En décembre 2021, nous avons reçu une demande de M. Hairun en Malaisie. M. Hairun est un fabricant de matelas qui a besoin de produire de la mousse recollée. Il avait des connaissances limitées sur l’utilisation et la sélection des machines et n’avait aucune expérience préalable du processus de production. Il avait donc besoin des conseils d’experts qui pourraient l’aider à partir de la base.



Nous avons systématiquement expliqué les principes de production de mousse à M. Hairun, ainsi que le matériel et l'équipement nécessaires. Nous lui avons également fait visiter notre usine pour lui permettre de comprendre clairement l'ensemble du processus de production.



Après avoir compris M. Les préférences de Hairun pour la mousse recollée, notamment la densité, la douceur et les prix du marché, nous lui avons proposé la solution de production de mousse la plus adaptée. Nous lui avons également fourni des informations sur les coûts de production de mousse et comparé les prix des matières premières à titre de référence.



En fonction des besoins du client, de son budget et de l'aménagement de l'usine existante, nous avons conçu un plan de configuration et d'aménagement de machine rentable pour son installation, comprenant une évaluation des coûts de démarrage.



Une fois les machines installées avec succès, notre équipe d'ingénieurs a fourni à M. Hairun avec une formation individuelle en production de mousse. Lorsqu'il a réussi à produire la mousse qu'il désirait pour la première fois, il nous a appelé et nous a dit : « Je suis content de pleurer, merci beaucoup ! Par la suite, il nous a acheté une machine à mousse par lots et a continué à commander des matériaux chimiques en mousse auprès de notre société.

Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles la mousse de polyuréthane se fissure, notamment des facteurs chimiques et mécaniques. Lors de la production, il est important de s&39;arrêter et d&39;inspecter, en veillant à éliminer le phénomène de fissuration. Vous trouverez ci-dessous quelques idées que nous avons résumées sur la base d’années d’expérience de production, dans l’espoir d’inspirer tout le monde.


1.
Changements soudains


Des changements soudains dans la vitesse du convoyeur, des variations dans l’utilisation du catalyseur ou un fonctionnement irrégulier du convoyeur peuvent provoquer la fissuration de la mousse. Ajustez soigneusement et progressivement les situations ci-dessus. Un changement important de la vitesse du convoyeur peut entraîner de grandes fissures dans les blocs de mousse.


2
Film de polyéthylène


Si le film cesse de bouger pour une raison quelconque, la mousse entrera en contact avec la surface statique, ce qui entraînera des fissures. Si cette situation se produit, vérifiez le rouleau d&39;enroulement de l&39;enrouleur et examinez la séparation du film dans la zone de durcissement.


3
Formation de mousse autour de certaines substances


De la mousse a tendance à se former autour de certaines substances, notamment dans la goulotte d&39;alimentation, ce qui peut facilement provoquer des fissures.


Avant la production, assurez-vous qu&39;il ne reste aucun résidu ou débris dans l&39;assemblage de la tête de mélange, du tuyau d&39;alimentation et de la goulotte de décharge.


4
Amine excessive


Lorsqu&39;il n&39;y a pas suffisamment d&39;octoate stanneux, un excès d&39;amine peut entraîner le même effet et accélérer le temps de montée. Il faut donc réduire le dosage d’amine.


5
Octoate stanneux insuffisant


En raison de la réaction de moussage plus rapide par rapport à la réaction de polymérisation, une partie de la mousse peut couler, entraînant des fissures. Par conséquent, la quantité d’octoate stanneux doit être augmentée.


6
Huile de silicone


La mousse devient instable et sujette à la rupture, formant potentiellement des « dépressions » sur la mousse, il est donc nécessaire d&39;augmenter le dosage d&39;huile de silicone.


7
Structure des petites bulles d&39;air


Les parois en mousse minces dues à la formation de mousse peuvent provoquer des fissures. Pour résoudre ce problème de manière globale : réduisez la teneur en air, diminuez la vitesse de la tête de mélange ou augmentez la pression de la tête de mélange. Il est également nécessaire de modifier le dosage du catalyseur octoate stanneux.

