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.

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.

A quantidade de estabilizador de espuma determina o tamanho das células da estrutura da espuma. Mais estabilizador leva a células mais finas, mas muito pode causar encolhimento. Encontrar o equilíbrio certo é crucial; muito pouco estabilizador e as células não se apoiarão, resultando em colapso durante a formação. Ambos são catalisadores em ação.

Poliuretano (espuma macia) refere-se a um tipo de espuma plástica flexível de poliuretano com certa elasticidade, principalmente com estruturas de células abertas.

Poliuretano (Espuma Dura) refere-se a espumas plásticas que não sofrem deformação significativa sob certas cargas e não podem recuperar seu estado inicial após cargas excessivas. Principalmente de célula fechada.

Óleo de silicone de espuma dura

O óleo de silicone de espuma dura é um tipo de estabilizador de espuma não hidrolisável altamente ativo com uma ligação silício-carbono, pertencente a uma categoria de óleo de silicone de amplo espectro. Possui excelente desempenho abrangente e é adequado para sistemas de formação de espuma de água e HCFC-141b, usados ​​em aplicações como placas, energia solar, tubulações, etc.

Características do produto:

1. Bom desempenho de emulsificação: O excelente desempenho de emulsificação permite boa dispersão e mistura dos materiais compósitos durante a reação com isocianato, resultando em boa fluidez. O produto produzido possui células uniformes e uma taxa de células fechadas muito alta.

2. Boa estabilidade: A estrutura molecular especial controla eficazmente a tensão superficial das células, estabilizando a estrutura celular e conferindo ao produto excelentes propriedades mecânicas.

Óleo de silicone de espuma macia:

Um surfactante de siloxano de uso geral para plásticos de espuma de poliuretano flexível do tipo poliéter, é um copolímero de polidimetilsiloxano-polietileno não hidrolisável, um estabilizador de alta atividade. É utilizado como estabilizador de espuma na produção de espuma macia de poliuretano (esponja). Pode fornecer uma pele fina. Em espuma de baixíssima densidade, proporciona forte estabilidade com células finas e uniformes. Em espuma de profundidade média, em comparação com óleos de silicone semelhantes, apresenta melhores propriedades de abertura de espuma e respirabilidade.

A temperatura interna da espuma é tão indispensável quanto a vitalidade para uma pessoa. Se a temperatura pós-cura da esponja for muito baixa, as suas propriedades físicas não serão ideais e haverá flutuações significativas nestas propriedades.

Uma vez que a espuma esteja bem desenvolvida, sua temperatura interna sobe rapidamente para mais de 120 graus Celsius devido à reação exotérmica que ocorre sob más condições de dissipação de calor, tornando-se um dos riscos de incêndio.

A temperatura interna da espuma é crucial para a formação de suas propriedades superiores. A espuma amadurecida em temperaturas externas específicas exibe propriedades físicas excepcionalmente superiores, como resistência à tração. Alguns calculam a temperatura da espuma por meio de fórmulas, enquanto outros usam software para inserir fórmulas e calcular automaticamente a temperatura interna da espuma. Então, quais fatores influenciam a temperatura interna da espuma? É significativo conhecer esses fatores? É semelhante ao modo como as câmeras dos telefones modernos são de alta resolução, mas isso torna a fotografia profissional inútil? Ajustes como abertura, distância focal e tempo de exposição são inúteis? Para controlar melhor as coisas, é preciso compreender mais as variáveis-chave daquela coisa. Vamos começar com princípios básicos para compreender as mudanças na temperatura interna da espuma.

Primeiro, vamos entender algumas regras básicas.

A temperatura de um espaço é diretamente proporcional à quantidade de energia térmica injetada naquele espaço e inversamente proporcional ao seu tamanho.

Por exemplo, se 10 quilojoules de calor forem distribuídos num espaço de 8 litros, a temperatura desse espaço será de 20 graus Celsius. Se os mesmos 10 quilojoules de calor forem distribuídos em um espaço de 4 litros, a temperatura passa a 40 graus Celsius.

