densité de la mousse diminue à mesure que la température du matériau augmente. Avec la même formule, si la température reste la même mais que la température ambiante est élevée en été, la vitesse de réaction augmente, entraînant une diminution de la densité et de la dureté de la mousse, une augmentation de l'allongement et une augmentation de la résistance mécanique. En été, l'indice TDI peut être augmenté de manière appropriée pour corriger la diminution de la dureté.



6. Influence de l'humidité de l'air


Avec l'augmentation de l'humidité, l'isocyanate contenu dans la mousse réagit avec l'humidité de l'air, provoquant une diminution de la dureté. Par conséquent, lors du moussage, la quantité de TDI peut être augmentée de manière appropriée. Une humidité excessive peut entraîner une augmentation trop élevée de la température de durcissement, entraînant une brûlure du noyau.



7. Influence de la pression atmosphérique


Avec la même formule, le moussage dans les zones de haute altitude entraîne une densité de produit mousse plus faible.