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.

1
Brûlure du noyau (température centrale dépassant la température d'oxydation du matériau)


A
Polyols polyéther de mauvaise qualité : humidité excessive, teneur élevée en peroxyde, impuretés à point d'ébullition élevé, concentration élevée en ions métalliques, utilisation inappropriée d'antioxydants.


B
Problèmes de formulation : indice TDI élevé dans les formules à faible densité, rapport eau/agents gonflants physiques inapproprié, agent gonflant physique insuffisant, excès d'eau.


C
Impact climatique : températures estivales élevées, dissipation thermique lente, températures élevées des matériaux, humidité élevée conduisant à une température centrale dépassant la température d'oxydation.


D
Stockage inapproprié : augmentation de l'indice TDI entraînant une accumulation de chaleur pendant le post-durcissement, entraînant une température interne élevée et une brûlure du noyau.



2
Grande déformation par compression



A
Polyéther Polyol : Fonctionnalité inférieure à 2,5, taux d'oxyde de propylène supérieur à 8 %, proportion élevée de composants de faible poids moléculaire, insaturation supérieure à 0,05 mol/kg.


B
Conditions du procédé : La température du centre de réaction est trop basse ou trop élevée, un post-durcissement médiocre, une réaction incomplète ou un grillage partiel.


C
Formule de procédé : indice TDI trop faible (contrôlé entre 105 et 108), excès d'huile de silicone, d'octoate stanneux et d'huile de silicone, faible teneur en air de mousse, teneur élevée en cellules fermées.



3
Mousse souple (diminution de la dureté à même densité)


A
Polyéther polyols : faible fonctionnalité, faible indice d'hydroxyle, poids moléculaire élevé.


B
Formulation du procédé : octoate T9 insuffisant, réaction de gélification lente, teneur en eau inférieure avec la même quantité de catalyseur à l'étain, quantité plus élevée d'agents gonflants physiques, dosage élevé d'huile de silicone hautement active, faible indice TDI.



4
Grande taille de cellule


A
Mauvais mélange : mélange inégal, temps de crème court ; augmentez la vitesse de la tête de mélange, réduisez la pression de la tête de mélange, augmentez l'injection de gaz.


B
Formulation du procédé : huile de silicone en dessous de la limite inférieure, étain octoate de qualité insuffisante ou de mauvaise qualité, vitesse de gélification lente.



5
Densité supérieure à la valeur définie


A
Polyols polyéthers : faible activité, poids moléculaire élevé.


B
Formulation du procédé : huile de silicone en dessous de la limite inférieure, faible indice TDI, faible indice de mousse.


C
Conditions climatiques : basse température, haute pression. Une augmentation de 30 % de la pression atmosphérique augmente la densité de 10 à 15 %.



6
Cellules et creux effondrés (taux de dégagement de gaz supérieur au taux de gélification)


A
Polyols de polyéther : indice d'acide excessif (affecte la vitesse de réaction), impuretés élevées, faible activité, poids moléculaire élevé.


B
Formulation du procédé : excès d'amine, faible teneur en étain du catalyseur (mousse rapide et gélification lente), faible indice TDI, huile de silicone insuffisante ou inefficace.


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



7
Rapport élevé de cellules fermées


A
Polyéther polyols : rapport époxy-éthane élevé, activité élevée, se produit souvent lors du passage à des polyéther polyols avec différents niveaux d'activité.


B
Formulation du procédé : excès d'octoate d'étain, activité isocyanate élevée, degré de réticulation élevé, vitesse de réticulation élevée, amine excessive et agents gonflants physiques conduisant à une faible pression de mousse, élasticité élevée de la mousse entraînant une mauvaise ouverture des cellules, indice TDI trop élevé conduisant à des cellules fermées élevées. rapport.



8
Retrait (taux de gélification supérieur au taux de moussage)


A
Rapport élevé de cellules fermées, retrait lors du refroidissement.


B
Conditions de traitement : basse température de l’air et du matériau.


C
Formulation du procédé : excès d'huile de silicone, moins d'amine, plus d'étain, faible indice TDI.


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



9
Fissuration


A
"
八

" Les fissures en forme indiquent un excès d'amine, les fissures à une seule ligne indiquent un excès d'eau.


B
Fissures moyennes et inférieures : amine excessive, taux de mousse rapide (agent gonflant physique excessif, mauvaise qualité de l'huile de silicone et du catalyseur).


C
Fissures supérieures : taux de gélification de dégagement de gaz déséquilibré (basse température, basse température du matériau, catalyseur insuffisant, moins d'amine, mauvaise qualité de l'huile de silicone).


D
Fissures internes : basse température de l'air, température centrale élevée, faible indice TDI, étain excessif, résistance élevée au moussage précoce, huile de silicone hautement active en petites quantités.


E
Fissures latérales médianes : Augmenter le dosage d’étain.


F
Les fissures tout au long du processus peuvent être dues à des divergences dans la chute de la plaque et la réaction de moussage, à un moussage prématuré ou à des plaques incorrectes. Outre la formulation, cela concerne également la douceur du papier de base ; si le papier de base est froissé, il peut diviser le liquide en plusieurs parties, provoquant des fissures.



10
Structure cellulaire floue


A
Vitesse d'agitation excessive.


