A estabilidade da espuma de esponja de espuma macia de poliuretano refere-se a se a espuma quebra, fecha os poros, colapsa e também inclui dureza do produto, densidade, elasticidade, resistência à tração, tamanho dos poros e outros aspectos que atendem aos requisitos do cliente. Para conseguir isso, é necessário padronizar matérias-primas, formulações e parâmetros operacionais, e controlar as complexas e diversas reações químicas em diferentes ambientes.


Densidade:
A densidade é medida em quilogramas por metro cúbico ou gramas por centímetro cúbico. Para produtos pequenos de formato irregular, não é fácil medir a área da seção transversal. Pode-se usar papel milimetrado com pequenos quadrados (como papel milimetrado com lados quadrados de 2 milímetros) para desenhar a área da seção transversal do produto que está sendo medido e calcular a densidade contando quadrados. Durante o processo de produção, a densidade da formulação, a vazão, a velocidade da correia transportadora e a largura da espuma foram determinadas. Medir a altura da espuma revelará a densidade da espuma. Por exemplo, se uma esponja atinge uma altura de 95 centímetros, a densidade é de 20 quilogramas por metro cúbico. A densidade está relacionada à formulação e também é afetada pela taxa de reação. Existe uma diferença de densidade entre a parte superior e inferior da mesma espuma.


Dureza:
A dureza da esponja pode ser dividida em dois tipos. Um reflete a dureza superficial do produto, usado para materiais para calçados, enquanto o outro reflete a dureza geral do produto, usado para esponjas para móveis. A dureza da espuma está relacionada aos segmentos duros, ao calor e ao teor de matéria-prima durante a reação, correspondendo aos materiais TDI, MC e POP. A dureza da espuma também é afetada pelo grau de reticulação. À medida que a densidade da esponja diminui, torna-se difícil aumentar a quantidade de POP. Para espumas de baixa densidade e alta dureza, o foco está em como aumentar o POP e o TDI na formulação para reduzir o MC. Para espumas de densidade média-alta e alta dureza, o foco está em maximizar o efeito de endurecimento do POP e do TDI.


Elasticidade:
A elasticidade está principalmente relacionada ao peso molecular do poliéter. Quanto maior o peso molecular, maior a resiliência do produto. Em segundo lugar, está relacionado com a formação de cadeias laterais durante a reação da esponja; quanto menos cadeias laterais, melhor será a elasticidade. A redução do índice TDI pode reduzir a formação de cadeias laterais, e a redução do calor dentro da espuma também pode reduzir a formação de cadeias laterais. Contudo, se houver poucas cadeias laterais, a tolerância da formulação não é elevada e a espuma não é estável. A elasticidade da esponja também está relacionada ao equilíbrio da formulação. Quando uma esponja de espuma comum fecha os poros, a elasticidade cai drasticamente. A espuma de alta dureza não possui boa elasticidade, mas a espuma muito macia também não possui alta resiliência.


Resistência à tracção:
As esponjas para móveis são usadas principalmente para sentar e inclinar-se, portanto os requisitos de resistência à tração não são muito altos. A resistência à tração da esponja está relacionada ao conteúdo de NCO e ao grau de reticulação nos meridianos. Aumentar o índice TDI e aumentar o calor dentro da espuma pode fortalecer o conteúdo de NCO e o grau de reticulação. O aumento do MC reduz o aumento da resistência à tração em muitos casos. A quantidade de TDI que uma formulação pode “acomodar” está relacionada ao método de formação de espuma, como máquinas de alta pressão, máquinas de baixa pressão e formação de espuma manual, que são diferentes. Uma esponja com alta taxa de alongamento não tem necessariamente uma alta resistência ao rasgo. Para produtos que enfatizam a resistência à tração, adicionar uma pequena quantidade de pó de pedra pode reduzir bastante a resistência à tração sem perder o original.


