Como tornar a espuma de PU flexível mais macia?

Para obter espuma de PU mais macia e flexível na produção, ajuste quatro alavancas principais—formulação de matéria-prima, processo de formação de espuma, pós-tratamentos e aditivos funcionais. Essas variáveis interagem e juntas determinam as propriedades físicas finais.

I. Formulação de Matéria-Prima: Aumente a Maciez a Partir do Nível Molecular

Alto–Polióis de poliéter de peso molecular:  Use Mn 5,000–6.000 poliéteres; cadeias mais longas proporcionam flexibilidade superior e dureza diretamente menor.

Poliéteres de baixa insaturação:  Introduzir poliéteres com insaturação típica <0,05 meq/g para cortar ligações duplas, reduzir a densidade de ligações cruzadas e aumentar a mobilidade da cadeia—resultando em uma espuma mais macia.

Poliéster–Misturas de polióis:  Misture uma pequena fração de poliol de poliéster (normalmente 10%–20% do total) com poliol poliéter para melhorar a sensação ao toque, mantendo a elasticidade.

Índice de isocianato (sistemas TDI):  Controle o índice em 0.95–1,05 para limitar os pontos de reticulação, mas manter a integridade estrutural e evitar o colapso por reticulação insuficiente. Observação: Os sistemas MDI geralmente não são adequados para a produção de espuma de PU macia e flexível.

Plastificantes & Surfactantes:  Adicione plastificantes de éster de moléculas pequenas para intercalar cadeias, enfraquecer ligações de hidrogênio e aumentar a flexibilidade. Observe as regulamentações regionais que restringem ftalatos; priorize opções mais ecológicas, como o citrato de acetil tributila (ATBC). Surfactantes de silicone de células abertas estabilizam a espuma e proporcionam uma sensação de superfície mais suave.

II. Processo de Espuma: Ajuste Preciso da Microestrutura

Controle de densidade:  Reduzir a densidade é o caminho mais direto para a suavidade. Redução de 30 kg/m³ até 20 kg/m³ normalmente reduz 25% do IFD (ASTM D3574) em ~40%–50%. Obtenha através de maior carga física de agente de sopro ou ajustes de velocidade da máquina de formação de espuma. Quando a densidade <18 kg/m³, adicione 0,2%–0,5% de trimetilolpropano (TMP) para evitar colapso estrutural.

Otimização da Estrutura Celular : Reduzir a dosagem do nucleador ou aumentar a temperatura de formação de espuma (slabstock 50 ± 2 °C; moldado 35 ± 1 °C) para aumentar o tamanho médio dos poros para uma estrutura mais solta. Use surfactantes de silicone de células abertas para empurrar o conteúdo de células abertas para >95%, reduzindo o suporte da parede celular, aumentando a resiliência e suavizando o toque.

Controle da taxa de reação : Níveis mais baixos de catalisadores de amina terciária (por exemplo, de ~0,3 php a 0.10–0,15 php) para estender o tempo do creme para que as bolhas possam se expandir completamente. Introduzir catalisadores de ação retardada para soprar antes da reticulação/gelificação, evitando o endurecimento prematuro que prejudica a maciez.

III. Pós-tratamentos & Adições Funcionais: Adicionar Efeitos Especiais

Químico & Amolecimento Físico : A hidrólise suave pode clivar uma parte das ligações cruzadas, melhorando a maciez em ~15%–20%. Fisicamente, o alongamento térmico ou a pré-compressão mecânica induzem a deformação plástica, reduzindo a dureza inicial e melhorando a maciez e a elasticidade.

Materiais Funcionais : Dispersar pequenas quantidades de óxido de grafeno modificado com carboxila ou nano-SiO₂; interações fracas com cadeias podem aumentar a mobilidade segmentar sem adicionar dureza. Mantenha o nano-SiO₂ em 0,5%–1.0%—>1,5% aumenta notavelmente a dureza. Use equipamento de proteção para evitar a inalação de nanopartículas. Introduzir polióis de base biológica (por exemplo, à base de óleo de rícino), cujos segmentos de ácidos graxos insaturados contribuem para uma sensação suave característica.

IV. Equilíbrio de Desempenho & Conformidade

Suavidade vs. Apoiar : O excesso de maciez pode prejudicar o suporte (por exemplo, flacidez do colchão). Usar densidade de gradiente: 15–20 kg/m³ camada de conforto sobre 25–30 kg/m³ camada de suporte para equilibrar maciez e capacidade de carga.

Durabilidade : O amolecimento pode afetar a estabilidade. Alvo:

Conjunto de compressão de 25% <8% (70 °C/22 h)

Alteração na dureza pós-envelhecimento por calor seco <15% (100 °C/72 h)
Incorpore antioxidantes para melhorar a resistência ao envelhecimento.

Segurança & Regulamentos : Garanta que todos os ajustes estejam em conformidade com os requisitos relevantes (por exemplo, inflamabilidade e emissões de COV).

Ao combinar essas técnicas—e adaptar as escolhas ao uso final (mobiliário, médico, embalagem)—você pode aumentar a maciez e ao mesmo tempo atingir metas de desempenho e custo.