B
Volume d'injection d'air élevé.


C
Débit de la pompe doseuse inexact.


D
Conduites de matériaux et filtres obstrués.



11
Fissures du bord inférieur (amine excessive, taux de mousse rapide)


Surface à pores dilatés : agent gonflant physique excessif, mauvaise qualité de l'huile de silicone et du catalyseur.



12
Mauvaises performances à basse température


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



13
Mauvaise ventilation


A
Conditions climatiques : basse température.


B
Matières premières : haute teneur en polyéther polyol, huile de silicone hautement active.


C
Formulation du procédé : excès d'étain, ou faible teneur en étain et en amine avec la même utilisation d'étain, indice TDI élevé.

Les débutants craignent que si la plaque de décantation n'est pas correctement ajustée, le liquide s'écoulant de la buse peut provoquer une poussée avant ou arrière, affectant le processus de moussage. Deux minutes après le démarrage de la machine, la vitesse de réaction augmente progressivement, nécessitant parfois des ajustements du plateau de décantation. Les ajustements de la plaque de décantation sont plus critiques dans les formules à faible densité et à haute teneur en humidité (MC).



Le débit de TDI (Toluène Diisocyanate) peut être calculé pour correspondre à la valeur de l'échelle, mais il est recommandé de mesurer réellement le débit de TDI lors du premier moussage. Le débit est trop important ; si le débit n’est pas précis, 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.



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



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



Pour la même formule, lors du passage entre des têtes pivotantes à double pulvérisation et des têtes pivotantes à pulvérisation unique avec des sections transversales de buse similaires, les exigences en matière d'épaisseur de maille et de couches sont similaires.



Pour l'étalonnage du débit de matériau mineur, une méthode consiste à mesurer le débit de retour du matériau mineur, et l'autre consiste à le calibrer en divisant la quantité totale utilisée par le temps de moussage. Lorsqu'il existe une différence significative entre les deux méthodes d'étalonnage, fiez-vous aux données de la deuxième méthode d'étalonnage.



Les formules de mousse souple de haute qualité se situent généralement dans une plage instable, telle qu'un faible indice TDI, un faible rapport eau/MC, un faible dosage de T-9 et un faible dosage d'huile de silicone.

Lors d'incendies annuels, une proportion importante des inflammations sont causées par la mousse, notamment les incendies de canapés et diverses inflammations provenant d'emballages souples. Ces incidents se produisent beaucoup trop fréquemment. Comment pouvons-nous fondamentalement éliminer ou réduire de tels événements ?



Une approche efficace consiste à partir des matières premières, un peu comme si l’on traitait la cause profonde d’une maladie. L’ajout de retardateurs de flamme à la mousse de polyuréthane peut prévenir efficacement l’inflammation.



Maintenant, comprenons la mousse ignifuge:



La mousse ignifuge, également connue sous le nom de mousse ignifuge, porte le nom chimique de mousse de polyuréthane, qui est divisée en mousse souple (principalement utilisée pour les meubles) et en mousse rigide (principalement utilisée pour l'isolation). Généralement, il s’agit d’un matériau ignifuge synthétisé en ajoutant divers retardateurs de flamme au polyuréthane.



L'effet ignifuge du produit répond aux exigences de la norme ASTM 117 et des normes nationales. La méthode d’utilisation est la même que celle de la mousse ordinaire.



La combustion des polymères est une réaction d’oxydation très complexe et intense. Le processus se produit lorsque le polymère est chauffé en continu par une source de chaleur externe, déclenchant une réaction en chaîne de radicaux libres avec l'oxygène de l'air. Cela libère de la chaleur, intensifiant encore la dégradation du polymère, générant davantage de gaz inflammables et rendant la combustion plus sévère.



Il existe deux méthodes pour ignifuger la mousse ignifuge:



La première consiste à introduire chimiquement des éléments ignifuges ou des groupes contenant de nouveaux éléments ignifuges dans la structure moléculaire de la mousse. L'autre méthode consiste à ajouter à la mousse des composés contenant des éléments ignifuges. La première méthode utilise des substances ignifuges appelées ignifugeants réactifs, tandis que la seconde méthode utilise des substances appelées ignifugeants additifs.



Actuellement, la grande majorité des retardateurs de flamme utilisés dans les mousses sont des retardateurs de flamme additifs, tandis que les retardateurs de flamme réactifs sont principalement utilisés dans les résines thermodurcissables telles que les résines époxy et les polyuréthanes. La fonction principale des retardateurs de flamme est d'interférer avec les trois éléments de base nécessaires à la combustion : l'oxygène, la chaleur et le carburant. Ceci peut généralement être réalisé par les moyens suivants:



Les retardateurs de flamme peuvent produire des gaz ininflammables plus lourds ou des liquides bouillants qui recouvrent la surface de la mousse, interrompant ainsi le lien entre l'oxydation et le carburant.



En absorbant la chaleur par décomposition ou sublimation, les retardateurs de flamme réduisent la température de surface du polymère.



Les retardateurs de flamme génèrent une grande quantité de gaz ininflammables, diluant la concentration de gaz inflammables et d'oxygène dans la zone de combustion.



Les retardateurs de flamme capturent les radicaux libres, interrompant la réaction en chaîne de l'oxydation.

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.