Poros:
A espuma com poros muito bons geralmente se transforma em espuma de qualidade média a alta, e o preço também aumenta significativamente. A formação de poros é um problema abrangente e, para obter poros uniformes, delicados e livres de defeitos, é necessário ter um conhecimento profundo do maquinário, das matérias-primas, das formulações e dos parâmetros. A formação de furos e marcas é geralmente causada pela entrada excessiva de ar nas matérias-primas durante a agitação na cabeça da máquina ou durante o movimento das matérias-primas. Também pode resultar de má qualidade da matéria-prima ou contaminação. A teoria de que vazamentos de ar em tubulações causando furos não é sustentável. Durante a formação de espuma, a pressão dentro do tubo é maior que a pressão atmosférica fora do tubo. Apenas a matéria-prima sai do tubo e o ar externo não pode entrar

A resistência à compressão de uma espuma está relacionada a muitos fatores, como a estrutura dos vários segmentos da cadeia que compõem a espuma, as ligações químicas entre as moléculas, a cristalinidade dos polímeros, o grau de separação de fases, a estrutura dos isocianatos e a proporção de isocianatos. usado.


1
A espuma de recuperação lenta é formada pela reação de polióis de alto peso molecular e polióis de baixo peso molecular com isocianatos. Os segmentos moles formados por polióis de alto peso molecular apresentam grandes volumes, baixas densidades de reticulação e alta atividade. Eles são fáceis de comprimir e se recuperam rapidamente após a remoção da pressão. Os segmentos duros formados por polióis de baixo peso molecular apresentam pequenos volumes, altas densidades de reticulação e baixa atividade. Eles são difíceis de comprimir e também difíceis de recuperar após a remoção de forças externas. Esta característica confere às espumas a sua característica de recuperação lenta e é a base para o fabrico de espumas de recuperação lenta.


Como as propriedades dos segmentos moles e duros nas espumas de recuperação lenta são diferentes, existe um certo grau de separação de fases entre eles. Se não houver separação de fases entre os segmentos, o corpo de espuma é um todo firmemente unido em escala macro, levando ao fenômeno de "mover um fio de cabelo e todo o corpo se move", o que significa que ele encolhe como um todo quando comprimido e se expande quando a pressão é liberada. Contudo, a microestrutura da espuma determina que esta situação não pode ser alcançada completamente. Especialmente em espumas de recuperação lenta, vários segmentos de cadeia têm estruturas moleculares diferentes, distribuições desiguais de peso molecular e separação de fases inevitável. Uma ligeira separação de fases faz com que alguns segmentos duros, devido à sua baixa atividade, tenham dificuldade de recuperação durante o processo de recuperação após a remoção de forças externas. Esses “fugitivos” restringem mais ou menos a recuperação dos segmentos fracos, levando, em última análise, ao encolhimento.


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A cristalinidade dos segmentos duros, que é mais forte que a dos segmentos moles, também é uma razão para uma recuperação deficiente. Os materiais têm compatibilidades semelhantes, que também se aplicam a espumas de recuperação lenta. Como os segmentos duros têm pontos de reticulação mais próximos e densidades de reticulação mais altas, as pequenas moléculas formadas têm maior probabilidade de se agregarem. Devido à presença de ligações de hidrogénio, estas substâncias agregadas contendo hidrogénio aumentam a cristalinidade do material, conduzindo a maiores forças de coesão. Após a compressão, forças externas alteram o estado de agregação dos segmentos da cadeia, facilitando a fusão dos grupos polares. Quando a força externa é liberada, o novo estado de agregação, devido a fortes forças coesivas, é difícil de retornar ao estado protendido, resultando no encolhimento de espumas de recuperação lenta.


3
A estrutura dos isocianatos também é um fator que afeta a resistência à compressão das espumas de recuperação lenta. O TDI é geralmente usado para produzir espumas de recuperação lenta. Como os dois grupos NCO na molécula de TDI estão nas posições 2,4 e 2,6, eles têm um certo ângulo entre eles, tornando-os propensos à deformação sob tensão. Especialmente sob condições de prensagem a quente, ocorrem deformações e perdas de calor significativas, particularmente evidentes em espumas de copas de soutien, tornando difícil a recuperação destas deformações.


