Ao usar uma máquina de espuma em lote para espuma macia de poliuretano, você encontrou as seguintes situações?

1. poros de espuma irregulares e numerosos,

2. Textura de espuma áspera.

3. Tamanhos de poros caóticos em toda a superfície da espuma, com leves sinais de poros grandes.

Problemas como esses são bastante comuns. A principal razão para o primeiro problema é que a distância entre o impulsor de mistura da máquina de espuma e o fundo do cilindro de mistura é muito grande; a segunda questão é que as lâminas misturadoras são muito curtas e estreitas: a terceira questão é que o ângulo das lâminas misturadoras é muito grande.

Muitos fabricantes que projetam e produzem máquinas de espuma apenas entendem os princípios durante o processo de design, sem compreender a relação significativa entre um design diferente na produção de espuma e a qualidade do produto. Um projeto mecânico razoável e perfeito só pode ser melhorado gradualmente no trabalho real, e somente espumadores experientes podem conseguir isso.

Aqui estão algumas experiências que tivemos com modificações e atualizações de máquinas, esperando que  será útil:

Primeiro , a posição de instalação da roda misturadora deve ser a mais baixa possível, mais perto do fundo do cilindro misturador é melhor. Em geral, a distância entre o ponto mais baixo da lâmina misturadora e o fundo do cilindro misturador deve ser de cerca de dois centímetros.

Segundo , o formato da lâmina misturadora deve ser em leque, com borda moderadamente larga. A vantagem de ser largo é que aumenta a área de contato com o material líquido, proporcionando potência suficiente e também equilibrando o material líquido.

Terceiro , o comprimento da lâmina misturadora também deve ser o maior possível, deixando cerca de três a quatro centímetros do defletor dentro do cilindro misturador.

Quarto , as duas bordas da lâmina misturadora devem ser inclinadas, com o ângulo de inclinação baseado na largura de uma das extremidades e com dois centímetros de diferença em ambos os lados. Após a modificação da lâmina de mistura, a operação adequada também é crucial, especialmente a velocidade de mistura. A maioria das máquinas de espuma em lote hoje em dia são equipadas com dispositivos de conversão de frequência de temporização de alta velocidade. No entanto, na produção real, este dispositivo é muitas vezes desnecessário. A velocidade operacional depende principalmente da quantidade de material no cilindro de mistura. Se houver muito material, a velocidade deverá ser apropriadamente mais rápida e, se houver menos material, a velocidade deverá ser menor.

Cura fria

Um processo para produção de espuma para assentos, que produz espuma de alta resiliência (conhecida como espuma HR).

Durante este processo, a temperatura do molde está geralmente entre 50-70 graus Celsius; o peso molecular do poliéter está normalmente entre 2500-6500 e o ISO pode ser TDI/TM/MDI.

Este processo possui alta eficiência de produção, baixo consumo de energia e atualmente é amplamente utilizado.

Capacidade da bomba

Usado para verificar a estabilidade da saída de vazão da bomba dosadora.

O método atual para verificar a capacidade da bomba é o seguinte: na vazão definida, disparar continuamente 35 vezes, pesar cada dose e depois calcular a capacidade. Com base na capacidade da bomba, determine se a bomba dosadora precisa de reparo ou substituição. Geralmente, a capacidade da bomba é verificada a cada três meses.

Linearidade da bomba

Uma caracterização da correlação entre a velocidade e a potência da bomba dosadora.

Normalmente, cinco velocidades diferentes são selecionadas para testes de fluxo. A saída da bomba dosadora em cada velocidade é então obtida. Se esses cinco pontos se alinharem em linha reta, isso indica uma boa linearidade entre a velocidade e a saída da bomba dosadora.

NBT (Nova Tecnologia de Mistura)

NBT significa Nova tecnologia de mistura.

A tecnologia de mistura anterior envolvia pulverizar e misturar um ISO com um POL para reagir e produzir espuma de poliuretano. Ao ajustar os parâmetros do processo com este método, apenas a proporção de mistura POL/ISO e o peso da peça fundida puderam ser ajustados, sem outros ajustes possíveis.

