La stabilité du moussage éponge en mousse souple de polyuréthane indique si la mousse se brise, ferme les pores, s'effondre et comprend également la dureté, la densité, l'élasticité, la résistance à la traction, la taille des pores et d'autres aspects du produit qui répondent aux exigences des clients. Pour y parvenir, il est nécessaire de standardiser les matières premières, les formulations et les paramètres de fonctionnement, ainsi que de contrôler les réactions chimiques complexes et diverses dans différents environnements.


Densité:
La densité est mesurée en kilogrammes par mètre cube ou en grammes par centimètre cube. Pour les petits produits de forme irrégulière, il n’est pas facile de mesurer la section transversale. On peut utiliser du papier millimétré avec de petits carrés (comme du papier millimétré avec des côtés carrés de 2 millimètres) pour dessiner la section transversale du produit mesuré et calculer la densité en comptant les carrés. Au cours du processus de production, la densité de la formulation, le débit, la vitesse de la bande transporteuse et la largeur de la mousse ont été déterminés. Mesurer la hauteur de la mousse révélera la densité de la mousse. Par exemple, si une éponge atteint une hauteur de 95 centimètres, sa densité est de 20 kilogrammes par mètre cube. La densité est liée à la formulation et est également affectée par la vitesse de réaction. Il existe une différence de densité entre le haut et le bas d’une même mousse.


Dureté:
La dureté de l'éponge peut être divisée en deux types. L'un reflète la dureté superficielle du produit, utilisé pour les matériaux de chaussures, tandis que l'autre reflète la dureté globale du produit, utilisé pour les éponges pour meubles. La dureté de la mousse est liée aux segments durs, à la chaleur et à la teneur en matières premières lors de la réaction, correspondant aux matériaux TDI, MC et POP. La dureté de la mousse dépend également du degré de réticulation. À mesure que la densité de l’éponge diminue, il devient difficile d’augmenter la quantité de POP. Pour les mousses de faible densité et de haute dureté, l'accent est mis sur la manière d'augmenter les POP et les TDI dans la formulation afin de réduire les MC. Pour les mousses de densité moyenne à haute et de dureté élevée, l’accent est mis sur la maximisation de l’effet de durcissement du POP et du TDI.


Élasticité:
L'élasticité est principalement liée au poids moléculaire du polyéther. Plus le poids moléculaire est élevé, plus la résilience du produit est élevée. Deuxièmement, cela est lié à la formation de chaînes latérales lors de la réaction d’éponge ; moins il y a de chaînes latérales, meilleure est l'élasticité. La réduction de l'indice TDI peut réduire la formation de chaînes latérales, et la réduction de la chaleur à l'intérieur de la mousse peut également réduire la formation de chaînes latérales. Cependant, s’il y a trop peu de chaînes latérales, la tolérance de la formulation n’est pas élevée et la mousse n’est pas stable. L'élasticité de l'éponge est également liée à l'équilibre de la formulation. Lorsqu'une éponge en mousse ordinaire ferme ses pores, son élasticité diminue fortement. La mousse à haute dureté n'a pas une bonne élasticité, mais une mousse trop molle n'a pas non plus une grande résilience.


Résistance à la traction:
Les éponges pour meubles sont principalement utilisées pour s'asseoir et se pencher, de sorte que les exigences de résistance à la traction ne sont pas trop élevées. La résistance à la traction de l'éponge est liée à la teneur en NCO et au degré de réticulation dans les méridiens. L'augmentation de l'indice TDI et l'augmentation de la chaleur à l'intérieur de la mousse peuvent renforcer la teneur en NCO et le degré de réticulation. L'augmentation de MC réduit l'augmentation de la résistance à la traction dans de nombreux cas. La quantité de TDI qu'une formulation peut « accueillir » est liée à la méthode de moussage, comme les machines à haute pression, les machines à basse pression et le moussage manuel, qui sont différentes. Une éponge ayant un taux d'allongement élevé n'a pas nécessairement une résistance à la déchirure élevée. Pour les produits qui mettent l'accent sur la résistance à la traction, l'ajout d'une petite quantité de poudre de pierre peut réduire considérablement la résistance à la traction sans perdre l'original.


