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.

De nombreux facteurs affectent le processus de moussage et la qualité du produit final lors de la fabrication de mousse de polyuréthane flexible. Parmi ceux-ci, les facteurs environnementaux naturels tels que la température, l’humidité de l’air et la pression atmosphérique jouent un rôle crucial. Ces facteurs influencent considérablement la densité, la dureté, le taux d’allongement et la résistance mécanique de la mousse.


1. Température:


La réaction de moussage du polyuréthane est très sensible, la température étant un facteur de contrôle clé. À mesure que la température du matériau augmente, la réaction de moussage s'accélère. Dans les formulations sensibles, des températures excessivement élevées peuvent présenter des risques tels que la combustion du noyau et l'inflammation. Généralement, il est essentiel de maintenir des températures constantes pour les composants polyol et isocyanate. L'augmentation de la température entraîne une diminution correspondante de la densité de la mousse pendant le moussage.


Particulièrement en été, les températures élevées augmentent la vitesse de réaction, ce qui entraîne une diminution de la densité et de la dureté de la mousse, un taux d'allongement accru, mais également une résistance mécanique améliorée. Pour contrer la diminution de la dureté, il est conseillé d'ajuster l'indice TDI. Les fabricants doivent ajuster les paramètres de processus en fonction des variations de température saisonnières et régionales pour garantir la stabilité de la qualité des produits.


2. L'humidité de l'air:


L’humidité de l’air affecte également le processus de moussage de la mousse flexible de polyuréthane. Une humidité plus élevée provoque des réactions entre les groupes isocyanates de la mousse et l'humidité de l'air, entraînant une réduction de la dureté du produit. L'augmentation du dosage de TDI pendant le moussage peut compenser cet effet. Cependant, une humidité excessive peut augmenter les températures de durcissement, provoquant potentiellement une brûlure du noyau. Les fabricants doivent ajuster soigneusement les formulations et les paramètres du processus de mousse dans les environnements humides pour garantir la qualité et la stabilité du produit.


3. Pression atmosphérique:


La pression atmosphérique est un autre facteur d'influence, en particulier dans les zones situées à différentes altitudes. L’utilisation de la même formulation à des altitudes plus élevées entraîne une densité de produit en mousse relativement plus faible. Cela est dû aux variations de pression atmosphérique affectant la diffusion et l’expansion du gaz lors du moussage. Les fabricants opérant dans des régions de haute altitude doivent en prendre note et devront peut-être ajuster les formulations ou les paramètres de processus pour répondre aux exigences de qualité.



En conclusion, les facteurs environnementaux naturels ont un impact significatif sur le processus de moussage et la qualité du produit final de la mousse flexible de polyuréthane. Les fabricants doivent ajuster les paramètres de processus en fonction des conditions saisonnières, régionales et environnementales pour garantir une densité, une dureté et une résistance mécanique stables de la mousse, répondant ainsi aux demandes et aux normes des clients.

14.

Mauvais rebond


A
Matières premières : polyéther polyols à haute activité, faible poids moléculaire, huile de silicone hautement active.


B
Formulation du procédé : teneur élevée en huile de silicone, étain excessif, teneur élevée en eau avec la même utilisation d'étain, indice TDI élevé, grande quantité d'huile blanche et de poudre.



15
Mauvaise résistance à la traction


A
Matières premières : polyols de polyéther de faible poids moléculaire excessifs, faible indice de fonctionnalité hydroxyle.


B
Formulation du procédé : étain insuffisant, mauvaise réaction de gélification, indice TDI élevé avec la même utilisation d’étain, faible teneur en eau, faible réticulation.



16
Fumée pendant la formation de mousse


Un excès d'amine libère une grande quantité de chaleur pendant la réaction de l'eau et du TDI, provoquant l'évaporation des substances à bas point d'ébullition et de la fumée. Si ce n’est pas le noyau, la fumée se compose principalement de TDI, de substances à faible point d’ébullition et de cycloalcanes monomères dans des polyéthers polyols.



17
Mousse avec des stries blanches


Réaction de moussage et de gélification rapide mais transfert lent en moussage continu, résultant en une couche dense due à une compression localisée, provoquant des stries blanches. Augmentez la vitesse de transfert ou abaissez la température du matériau, réduisez l'utilisation du catalyseur.