NBT envolve pulverizar e misturar um ISO com 2 ou 3 grupos de materiais POLY para reagir e produzir espuma de poliuretano. (O equipamento requer um conversor de frequência)

O NBT pode ajustar as seguintes variáveis: umidade da fórmula, conteúdo de sólidos da fórmula, índice da fórmula, peso de fundição e outras variáveis. Isto permite maior tolerância ao processo na fabricação de espumas de diferentes densidades e durezas.

TPR (liberação de pressão cronometrada)

TPR significa Liberação de Pressão Temporizada, também conhecida como ventilação ou pré-ventilação.

Os parâmetros típicos do TPR são: a ventilação começa em torno de 90-120 segundos após o fechamento do molde, com o saco caindo, ventilando por cerca de 2 segundos e depois o saco subindo novamente.

Fenômenos comuns: A ventilação muito cedo pode resultar em produtos tenros e propensos a rasgar. A ventilação muito tarde pode levar a produtos rígidos, propensos a encolher após a desmoldagem.

Pulverização inicial

No início do vazamento normal, os bicos ISO e POLY são abertos simultaneamente, permitindo que os materiais se misturem na câmara de mistura e reajam para produzir espuma de poliuretano.

Se durante o vazamento os bicos ISO e POLY não abrirem simultaneamente, aquele que abrir primeiro fará com que o material saia da câmara de mistura sem reagir, resultando em material que não reagiu no início da espuma. Se o poliéter sair primeiro, a espuma ficará pegajosa e úmida na parte superior (pulverização inicial suave), enquanto se o ISO sair primeiro, a espuma será crocante, localmente fina (pulverização inicial suave) ou terá manchas ISO (pulverização inicial severa). pulverização).

Fenômenos comuns: Outro caso especial é quando há maciez na área inicialmente vazada, o que também pode ser uma forma de pulverização inicial. Isso pode ser devido ao componente sair primeiro, fazendo com que a espuma no ponto de fluidez inicial fique macia.

Índice de espuma

Quando ISO e POL reagem, se reagem nas quantidades teóricas exatas, é chamada de reação estequiométrica, e o índice de formação de espuma é definido como 100.

Índice de formação de espuma = uso real de ISO/uso teórico de ISO * 100. Atualmente, o índice de formação de espuma para assentos está geralmente entre 90-105.

À medida que o índice de formação de espuma aumenta, a espuma torna-se gradualmente mais dura.

Índice > 105, o produto tende a ser quebradiço; Índice < 85, o produto é propenso ao encolhimento de células fechadas.

A produção de espuma macia em forma de bloco normalmente utiliza o espuma de máquina de espuma em lote   processo, um método de produção do tipo lacuna. Este método evoluiu da espumação manual em laboratórios. O processo envolve despejar imediatamente os materiais de reação misturados em um molde aberto semelhante a uma caixa de madeira ou metal, daí o nome "espuma em caixa". Os moldes (caixas) para espuma encaixotada podem ser retangulares ou cilíndricos. Para evitar que o bloco de espuma forme um topo abobadado, uma placa de cobertura flutuante pode ser colocada no topo da espuma durante a formação de espuma. A placa de cobertura permanece firmemente presa ao topo da espuma e move-se gradualmente para cima à medida que a espuma sobe.

Os principais equipamentos para produção de espuma in a box incluem: 1) Agitador eletromecânico, barril misturador; 2) Caixa de molde; 3) Ferramentas de pesagem, como balanças, balanças de plataforma, copos medidores, seringas de vidro e outros dispositivos de medição; 4) Cronômetro para controlar o tempo de mistura. Uma pequena quantidade de agente desmoldante é aplicada nas paredes internas da caixa para facilitar a remoção da espuma.

As vantagens de produzir espuma macia usando o método de espuma em caixa incluem: baixo investimento em equipamentos, área ocupada pequena, estrutura de equipamento simples, operação e manutenção fáceis e convenientes e produção flexível. Algumas empresas nacionais e municipais pequenas e subfinanciadas usam esse método para produzir espuma macia de poliuretano. A moldagem de espuma em caixa é um método de produção não contínuo para espuma macia, portanto a eficiência de produção é menor do que os métodos contínuos e o equipamento é operado principalmente manualmente, resultando em maior intensidade de trabalho. A capacidade de produção é limitada e há maior perda no corte de espumas plásticas. Os parâmetros do processo para espuma in a box devem ser controlados dentro de uma certa faixa porque mesmo com a mesma fórmula, as propriedades da espuma podem não ser as mesmas quando são usados ​​parâmetros de processo diferentes. A temperatura da matéria-prima deve ser controlada em (25 ± 3) graus Celsius, velocidade de mistura de 900 a 1000 r/min e tempo de mistura de 5 a 12 segundos. O tempo de mistura da mistura de poliéter e aditivos antes da adição de TDI pode ser ajustado de forma flexível dependendo da situação, e após a adição de TDI, um tempo de mistura de 3 a 5 segundos é suficiente, sendo o segredo a mistura completa após a adição de TDI.