Pores:
Les mousses avec de très bons pores deviennent souvent des mousses de milieu à haut de gamme, et leur prix augmente également considérablement. La formation des pores est un problème global et pour obtenir des pores uniformes, délicats et sans défauts, il faut avoir une compréhension approfondie des machines, des matières premières, des formulations et des paramètres. La formation de piqûres et de piqûres est généralement provoquée par un entraînement excessif d'air dans les matières premières lors de l'agitation au niveau de la tête de la machine ou lors du déplacement des matières premières. Cela peut également résulter d’une mauvaise qualité des matières premières ou d’une contamination. La théorie selon laquelle les fuites d’air dans les canalisations provoquent des trous d’épingle n’est pas tenable. Lors du moussage, la pression à l’intérieur du tuyau est supérieure à la pression atmosphérique à l’extérieur du tuyau. Seule la matière première s'écoule du tuyau et l'air de l'extérieur ne peut pas entrer

La mousse plastique souple polyuréthane est l’un des produits importants de l’industrie du polyuréthane. Sa production implique nécessairement l'utilisation de catalyseurs aminés organiques, notamment de catalyseurs aminés organiques tertiaires. En effet, les catalyseurs d'amines tertiaires organiques jouent un rôle important dans les principales réactions de formation de la mousse de polyuréthane : les réactions de dioxyde de carbone et de polymérisation moléculaire, favorisant l'expansion rapide des mélanges réactionnels, l'augmentation de la viscosité et la forte augmentation du poids moléculaire du polymère. Ces conditions sont essentielles à la formation de corps en mousse, garantissant que les mousses plastiques souples présentent des avantages tels qu'une faible densité, un rapport résistance/poids élevé, une résilience élevée et un confort d'assise et de couchage. Il existe de nombreux types de catalyseurs aminés organiques qui peuvent être utilisés pour les plastiques en mousse souple de polyuréthane. Parmi eux, les catalyseurs très efficaces reconnus par différents fabricants sont : la triéthylène diamine (TDEA) et le bis(diméthylaminoéthyl)éther (appelé A1). Ce sont également les catalyseurs à base d’amines organiques les plus utilisés dans le monde aujourd’hui, avec la consommation la plus élevée parmi les différents catalyseurs.



En raison des différences structurelles moléculaires entre les catalyseurs TDEA et A1, il existe des différences significatives dans leurs performances catalytiques, en particulier dans leurs réactions au dioxyde de carbone et à la polymérisation moléculaire. Si l’utilisateur ne prête pas attention à ces différences de production, non seulement il ne parviendra pas à fabriquer des produits en mousse qualifiés, mais il sera également difficile pour les corps en mousse de se former. Par conséquent, comprendre et maîtriser les différences de performances entre ces deux catalyseurs dans la production de mousse de polyuréthane revêt une grande importance. Le TDEA existe à l’état solide dans des conditions normales, ce qui rend son application moins pratique. Dans la production réelle, des composés alcooliques de faible poids moléculaire sont couramment utilisés comme solvants, formulés en solutions à 33 % pour faciliter leur utilisation, communément appelées A33. En revanche, A1 est un liquide de faible viscosité pouvant être appliqué directement. Vous trouverez ci-dessous une comparaison des différences de performances catalytiques entre A1 et A33 dans la production de mousses plastiques souples en polyuréthane.