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 température interne de la mousse est aussi indispensable que la vitalité l’est à une personne. Si la température de post-durcissement de l’éponge est trop basse, ses propriétés physiques ne seront pas optimales et il y aura des fluctuations significatives de ces propriétés.



Une fois que la mousse est bien développée, sa température interne augmente rapidement jusqu'à plus de 120 degrés Celsius en raison de la réaction exothermique se produisant dans de mauvaises conditions de dissipation thermique, devenant ainsi l'un des risques d'incendie.



La température interne de la mousse est cruciale pour former ses propriétés supérieures. La mousse mûrie à des températures externes spécifiques présente des propriétés physiques exceptionnellement supérieures comme la résistance à la traction. Certains calculent la température de la mousse à l'aide de formules, tandis que d'autres utilisent un logiciel pour saisir des formules et calculer automatiquement la température interne de la mousse. Alors, quels facteurs influencent la température interne de la mousse ? Est-il important de connaître ces facteurs ? Cela ressemble à la haute résolution des appareils photo des téléphones modernes, mais cela rend-il la photographie professionnelle inutile ? Les ajustements tels que l’ouverture, la distance focale et le temps d’exposition sont-ils inutiles ? Pour mieux contrôler les choses, il faut en saisir davantage les variables clés. Commençons par les principes de base pour comprendre les changements de température interne de la mousse.



Tout d’abord, comprenons quelques règles de base.



La température d'un espace est directement proportionnelle à la quantité d'énergie thermique injectée dans cet espace et inversement proportionnelle à sa taille.


Par exemple, si 10 kilojoules de chaleur sont distribués dans un espace de 8 litres, la température de cet espace est de 20 degrés Celsius. Si les mêmes 10 kilojoules de chaleur sont distribués dans un espace de 4 litres, la température atteint 40 degrés Celsius.


La quantité de chaleur apportée est directement proportionnelle à la valeur de l’apport thermique et à la vitesse de l’apport thermique.


Par exemple, si 100 kilojoules de chaleur sont libérés à la vitesse « v », l'apport de chaleur est « A ». Si les mêmes 100 kilojoules de chaleur sont libérés à une vitesse de 2 V, l'apport de chaleur devient 2 A.


La taille d'un espace est directement proportionnelle à la température absolue.


Par exemple, un espace de 1 litre à 0 degré Celsius devient 1,366 litre à 100 degrés Celsius car (273,15 + 100)/(273,15 + 0) = 1,366.


La taille d'un espace est inversement proportionnelle à la pression atmosphérique.


Le retard dans la vaporisation du méthane doit être pris en compte.


Examinons ensuite comment le réglage fin de la formule affecte la température interne de la mousse.



Puisqu'il s'agit d'un réglage fin, nous estimerons que l'environnement reste inchangé avant et après les ajustements. Considérons les effets de l'ajustement de l'eau et du méthane sur la température interne de la mousse.


Par exemple, si une formule augmente le méthane de 5 %, nous pouvons être certains que la température interne de la mousse diminue car la vaporisation du méthane absorbe la chaleur, réduisant ainsi l'apport de chaleur à la mousse et augmentant l'espace pour accueillir la chaleur. De même, si la teneur en eau est augmentée de 5 %, l'eau ajoutée libère de la chaleur lors de son injection dans la mousse, augmentant ainsi l'apport de chaleur, et la réaction de l'eau ajoutée génère du gaz, augmentant ainsi l'espace de chaleur. Alors, la température interne de la mousse augmente-t-elle ou diminue-t-elle dans ce cas ? L'expérience indique que la température interne de la mousse augmente. Cela suggère que l’augmentation de l’apport de chaleur due à ce changement contribue davantage à l’augmentation de la température interne de la mousse que le gaz produit par l’eau diluant la température.



Les changements impliquant l’indice de mousse, le dégagement de chaleur et la dissipation thermique, tous croissants, peuvent rendre difficile de deviner intuitivement si la température interne de la mousse va augmenter ou diminuer. Il faudra peut-être insérer une sonde après le moussage pour comparer les températures internes ou calculer pour parvenir à une conclusion.