Durante a moldagem de espuma em caixa, deve-se prestar atenção aos seguintes aspectos:

1)  Preparar antes da produção, incluindo temperatura do material e inspeção do equipamento da máquina;

2) Meça com a maior precisão possível;

3) Controle adequadamente o tempo de mistura;

4) Despeje o líquido do material misturado de forma rápida e constante, evitando força excessiva;

5) Certifique-se de que a caixa esteja colocada de forma estável, com o papel inferior plano, para evitar fluxo irregular de material durante o vazamento;

6) Quando a espuma subir, pressione suavemente a tampa para garantir que a espuma suba suavemente;

7) Os aditivos devem ser usados ​​conforme especificado e os materiais pré-misturados não devem ser deixados por muito tempo.

Três tipos de equipamentos de espuma surgiram na moldagem de espuma em caixa. Inicialmente, diversas matérias-primas foram pesadas em um recipiente de acordo com a fórmula, misturadas em um misturador de alta velocidade e despejadas no molde de caixa para formação de espuma e modelagem. Este método muitas vezes resultava em resíduos no recipiente de mistura. Um método aprimorado usou uma bomba dosadora para transportar as matérias-primas para o barril de mistura para uma mistura uniforme. Um dispositivo mecânico fechou automaticamente o fundo do cano e ar comprimido foi usado para pressionar o material na caixa de espuma para moldagem. Ambos os métodos podem criar redemoinhos devido ao rápido influxo de materiais na caixa, o que pode causar defeitos ou depressões nos produtos de espuma. O dispositivo de espuma em caixa mais razoável é colocar um barril de mistura sem fundo diretamente no centro da caixa de espuma. Uma bomba dosadora fornece as diversas matérias-primas necessárias para a formação de espuma no cilindro de mistura. Depois de misturar por alguns segundos, o dispositivo de elevação levanta o cilindro de mistura para fora da caixa de espuma, permitindo que o material de espuma flua suavemente sobre todo o fundo da caixa. Isto evita rachaduras na espuma devido a redemoinhos de material e garante uma altura relativamente uniforme em toda a espuma.

Um dispositivo de pressão pode ser adicionado ao material de espuma em expansão para produzir espuma de topo plano, reduzindo o desperdício durante o corte. Este dispositivo é adequado para a produção de espuma macia de poliuretano do tipo poliéter e espuma de bloco macio de alto rebote. Para blocos de poliuretano de acetato de polivinila, este método não pode ser usado devido à alta viscosidade do material, e geralmente são empregados métodos contínuos.

O que é espuma rígida de poliuretano?

A espuma rígida de poliuretano, muitas vezes abreviada como espuma rígida de PU, é um dos produtos de poliuretano mais comumente usados, perdendo apenas para a espuma macia de poliuretano, em aplicações de poliuretano. A espuma rígida de poliuretano é principalmente uma estrutura de células fechadas, conhecida por seu excelente isolamento, leveza, alta relação resistência-peso, facilidade de construção, bem como isolamento acústico, absorção de choque, isolamento elétrico, resistência ao calor, resistência ao frio, resistência a solventes , e mais. É amplamente utilizado nas camadas de isolamento de caixas de refrigeradores e freezers, câmaras frigoríficas, caminhões refrigerados, bem como materiais de isolamento para edifícios, tanques e tubulações. Uma pequena quantidade é usada em aplicações não isolantes, como imitações de madeira e materiais de embalagem. Geralmente, a espuma rígida de poliuretano de baixa densidade é usada principalmente como material de isolamento térmico, enquanto a espuma rígida de poliuretano de alta densidade pode ser usada como material estrutural (imitação de madeira).