L'A33 a une fonction catalytique de 60 % pour la réaction avec le dioxyde de carbone et une fonction catalytique de 40 % pour la polymérisation moléculaire. Il a un faible taux d'utilisation efficace du dioxyde de carbone, ce qui entraîne une hauteur de mousse plus faible et une densité de mousse plus élevée. Étant donné que la majeure partie de la fonction catalytique est utilisée pour les réactions de polymérisation moléculaire, il est facile de produire des corps en mousse à cellules fermées, rigides avec un faible rebond, et la gamme réglable de catalyseurs à l'étain devient plus étroite. Pour obtenir la même fonction catalytique, la quantité utilisée est 33 % supérieure à celle de A1. La peau inférieure et la peau extérieure du corps en mousse sont plus épaisses. L'augmentation de la quantité peut augmenter la vitesse de réaction, mais la quantité de catalyseur à l'étain doit être réduite en conséquence, sinon des corps en mousse à cellules fermées seront produits.



A1 a une fonction catalytique de 80 % pour la réaction avec le dioxyde de carbone gazeux et une fonction catalytique de 20 % pour la polymérisation moléculaire. Il a un taux d'utilisation efficace élevé du dioxyde de carbone, ce qui entraîne une hauteur de mousse plus élevée et une densité de mousse plus faible. Étant donné que la majeure partie de la fonction catalytique est utilisée pour les réactions de génération de gaz, il est facile de produire des corps en mousse à cellules ouvertes, souples avec un rebond élevé, et la gamme réglable de catalyseurs à l'étain s'élargit. Pour obtenir la même fonction catalytique, la quantité utilisée est inférieure à A33. La peau inférieure et la peau extérieure du corps en mousse sont plus fines. L'augmentation de la quantité peut augmenter la vitesse de réaction, mais la quantité de catalyseur à l'étain doit être augmentée en conséquence, sinon une formation excessive de mousse et des fissures peuvent se produire.



En termes de performances globales entre TDEA et A1, A1 a des performances catalytiques globales plus élevées que la triéthylène diamine. Ses effets d'application réels sont également meilleurs, bien qu'ils ne soient pas aussi pratiques que la triéthylène diamine en termes de transport et de stockage. Actuellement, la grande majorité des installations de production mécanique de mousse continue utilisent presque exclusivement du A1, tandis que toutes les installations de production de mousse de type caisson utilisent du TDEA. Toutefois, cela n’est pas absolu. Avec une compréhension claire des différences entre les deux et des ajustements de formulation appropriés, ils peuvent être interchangeables et les deux peuvent produire d’excellents produits en mousse.

Calcul de la distance de moussage pour c

machine à mousse continue



Données données : le temps de libération des bulles pour la formule est de 108 secondes, la vitesse de la bande transporteuse pendant le moussage est de 4,6 mètres par minute. Calculez les distances de balancement et de moussage.


Distance de moussage lors du balancement : (108/60) x 4,6 = 8,28 mètres


Distance de moussage en auge : [((108-18)/60)] x 4,6 = 6,9 mètres



Explication : Pour une même formule, la machine à mousse continue a un temps de dégagement des bulles plus court que les petites bulles. La distance de moussage calculée est plus courte que la distance de moussage réelle. Cette méthode ne fournit qu’une confirmation approximative de la distance de moussage, facilitant ainsi le réglage de la plaque de décantation. Auge

:
18" indique le temps en secondes pendant lequel la matière première reste dans le bac de trop-plein.



Calcul de la hauteur de moussage pour
c

machine à mousse continue



Donné : Débit de formule : 80 kilogrammes par minute pour le polyéther, 20 pour le polyéther blanc, 60 pour le TDI, 20 pour la poudre de pierre, vitesse du tapis roulant 4,5 mètres par minute, largeur du moule 1,65 mètres, produisant une mousse d'une densité de 25 kilogrammes par cube mètre. Quelle est la hauteur de mousse en mètres ?


Poids total de la formule : 80 + 20 + 60 + 20 = 180 kilogrammes


Volume de formule : 180/25 = 7,2 mètres cubes


Surface de base du convoyeur fonctionnant par minute:


4,5 x 1,65 = 7,425 mètres cubes


Hauteur de mousse : 7,2/7,425 = 0,97 mètres



Explication : L'huile de silicone, l'amine et l'étain ne sont pas pris en compte ici car ils compensent la quantité de dioxyde de carbone utilisée pendant le processus de moussage. La teneur en humidité (MC) n'est pas prise en compte car la MC n'augmente pas le poids de la mousse lorsqu'elle est vaporisée.