4
O baixo índice de NCO dos isocianatos utilizados na preparação de espumas de recuperação lenta também é uma razão para a recuperação deficiente. O índice NCO das espumas comuns é geralmente superior a 100, enquanto nas espumas de recuperação lenta, o índice NCO está geralmente entre 85-95. Isto significa que 5-15% dos grupos hidroxila não participam da reação. Portanto, embora a superfície da espuma pareça ser uma entidade única, internamente existe uma porção considerável de segmentos de cadeia que são independentes uns dos outros.



Soluções para melhorar a resistência à compressão de espumas de recuperação lenta:


1. Use poliéter de alto EO (o chamado poliéter de agente de expansão) para substituir algum poliéter de recuperação lenta.


A
O poliéter com alto teor de EO tem um baixo valor de hidroxila e um grande peso molecular. Após reagir com os isocianatos, os segmentos formados apresentam pesos moleculares maiores ou próximos daqueles formados quando o poliéter comum reage com os isocianatos, reduzindo o grau de separação de fases e cristalinidade.


B
O poliéter com alto teor de EO possui segmentos macios e suaves, que podem fornecer bons efeitos de recuperação lenta. Além disso, a adição de poliéter com alto teor de EO pode efetivamente melhorar a resistência a baixas temperaturas de espumas de recuperação lenta.


2.Adicione uma pequena quantidade de poliéster modificado com poliéter para aumentar a força coesiva do material.


Os segmentos de poliéster, devido à presença de grupos éster, apresentam elevadas forças coesivas internas e boas propriedades de tração e compressão, melhorando significativamente a resistência à compressão de espumas de recuperação lenta.


3. Use uma pequena quantidade de poliéter de alta funcionalidade e alto peso molecular como agente de reticulação e substitua algum poliéter comum por poliéter de alta atividade para recuperação lenta.


Isto perturba a distribuição dos segmentos da cadeia, reduz o grau de separação de fases e aumenta o grau de reação, reduzindo a cristalinidade.


4.Use MDI ou adicione MDI ao TDI.


O MDI possui estrutura diferente do TDI e produz espumas com melhor resistência à compressão e menor perda de calor. Se estiver usando MDI, é melhor usar MDI modificado (com alta ramificação e fácil fechamento de células); O MDI líquido também pode ser utilizado, por ser de ciclização intramolecular e mais resistente à compressão. As espumas de recuperação lenta feitas com todos os MDI têm uma resistência à compressão muito melhor do que o TDI puro, e muitos fabricantes já estão usando isso.

14.

Recuperação ruim


A
Matérias-primas: polióis poliéter de alta atividade, baixo peso molecular, óleo de silicone altamente ativo.


B
Formulação do processo: alto teor de óleo de silicone, excesso de estanho, alto teor de água com o mesmo uso de estanho, alto índice de TDI, grande quantidade de óleo branco e pó.



15
Fraca resistência à tração


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


B
Formulação do processo: estanho insuficiente, má reação de gelificação, alto índice de TDI com o mesmo uso de estanho, baixo teor de água, baixa reticulação.



16
Fumaça durante a formação de espuma


O excesso de aminas libera uma grande quantidade de calor durante a reação da água e do TDI, causando evaporação de substâncias de baixo ponto de ebulição e fumaça. Se não for abrasador do núcleo, a fumaça consiste principalmente de TDI, substâncias de baixo ponto de ebulição e monômeros cicloalcanos em poliéter polióis.



17
Espuma com listras brancas


Rápida reação de formação de espuma e gelificação, mas transferência lenta em formação de espuma contínua, resultando em uma camada densa devido à compressão localizada, causando listras brancas. Aumente a velocidade de transferência ou diminua a temperatura do material, reduza o uso do catalisador.



18
Espuma quebradiça


O excesso de água na formulação leva à formação excessiva de biureto, que não se dissolve no óleo de silicone. Mau uso de catalisador de estanho, reação de reticulação insuficiente, alto teor de polióis poliéter de baixo peso molecular, alta temperatura de reação causando quebra da ligação éter e diminuição da resistência da espuma.