A quantidade de entrada de calor é diretamente proporcional ao valor da entrada de calor e à velocidade da entrada de calor.

Por exemplo, se 100 quilojoules de calor são liberados na velocidade “v”, a entrada de calor é “A”. Se os mesmos 100 quilojoules de calor forem liberados na velocidade de 2 V, a entrada de calor se tornará 2A.

O tamanho de um espaço é diretamente proporcional à temperatura absoluta.

Por exemplo, um espaço de 1 litro a 0 graus Celsius torna-se 1,366 litros a 100 graus Celsius porque (273,15 + 100)/(273,15 + 0) = 1,366.

O tamanho de um espaço é inversamente proporcional à pressão atmosférica.

O atraso na vaporização do metano precisa ser considerado.

A seguir, vamos examinar como o ajuste fino da fórmula afeta a temperatura interna da espuma.

Como se trata de um ajuste fino, estimaremos que o ambiente circundante permanece inalterado antes e depois dos ajustes. Vamos considerar os efeitos do ajuste da água e do metano na temperatura interna da espuma.

Por exemplo, se uma fórmula aumenta o metano em 5%, podemos ter certeza de que a temperatura interna da espuma diminui porque a vaporização do metano absorve calor, reduzindo a entrada de calor para a espuma e aumentando o espaço para acomodar o calor. Da mesma forma, se o teor de água for aumentado em 5%, a água adicionada libera calor após a injeção na espuma, aumentando a entrada de calor, e a reação da água adicionada gera gás, aumentando o espaço para calor. Então, a temperatura interna da espuma aumenta ou diminui neste caso? A experiência indica que a temperatura interna da espuma aumenta. Isto sugere que o aumento da entrada de calor devido a esta mudança contribui mais para o aumento da temperatura interna da espuma do que o gás produzido pela água diluindo a temperatura.

As mudanças envolvendo índice de espuma, liberação de calor e dissipação de calor podem tornar difícil adivinhar intuitivamente se a temperatura interna da espuma aumentará ou diminuirá. Pode ser necessário inserir uma sonda após a formação de espuma para comparar as temperaturas internas ou calcular para chegar a uma conclusão.

Para os cálculos, são necessárias diversas fórmulas (expressões algébricas) derivadas das regras básicas anteriores, juntamente com alguns dados: o calor liberado quando a água reage com o TDI para formar dióxido de carbono em quilojoules por mol, o calor absorvido durante a vaporização do metano em quilojoules por mol . Para estimar a temperatura interna total da espuma, é necessário conhecer o calor liberado durante a formação de amino metil formato, ureia metil formato, uréia e biureto (poliureia), em quilojoules por mol, e a taxa de reação (tempo de reação).

Isto também explica porque a densidade calculada a partir do índice de espuma difere drasticamente dos valores teóricos e reais para espumas sem enchimentos a 50 densidades. Quanto menor a densidade, mais próximos serão os valores teóricos e reais da densidade da espuma.

A espuma de poliuretano frequentemente encontra vários acidentes e problemas durante a produção real da espuma, cada um deles causado por múltiplos fatores. Na análise de acidentes causados ​​por factores complexos, é geralmente difícil enumerar todos os factores que influenciam e os principais factores que realmente desempenham um papel. Abaixo estão 15 problemas encontrados com frequência e suas causas, vamos dar uma olhada juntos!

1. Alto conteúdo de células fechadas

  a. Poliéter polióis: alta proporção de óxido de etileno, alta atividade, geralmente ocorre quando se muda para poliéter polióis com atividades diferentes.

  b. Formulação do processo: uso excessivo de octoato de estanho, alta atividade de isocianato, alto grau de reticulação, rápida velocidade de reticulação, excesso de aminas e agentes de expansão físicos causando baixa pressão interna da espuma, incapacidade de abrir células quando a elasticidade da espuma é alta e alto índice de TDI também pode resultar em alto conteúdo de células fechadas.