Fonctionnement quotidien moussant


Les débutants craignent qu'un mauvais réglage de la plaque de décantation fasse monter le liquide pulvérisé par la buse vers l'avant ou vers l'arrière, affectant ainsi la formation de mousse. La vitesse de réaction augmente progressivement au cours des deux premières minutes suivant le démarrage de la machine, nécessitant parfois des ajustements correspondants du plateau de décantation. Les ajustements de la plaque de décantation sont plus critiques dans les formules à faible densité et à MC élevée.


Le débit de TDI peut être calculé en déterminant la valeur d'échelle correspondante pour le débit, mais il est recommandé de mesurer le débit de TDI lors de la première production de mousse. Le débit est trop important ; si le débit est incorrect, tout le reste sera un désastre. Il est préférable de s'appuyer sur la méthode la plus simple et la plus intuitive pour mesurer le débit.


Lorsque la poudre est mélangée, la poudre de pierre mélangée doit être laissée toute la nuit et la production doit commencer le lendemain. Pour les formulations contenant de la mélamine et de la poudre de pierre, il est recommandé de mélanger d'abord la mélamine avec le polyéther pendant un certain temps avant d'ajouter la poudre de pierre.


Les formules pour machines à mousse avec une chambre de mélange plus longue ou plus de dents sur l'arbre de mélange contiennent généralement moins d'amines et une température de matériau plus basse. À l’inverse, les formules pour machines à mousse avec une chambre de mélange plus courte ou moins de dents sur l’arbre de mélange contiennent généralement plus d’amines et une température de matériau plus élevée.


Pour la même formule, lors du passage entre les têtes pivotantes à double pulvérisation et les têtes pivotantes à pulvérisation unique, si la section transversale des deux buses est similaire, les exigences relatives à la finesse et au nombre de couches du maillage sont similaires.


La correction du petit débit de matériau peut être effectuée en mesurant le débit de retour du petit matériau ou en divisant l'utilisation totale par le temps de moussage pour la correction. Lorsque les valeurs obtenues à partir des deux méthodes de correction diffèrent de manière significative, les données de la deuxième méthode de correction doivent être utilisées.


Les formules de mousse souple avec de meilleures propriétés se situent généralement dans une plage instable, telle qu'un indice TDI plus faible, un rapport eau/MC plus faible, un dosage de T-9 plus faible et un dosage d'huile de silicone plus faible. Tout comme dans notre travail, il doit y avoir un effort avant une récompense.

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.

La mousse flexible de polyuréthane, également connue sous le nom d'éponge, subit généralement un processus de transformation liquide en solide en deux minutes. Comparé à d’autres domaines du polyuréthane, le temps de réaction court et intense de la mousse flexible augmente la difficulté d’obtenir une structure cellulaire fine et ordonnée, ainsi qu’un arrangement moléculaire.



Recherche et développement (R&D) impliquent l'introduction de nouveaux matériaux pour donner de nouvelles propriétés aux produits. Les nouveaux matériaux peuvent être classés en deux types en fonction de leurs caractéristiques de réaction : un type est constitué de matières premières conformes aux réactions chimiques du polyuréthane, telles que le polyéther, l'isocyanate, l'huile de silicone et des catalyseurs ayant des propriétés et des activités différentes. Ces matériaux ne perturbent pas fondamentalement le processus de réaction chimique. L'autre type comprend les matières premières (charges) qui ne sont pas conformes aux réactions chimiques du polyuréthane, comme l'ajout de substances non moussantes comme des poudres métalliques spéciales, des poudres inorganiques ou organiques spécialement formulées aux propriétés uniques, des poudres inorganiques ultrafines (d'une finesse de plus de 5000 mesh), agents antibactériens spéciaux, etc. Ces matériaux perturbent parfois complètement le processus de réaction, conduisant à de nouveaux modèles de réaction. Certaines charges provoquent l'effondrement complet de la formule originale, tandis que d'autres provoquent une modification significative de la densité du produit fini de 30 à 50 %. Certaines charges modifient considérablement le temps de montée de la réaction dans la formule, et certaines charges causent de graves dommages à la structure de la mousse après avoir été ajoutées.