19
Densidade da espuma inferior ao valor definido


O índice de espuma é muito alto devido a medições imprecisas, alta temperatura e baixa pressão.



20
Espuma com pele, pele de borda e ar inferior


Excesso de estanho, amina insuficiente, taxa de formação de espuma lenta, taxa de gelificação rápida, baixa temperatura durante a formação de espuma contínua.



21
Taxa de alongamento muito alta


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


B
Formulação do processo: baixo índice TDI, reticulação insuficiente, alto teor de estanho




22
Espuma descontrolada (pequenas bolhas movendo-se rapidamente abaixo da superfície

)

A
Máquina de formação de espuma de baixa pressão: aumenta a velocidade da cabeça de mistura, diminui a injeção de gás.


B
Máquina de formação de espuma de alta pressão: aumenta a pressão da cabeça de mistura.



23.Linhas Móveis Milky


A
Aumentar a velocidade do transportador


B
Ajuste a inclinação da placa de amortecimento.


C
Reduza o uso de catalisador de amina



24.Refluxo de material inserido


A
Aumentar a velocidade do transportador



B
Ajuste a inclinação da placa de amortecimento.


C
Aumente o uso do catalisador de amina.



25.Poços da Lua


A
Máquina de formação de espuma de baixa pressão: reduza a velocidade da cabeça de mistura e a injeção de gás.


B
Máquina de formação de espuma de alta pressão: aumenta a pressão da cabeça de mistura.


C
Qualidade do óleo de silicone

emitir.


D
Aumente a quantidade de amina enquanto reduz a quantidade de estanho para garantir a abertura celular adequada.



26. Cura lenta, pegajosa

Superfície


A resistência do polímero aumenta muito lentamente, resultando em uma espuma macia e pegajosa que é difícil de cortar.


Os blocos de espuma parecem instáveis ​​ao sair dos canais



Aumente o uso do catalisador, verifique a precisão da medição de poliol, água e TDl.

A espuma flexível de PU retardante de chama, também conhecida como espuma flexível de PU à prova de fogo, é geralmente um material à prova de fogo sintetizado pela adição de retardadores de chama a vários materiais de poliuretano.


Função dos retardadores de chama: Eles podem absorver calor e se decompor em substâncias não combustíveis na temperatura de ignição ou próximo a ela; eles podem reagir com os produtos de combustão da espuma flexível de PU para produzir substâncias difíceis de queimar, atrasando assim a combustão e permitindo que o ponto de ignição se autoextinga.


Retardadores de chama comuns: retardadores de chama à base de bromo, retardadores de chama à base de cloro, retardadores de chama à base de fósforo e retardadores de chama inorgânicos.


Grau retardante de chama e testes para espuma flexível de PU


O grau de retardante de chama refere-se à propriedade óbvia que uma substância possui ou um material exibe após o tratamento, o que retarda significativamente a propagação das chamas.



Teste retardador de chama:


HB: O grau mais baixo de retardante de chama no padrão UL94. Requer que para amostras de 3 a 13 milímetros de espessura, a taxa de queima seja inferior a 40 milímetros por minuto; para amostras com menos de 3 milímetros de espessura, a taxa de queima é inferior a 70 milímetros por minuto; ou extinto antes de atingir a marca de 100 milímetros.


V-2: Após dois testes de combustão de 10 segundos na amostra, a chama se extingue em 60 segundos. O material combustível pode cair.


V-1: Após dois testes de combustão de 10 segundos na amostra, a chama se extingue em 60 segundos. Não deve haver queda de material combustível.


V-0: Após dois testes de combustão de 10 segundos na amostra, a chama se extingue em 30 segundos. Não deve haver queda de material combustível.

A fórmula da esponja de recuperação lenta é semelhante à esponja normal, com pequenas diferenças. Além da grande diferença no ingrediente principal, o poliéter, alguns aditivos podem ser intercambiáveis. No entanto, para a produção de produtos de alta qualidade, ainda é necessária uma consideração cuidadosa e seleção de aditivos.