2. Encolhimento (velocidade de gelificação maior que a velocidade de formação de espuma)

  a. Alto conteúdo de células fechadas, encolhimento durante o resfriamento.

  b. Condições do processo: baixa temperatura do ar, baixa temperatura do material.

  c. Formulação do processo: excesso de óleo de silicone, excesso de agente de expansão físico, baixo índice de TDI.

3. Rachaduras internas

  a. Condições do processo: baixa temperatura do ar, alta temperatura do centro de reação.

  b. Formulação do processo: baixo índice de TDI, teor excessivo de estanho, alta resistência à formação de espuma inicial.

  c. Alta atividade de óleo de silicone, pequeno uso.

4. Rachadura superior (velocidade de gelificação de gaseificação desequilibrada)

  a. Condições do processo: baixa temperatura do ar, baixa temperatura do material.

  b. Formulação do processo: uso insuficiente de catalisador, uso de pequenas aminas, óleo de silicone de baixa qualidade.

5. Rachaduras no canto inferior (uso excessivo de amina, velocidade de formação de espuma muito rápida)

  Superfície de poros grandes: agente de expansão físico excessivo, óleo de silicone e catalisador de baixa qualidade.

6. Fraco desempenho da espuma em baixas temperaturas

  Má qualidade intrínseca dos poliéter polióis, mesmo valor de hidroxila, baixa funcionalidade, alta insaturação, baixo índice de TDI com o mesmo uso de estanho.

7. Fraca permeabilidade ao ar

  a. Condições climáticas: baixa temperatura do ar.

  b. Matérias-primas: polióis de alto poliéter, óleo de silicone de alta atividade.

  c. Formulação do processo: uso excessivo de estanho ou mesmo estanho, baixo teor de água e amina, alto índice de TDI.

8. Fraca resiliência

  a. Matérias-primas: polióis poliéter de alta atividade, baixo peso molecular relativo, óleo de silicone de alta atividade.

  b. Formulação do processo: grande quantidade de óleo de silicone, teor excessivo de estanho, mais água com o mesmo uso de estanho, alto índice de TDI.

9. Fraca resistência à tração

  a. Matérias-primas: excesso de poliéter polióis de baixo peso molecular, funcionalidade de baixo valor hidroxila.

  b. Formulação do processo: estanho insuficiente causa má reação de gelificação, alto índice de TDI com o mesmo uso de estanho, baixo grau de reticulação com menos água.

10. Fumar durante a formação de espuma

  a. O excesso de amina faz com que uma grande quantidade de calor seja liberada pela reação da água e do TDI, evaporando substâncias de baixo ponto de ebulição e causando fumaça.

  b. Se não for carbonizada, a fumaça é composta principalmente de TDI, substâncias de baixo ponto de ebulição e cicloalcanos monoméricos em poliéter polióis.

11. Espuma com listras brancas

  Velocidade rápida de reação de formação de espuma e gelificação, velocidade de transmissão lenta em formação de espuma contínua, compressão local para formar uma camada densa, resultando em fenômeno de listras brancas. A velocidade de transmissão deve ser aumentada imediatamente, ou a temperatura do material deve ser reduzida e o uso do catalisador deve ser reduzido.

12. Espuma quebradiça

  A fórmula tem excesso de água, resultando em muitas formações de ureia que não reagem e que não são dissolvidas em óleo de silicone, mau uso do catalisador de estanho, reação de reticulação insuficiente, alto teor de poliéter polióis de baixo peso molecular relativo, temperatura de reação excessivamente alta e quebra da ligação éter que reduz resistência da espuma.

13. Densidade da espuma inferior ao valor definido

  O índice de formação de espuma é muito grande devido à medição imprecisa, alta temperatura do ar e baixa pressão do ar.

14. Espuma com pele, pele de borda, vazios inferiores

Excesso de estanho e amina insuficiente, velocidade de formação de espuma lenta, rápida  

15 、 Alto alongamento na ruptura

a. Matérias-primas: poliéter polióis de alta atividade, baixa funcionalidade.

b. Formulação do processo: reticulação insuficiente devido ao baixo índice de TDI, excesso de estanho e alto teor de óleo de silicone.