A espuma rígida de poliuretano normalmente é espumada à temperatura ambiente, com um processo de moldagem relativamente simples. Pode ser categorizada em espumação manual e espumação mecânica com base no grau de mecanização da construção; formação de espuma de alta pressão e formação de espuma de baixa pressão com base na pressão de formação de espuma; e moldagem de espuma e pulverização de espuma com base no método de moldagem.

O que é espuma macia de poliuretano?

A espuma macia de poliuretano, também conhecida como espuma macia de PU, é um tipo de espuma flexível de poliuretano com certo grau de elasticidade. É o produto de poliuretano mais utilizado entre todos os produtos de poliuretano.

A espuma macia de poliuretano é principalmente uma estrutura de células abertas, caracterizada por baixa densidade, boa recuperação elástica, absorção sonora, respirabilidade e propriedades de isolamento. É usado principalmente como material de amortecimento para móveis, colchões, almofadas de assento de veículos e também encontra aplicações industriais e domésticas como materiais de filtro, materiais de isolamento acústico, materiais de absorção de choque, materiais decorativos, materiais de embalagem e materiais de isolamento. Com base no grau de suavidade e capacidade de carga, a espuma macia de poliuretano pode ser dividida em espuma macia comum, espuma supermacia, espuma macia de alta carga, espuma macia de alta resiliência, etc. Espumas macias de alta resiliência e alta capacidade de carga são geralmente usadas na fabricação de almofadas de assento e colchões. De acordo com o processo de produção, a espuma macia de poliuretano pode ser dividida em espuma em bloco e espuma moldada. A espuma em bloco é produzida por processo contínuo para formar espuma de grande volume que é então cortada nos formatos necessários, enquanto a espuma moldada é produzida por injeção direta da mistura em moldes para formar produtos de espuma com os formatos desejados.

Depois de compreender a espuma rígida de poliuretano e a espuma macia de poliuretano, surge a pergunta: como diferenciar as duas?

Na verdade, a classificação pode ser baseada no grau de dureza, dividindo-os em espumas plásticas macias e plásticos duros. Os plásticos de espuma macia têm um componente de polímero de matriz acima do ponto de fusão cristalino ou, se for um polímero amorfo, está acima da temperatura de transição vítrea; a espuma dura, por outro lado, tem seu polímero de matriz em estado cristalino ou amorfo, mas abaixo da temperatura de transição vítrea. A espuma semirrígida é uma espuma plástica entre a espuma macia e a dura. É semelhante à espuma macia, com uma taxa de células abertas acima 90 ℃ , mas a espuma semirrígida tem maior densidade e maior resistência à compressão. Após a deformação por compressão, a espuma semirrígida leva muito mais tempo para se recuperar e sua densidade de reticulação é muito maior que a da espuma macia, mas menor que a da espuma dura.

Com base nesta classificação de suavidade e dureza, a maioria das espumas de poliolefina, espumas de cloreto de polivinila (PVC) não plastificadas, espumas fenólicas, espumas de policarbonato e espumas de éter de polifenileno são todas classificadas como espumas duras, enquanto espumas elásticas de poliuretano e algumas espumas de poliolefina e espumas de PVC plastificadas são classificados como espumas macias.

De acordo com a norma nacional, os plásticos de espuma macia são aqueles que são flexíveis, apresentam baixa dureza à compressão, retornam ao seu estado original após o alívio da tensão e apresentam deformação residual mínima. Por outro lado, os plásticos de espuma dura são inflexíveis, possuem alta dureza à compressão, deformam-se quando a tensão atinge um certo nível e não retornam ao seu estado original após o alívio da tensão.

A Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM) especifica que para diferenciar entre espumas plásticas macias e duras, a uma temperatura de 18-29 ℃ , uma haste com diâmetro de 2,5 cm é girada em torno dela por uma rotação completa em 5 segundos. Se não fraturar, é classificado como espuma plástica macia; caso contrário, é classificado como espuma plástica dura.

De acordo com as normas ISO, quando a deformação por compressão atinge 50% e depois é liberada, se a espessura não diminuir mais que 2% em relação à espessura original, é classificado como espuma plástica macia. Se diminuir mais de 10%, é classificado como plástico de espuma dura. Se a diminuição estiver entre 2-10%, é classificado como espuma plástica semirrígida.