R&D conserve généralement certaines matières premières sous la main pour résoudre les problèmes courants rencontrés au cours du processus. Ces matières premières nécessitent généralement un large éventail de propriétés physiques et chimiques. Par exemple, les amines telles que A33, A-1, A-210, A-230, A-260, 33-LV, CS-90, 9717 et 9727 sont couramment utilisées dans la production mais ne peuvent pas toutes être conservées sous la main. R.&D car leur réactivité n’a pas de différence fondamentale. Dans R étendu&D, les amines mentionnées ci-dessus peuvent être classées comme matériaux de la même catégorie. Par exemple, si l’ajout d’une substance particulière provoque un effondrement important lors de l’utilisation de l’A33 pour le moussage, alors les huit types d’amines restants pourraient être jugés inefficaces.



Un problème courant rencontré dans R&D est l’effondrement de la mousse, qui est le résultat le moins efficace. On dit souvent que l’analyse et l’ajustement ne peuvent être effectués efficacement qu’une fois la structure de la mousse stable. De nombreux cas d’effondrement de la mousse ne peuvent pas être résolus en ajustant uniquement la formule ; soit les propriétés de la mousse changent radicalement, la rendant peu pratique, soit la mousse reste instable. Pour résoudre ce problème, des agents de réticulation sont introduits. Agents de réticulation, couramment utilisés comme additifs dans R&D, se déclinent généralement en deux types : les agents structurés linéaires, où le 1,4-butanediol représente la matière première et la formation d'urée se produit par croissance de chaîne linéaire, et les agents structurés en vrac, tels que la diéthanolamine et le glycérol, qui sont plus proches des modèles de croissance de chaîne polyéther. .



Par exemple, dans un R&Dans le cas D, l’ajustement de la formule n’a pas pu empêcher l’effondrement de la mousse. L'expérience a révélé qu'une forte activité d'amine provoquait un déséquilibre. La teneur en amine a été réduite de 0,2 partie pour cent de polyéther à 0,05 partie, et la teneur élevée en cyanate dans la formule semblait étrange. La vitesse de réaction globale a également ralenti de manière significative avec la réduction de la teneur en amine, mais l'effondrement a persisté. Plus tard, le passage à une amine plus faible a résolu le problème. Par conséquent, parfois, l’activité d’une amine ne peut être compensée par sa seule concentration. Il convient de noter que l’ajout de certaines substances peut entraîner des différences de performances significatives entre la production de mousse à petite et à grande échelle. Dans de tels cas, les performances de la dernière mousse à grande échelle produite devraient constituer le principal point de référence pour l’ajustement.



Lumière du soleil, air et eau
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les choses les plus ordinaires et souvent négligées
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sont les plus précieux. Maîtriser la production de mousse, qui semble simple et dépourvue de contenu à première vue, est en réalité un véritable défi. En tant que collègue de R&D dit souvent : « J'ai trop peu de connaissances (on regrette d'avoir trop peu de connaissances quand on en a besoin) » et « Combien de temps allons-nous continuer à faire ça ? (Il y a de la pression). » R.&La production de mousse D et d'apprentissage implique l'utilisation de points connus pour comprendre des zones inconnues, tandis que la production et l'enseignement de la production de mousse impliquent l'utilisation de zones connues pour faire fonctionner des points inconnus. Même si ces deux aspects semblent similaires, il est assez difficile de combler le fossé qui les sépare.