18
Mousse cassante


Un excès d'eau dans la formulation entraîne une formation excessive de biuret, qui ne se dissout pas dans l'huile de silicone. Mauvaise utilisation du catalyseur à l'étain, réaction de réticulation insuffisante, teneur élevée en polyéther-polyols de faible poids moléculaire, température de réaction élevée provoquant une rupture des liaisons éther et une diminution de la résistance de la mousse.



19
Densité de mousse inférieure à la valeur définie


L'indice de mousse est trop élevé en raison d'une mesure inexacte, d'une température élevée et d'une basse pression.



20
Moussage avec la peau, la peau des bords et l'air inférieur


Étain excessif, amine insuffisante, taux de mousse lent, taux de gélification rapide, basse température pendant le moussage continu.



21
Taux d'allongement trop élevé


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


B
Formulation du procédé : faible indice TDI, réticulation insuffisante, teneur élevée en étain




22
Mousse incontrôlée (petites bulles se déplaçant rapidement sous la surface)

)

A
Machine à mousser basse pression : augmenter la vitesse de la tête de mélange, diminuer l'injection de gaz.


B
Machine à mousser haute pression : augmenter la pression de la tête de mélange.



23.Lignes mobiles laiteuses


A
Augmenter la vitesse du convoyeur


B
Ajustez l’inclinaison de la plaque de coussin.


C
Réduire l’utilisation de catalyseurs aminés



24.Refoulement du matériau inséré


A
Augmenter la vitesse du convoyeur



B
Ajustez l’inclinaison de la plaque de coussin.


C
Augmentez l’utilisation de catalyseurs aminés.



25.Moon Pits


A
Machine à mousser basse pression : réduire la vitesse de la tête de mélange et l'injection de gaz.


B
Machine à mousser haute pression : augmenter la pression de la tête de mélange.


C
Qualité de l'huile de silicone

problème.


D
Augmentez la quantité d’amine tout en réduisant la quantité d’étain pour assurer une ouverture adéquate des cellules.



26. Durcissement lent, collant

Surface


La résistance du polymère augmente trop lentement, ce qui donne une mousse molle et collante difficile à couper.


Les blocs de mousse semblent instables à la sortie des canaux



Augmentez l’utilisation du catalyseur, vérifiez la précision des mesures de polyol, d’eau et de TDl.

Fonctionnalité:

Fait référence au nombre de groupes spéciaux (et à la réactivité) dans la structure d'un composé organique. Pour les polyéthers ou polyester-polyols, la fonctionnalité fait référence au nombre d'atomes contenant de l'hydrogène actif.



Indice d'hydroxyle (OHV):

D'un point de vue analytique, l'indice d'hydroxyle est défini comme les milligrammes d'hydroxyde de potassium équivalents à l'indice d'hydroxyle dans 1 gramme de l'échantillon. Le pourcentage pondéral de l'indice d'hydroxyle est représenté par OH%. OHV = Pourcentage pondéral de l'indice d'hydroxyle * 33.



Masse moléculaire:

Le poids moléculaire fait référence au poids relatif d'une substance unique ou d'une molécule composée, égal à la somme des poids atomiques des atomes de la molécule.


Poids moléculaire = 56,1*Fonctionnalité *1000 / Valeur hydroxyle


56,1 est le poids moléculaire de l'hydroxyde de potassium. Pour les composés simples, le poids moléculaire est la somme des poids atomiques des atomes de la molécule.



Teneur en pourcentage du groupe isocyanate:

La teneur en pourcentage du groupe isocyanate est généralement exprimée en % NCO. Pour le TDI/MDI pur, il peut être calculé à l'aide de la formule moléculaire:


NCO% pour TDI = 42 * 2 / 174 = 48%


NCO% pour MDI = 42 * 2 / 250 = 33,6%


42 est le poids moléculaire de NCO.


Parfois, le % de NCO est également représenté à l’aide d’équivalents d’amine : le nombre de grammes d’ester isocyanate consommés par gramme de molécule d’amine pour former l’urée correspondante.


L'équivalent amine et le % de NCO sont liés comme suit:


Équivalent Amine = 4200 / NCO%



Valeur équivalente et nombre équivalent:

La valeur équivalente fait référence au poids moléculaire correspondant à une fonctionnalité unitaire dans chaque molécule composée.


Valeur équivalente = Poids moléculaire moyen en nombre / Fonctionnalité


Pour les produits en polyester et polyéther, la valeur équivalente est calculée directement à partir des données sur l'indice d'hydroxyle.