Se usarmos o módulo de elasticidade como critério, em um ambiente padrão de 23 ℃ e 50% de umidade relativa, uma espuma plástica com módulo de elasticidade superior a 686 MPa é classificada como espuma dura, inferior a 68,6 MPa é classificada como espuma macia e entre 68,6-686 MPa é classificada como espuma semirrígida. Embora o módulo de elasticidade da espuma semirrígida seja superior ao da espuma macia, o seu comportamento tensão-deformação é mais próximo do da espuma macia e significativamente diferente da espuma dura. Geralmente, os plásticos de espuma macia têm principalmente uma estrutura de células abertas, enquanto os plásticos de espuma duros têm principalmente uma estrutura de células fechadas, mas há exceções.

Você já se perguntou como a espuma plástica de poliuretano é formada? No artigo anterior, revelamos as reações básicas por trás disso: isocianatos, poliéteres (ou poliésteres) polióis e água, todos trabalham juntos para criar esta substância mágica. Então, isso significa que na produção real precisamos apenas dessas três matérias-primas? A resposta está longe disso. Em nosso processo de produção real, para controlar com mais precisão a taxa de reação e produzir produtos com excelente desempenho, muitas vezes precisamos aproveitar o poder de vários aditivos. Esses aditivos não só têm aplicações amplas, mas também podem desempenhar um papel importante para tornar nosso processo de produção mais eficiente e estável.

Surfactantes / Óleo de Silicone

Os surfactantes, também conhecidos como óleo de silicone, também são chamados de estabilizadores de espuma. No processo de produção da espuma de poliuretano, seu papel é crucial. A função básica do óleo de silicone é reduzir a tensão superficial do sistema de formação de espuma, melhorando assim a miscibilidade entre os componentes, ajustando o tamanho das bolhas, controlando a estrutura da bolha e aumentando a estabilidade da espuma. Além disso, também tem a responsabilidade de prevenir o colapso da espuma. Portanto, pode-se dizer que o óleo de silicone desempenha um papel indispensável na produção de espuma de poliuretano.

Catalisadores

Os catalisadores desempenham um papel crucial no processo de síntese do poliuretano, principalmente por acelerar a reação entre isocianatos, água e polióis. Esta reação é uma reação de polimerização típica. Sem a presença de catalisadores, esta reação pode prosseguir muito lentamente ou mesmo não ocorrer. Atualmente, os catalisadores no mercado são divididos principalmente em dois tipos: catalisadores de amina e catalisadores de metal orgânico. Os catalisadores de amina são compostos baseados em átomos de nitrogênio, que podem efetivamente promover a reação de polimerização do poliuretano. Os catalisadores metálicos orgânicos, por outro lado, são compostos que afetam particularmente a reação entre polióis e isocianatos na formação de poliuretano, geralmente compostos organoestânicos. A característica desses catalisadores está na capacidade de controlar com precisão o processo reacional, resultando em um produto final mais uniforme e estável.

Agentes de sopro

Agentes de expansão são substâncias que geram gás durante a reação do poliuretano e ajudam a formar espuma. Dependendo da forma como o gás é gerado, os agentes de expansão são geralmente divididos em agentes de expansão químicos e agentes de expansão físicos. Agentes de expansão químicos referem-se a substâncias que sofrem alterações químicas durante a reação, geram gás e promovem a formação de espuma. Muitas substâncias comuns em nossas vidas diárias são, na verdade, agentes de expansão químicos, como a água. Os agentes de expansão físicos, por outro lado, são substâncias que geram gás por meios físicos. Por exemplo, o diclorometano (MC) é um agente de expansão físico comum.

Outros aditivos

Depender apenas de matérias-primas básicas está longe de ser suficiente para fazer com que os produtos tenham um desempenho excepcional. Para atender a diversas necessidades, outros aditivos são incorporados de forma inteligente ao processo de produção e seu papel não deve ser subestimado. Por exemplo, os retardadores de chama podem adicionar resistência à chama aos produtos, os agentes de reticulação podem melhorar a sua estabilidade, os corantes e os enchimentos podem dar aos produtos uma aparência e textura mais coloridas, e vários outros aditivos com diferentes funções também desempenham o seu papel. São esses aditivos cuidadosamente selecionados que melhoram de forma abrangente o desempenho dos produtos e proporcionam aos usuários uma melhor experiência de uso.