1. Escolha de Amina


A amina mais clássica usada para esponja de recuperação lenta é Dabco33-LV da American Air Products. A dosagem é geralmente de 0,3-0,8 partes do poliéter total. É formulado com 33% de trietilenodiamina e 67% de di(propilenoglicol) (DPG). A razão para recomendar este produto é porque ele utiliza di(propilenoglicol) como solvente. Alguns podem perguntar: um solvente deste tipo é importante? A resposta é sim. Observando a capacidade de dissolver a trietilenodiamina, existem muitos compostos alcoólicos que podem ser usados ​​​​como solventes: como propilenoglicol, dietilenoglicol, etilenoglicol, 1,4-butanodiol, etc. Entre esses álcoois de moléculas pequenas, o di(propilenoglicol) tem o maior peso molecular e o menor valor de hidroxila. Como todos sabemos, álcoois de baixo peso molecular podem ser usados ​​como extensores de cadeia ou agentes de reticulação. Isto significa que estes álcoois de moléculas pequenas podem consumir TDI, resultando em: por um lado, reduz o índice de TDI e, por outro lado, causa facilmente esponjas de células fechadas.



2. Escolha de estanho


Os artesãos que têm experiência com esponjas regulares geralmente gostam de usar octoato estanoso (T-9) para criar um rebote lento, mas o autor sugere o uso de dilaurato de dibutilestanho (D22, T-12, também conhecido como K-19 no mercado interno). O octoato estanoso é adequado para criar esponjas de média a baixa densidade. Sua característica é que ele adere rapidamente no início, mas depois perde força. Não é bom para pós-cura quando usado com esponjas de alta densidade. O T-9 é propenso à hidrólise, e o próprio rebote lento tem um início lento (geralmente controlado para iniciar em torno de 160 segundos), por isso fica em contato com a água por um longo tempo, levando a alguma hidrólise, afetando a cura. O dilaurato de dibutilestanho não hidrolisa e sua iniciação, gelificação e cura são estáveis ​​com boas propriedades pós-cura.



Alguns colegas mencionaram que a resistência à tração da esponja não é boa. O autor sugere o uso de dilaurato de dibutilestanho, e o feedback recebido foi que a resistência à tração melhorou. Se estiver usando T-9, a dosagem está entre 0,1-0,4 partes. Se estiver usando dilaurato de dibutilestanho, a dosagem pode ser controlada entre 0,03-0,05. Para recuperação lenta nas linhas de montagem, a dosagem pode ser reduzida para 0,001-0,01 partes. Para pedidos de exportação que restringem o uso de catalisadores de estanho, o autor sugere o uso de carboxilato de bismuto em substituição ao estanho.



3. Escolha do óleo de silicone


Um óleo de silicone de recuperação lenta típico é o B8002, com uma dosagem entre 0,5-2 partes. É menos usado para esponjas de alta densidade e mais para esponjas de baixa densidade. É mais usado para espumação manual e menos para espumação mecânica. Nos últimos anos, os fornecedores nacionais de óleo de silicone desenvolveram muitos óleos de silicone para recuperação lenta e seu desempenho também é bom. Alguns usam L-580 para recuperação lenta e, neste caso, a quantidade de óleo de silicone deve ser reduzida, pois o L-580 é mais ativo.



4. Uso de pigmentos


O uso de pigmentos é basicamente o mesmo da esponja normal. Apenas tome cuidado ao lidar com esponjas pretas porque o negro de fumo usado para preparar pigmentos pretos é hidrofóbico, o que pode afetar a compatibilidade de vários componentes da fórmula e a eficiência dos catalisadores. Muitos colegas encontraram o fenômeno da fácil quebra das esponjas pretas, e a razão está aqui. Portanto, ao criar esponjas pretas, devem ser feitos ajustes adequados na dosagem do catalisador. Estas são experiências de trabalho pessoais fornecidas apenas para referência, e comentários e correções de colegas são bem-vindos.