Valeur équivalente = 56100 / Valeur hydroxyle


Équivalent TDI = Poids moléculaire moyen en nombre / Fonctionnalité

= 174 / 2 = 87

= 42.02 * 100 / NCO%

Le changement chimique est le processus de production de nouvelles substances après que les groupes moléculaires de divers réactifs interagissent les uns avec les autres. De nombreuses propriétés des substances sont déterminées par leurs structures moléculaires, et comprendre les structures moléculaires et de groupe des réactifs polyuréthanes est instructif pour la production.



Les principaux indicateurs de la norme britannique en matière d'ignifugation sont généralement de trois ordres : la perte de poids thermique (la masse perdue lorsque la taille spécifiée de l'éponge est chauffée à une température spécifiée pendant une durée spécifiée, des valeurs plus petites indiquant une meilleure stabilité thermique) ; densité de la fumée (la quantité de fumée générée lorsque la mousse brûle, indiquant la facilité avec laquelle la lumière passe à travers la fumée, de plus petites quantités de fumée étant préférables) ; et la facilité de combustion (plus il est difficile de s'enflammer, avec d'autres subdivisions basées sur le temps d'allumage et la vitesse de combustion).



Le TDI (diisocyanate de toluène) a un cycle benzénique, le MDI (diisocyanate de diphénylméthane) a deux cycles benzéniques et le MDI brut a plusieurs cycles benzéniques. Les cycles benzéniques sont des substances très stables, nécessitant une grande quantité d’énergie (énergie de dissociation des liaisons) pour se briser. À mesure que le nombre de cycles benzéniques augmente, la stabilité thermique de la mousse augmente (MDI brut > MDI > TDI), ce qui le rend moins susceptible de se décomposer lorsqu'il est chauffé. Avec plus de cycles benzéniques, il y a plus d'atomes de carbone dans la molécule, ce qui entraîne plus de fumée lorsqu'elle est incomplètement brûlée (MDI brut > MDI > TDI). De ce qui précède, on peut conclure que lorsqu’une formule diminue la quantité de TDI et augmente la quantité de MDI, la stabilité thermique de la mousse sera améliorée. L'indice de perte de poids thermique est susceptible de réussir le test standard britannique, mais la densité de la fumée, qui n'est pas facile à réussir, augmentera. À ce stade, il est conseillé d’augmenter de manière appropriée la quantité de cyanurate de mélamine pour réduire la densité de la fumée.



Plus le poids moléculaire du polyéther est élevé, plus la stabilité thermique est mauvaise, mais meilleure est la résistance au feu. Dans la production de mousse ignifuge à haut rebond, la quantité de retardateur de flamme ajoutée ne représente que les deux tiers de celle de la mousse ignifuge à densité régulière, mais le pouvoir ignifuge reste très bon et ne s'enflamme pas. Cependant, la mousse ignifuge à rebond élevé est plus difficile à réussir le test standard britannique que la mousse ordinaire (la perte de poids thermique est difficile à réussir).



Les retardateurs de flamme ne sont pas très stables lorsqu'ils sont chauffés. Étant donné que le test standard britannique met l'accent sur la perte de poids thermique, la quantité de retardateur de flamme dans la formule est le minimum requis pour réussir le test de retardateur de flamme.



Lorsque la teneur en TDI et en eau de la formule diminue tandis que la teneur en méthane augmente, la mousse est moins susceptible de s'enflammer. La diminution des propriétés intrinsèques due à la réduction des segments durs entraîne une diminution de la stabilité thermique, réduisant ainsi la capacité à dépasser l'indice de perte de poids thermique.



Lorsque la densité de la mousse diminue, la teneur en TDI augmente, ainsi que la densité de la fumée et la stabilité thermique.



Les matériaux inorganiques comme le carbonate de calcium et le sulfate de baryum ne se décomposent pas lorsqu'ils sont chauffés lors des tests standard britanniques, mais leur ajout n'améliore pas les propriétés de la mousse, ils ne sont donc pas utilisés dans la formule standard britannique.



B
Outre la sélection des matières premières, il est également crucial d’atteindre un équilibre pour répondre aux normes britanniques. Par exemple, le TDI et les retardateurs de flamme, s'ils sont administrés en trop ou pas assez, rendent difficile la réussite du test. Le moussage est une science équilibrée, ajuster la formule, c'est rechercher l'équilibre, et sélectionner les matières premières, c'est aussi rechercher l'équilibre.