Pour les calculs, plusieurs formules (expressions algébriques) dérivées des règles de base antérieures sont nécessaires, ainsi que quelques données : la chaleur dégagée lorsque l'eau réagit avec le TDI pour former du dioxyde de carbone en kilojoules par mole, la chaleur absorbée lors de la vaporisation du méthane en kilojoules par mole. . Pour estimer la température interne totale de la mousse, il faut connaître la chaleur dégagée lors de la formation du formiate d'aminométhyle, du formiate d'urée et de méthyle, de l'urée et du biuret (polyurée), en kilojoules par mole, ainsi que la vitesse de réaction (temps de réaction).



Cela explique également pourquoi la densité calculée à partir de l'indice de mousse diffère considérablement des valeurs théoriques et réelles des mousses sans charges à 50 densités. Plus la densité est faible, plus les valeurs théoriques et réelles de la densité de la mousse correspondent.

La réaction de la mousse PU est basée sur deux composants chimiques principaux : les polyéther polyols et les isocyanates, ainsi que d'autres additifs dont l'eau, le dichlorodifluorométhane, les stabilisants de mousse et les catalyseurs. Ces matériaux sont mélangés instantanément et vigoureusement, réagissant pour former de la mousse, un processus qui génère une quantité considérable de chaleur.



La mousse plastique est un matériau poreux avec une grande surface. Si la chaleur générée sur les bords de la mousse peut se dissiper, la chaleur dans la partie centrale, du fait de l’effet isolant de la mousse, est plus difficile à évacuer. Dans une réaction typique, la chaleur dégagée élève la température du centre du bloc de mousse pour obtenir le durcissement. Il a été observé que dans les 2 à 6 heures suivant le moussage, les températures peuvent monter jusqu'à 140-160
°
C, et parfois même plus haut, autour 180
°
C. Si la température continue d’augmenter, cela peut entraîner une combustion du cœur, de la fumée et même une combustion spontanée.



De plus, une exposition prolongée de la mousse de polyuréthane au soleil peut déclencher une réaction d’auto-oxydation, provoquant une dégradation, une décoloration, une fragilisation du polymère et une diminution de ses propriétés physiques, la rendant inutilisable. Depuis l’industrialisation du polyuréthane, la combustion et le vieillissement du noyau sont des sujets de recherche et de préoccupation brûlants dans l’industrie du polyuréthane.



Les antioxydants sont des additifs essentiels dans la production de mousse de polyuréthane. Des antioxydants appropriés empêchent la décomposition des polyols, réduisent la formation de sous-produits, diminuent le risque de brûlure du noyau et peuvent retarder le vieillissement thermique oxydatif pendant l'utilisation du produit, prolongeant ainsi sa durée de vie. Les antioxydants couramment utilisés pour la mousse PU sont généralement liquides et se répartissent en trois catégories : les amines aromatiques (telles que le 5057), les phénols encombrés (tels que le 1135) et les esters de phosphite (tels que le PDP). Pour les applications avec de faibles exigences de couleur, une combinaison d'amines aromatiques et de phénols encombrés est généralement utilisée, tandis que les applications avec des exigences de couleur plus élevées peuvent utiliser une combinaison de phénols encombrés et d'esters de phosphite.



De plus, si les produits sont fréquemment exposés au soleil, une certaine quantité de stabilisants UV doit être ajoutée pour améliorer la durée de vie et la résistance au jaunissement. Les stabilisants UV sont principalement constitués d'absorbeurs UV et de stabilisants à la lumière à base d'amines encombrées (HALS). Les absorbeurs d'UV, tels que les benzotriazoles, les benzophénones et les triazines, absorbent les rayons UV nocifs et les convertissent en chaleur par transfert intramoléculaire de liaisons hydrogène ou isomérisation cis-trans. HALS fait référence aux amines avec deux groupes méthyle sur chacune
α
-atome de carbone qui, après photooxydation, se transforme en radicaux nitroso. Ces radicaux sont considérés comme des composants stables capables de capter les radicaux libres et de régénérer les radicaux nitroso en réagissant avec les radicaux peroxydes. Les agents bloquant les UV comprennent le noir de carbone, l'oxyde de zinc, le dioxyde de titane et d'autres pigments utilisés comme colorants. Ces agents utilisent leur haute dispersibilité et leur pouvoir couvrant pour réfléchir les rayons UV nocifs, protégeant ainsi le polymère.