Fase Um: Processo de Nucleação de Gás


As matérias-primas reagem na fase líquida ou dependem da geração de substâncias gasosas e da volatilização do gás durante a reação. À medida que a reação progride e uma grande quantidade de calor é gerada, a quantidade de substância gasosa gerada e volatilizada aumenta continuamente. Quando a concentração do gás excede a concentração de saturação, finas bolhas de gás começam a se formar na fase de solução e a subir. À medida que a reação se aproxima do fim, um fenômeno leitoso aparece no material de poliuretano líquido, conhecido como “tempo leitoso”.



Fase Dois: Processo de Autonucleação


Nesta fase, a concentração do gás continua a aumentar e atinge um determinado nível. Depois disso, a concentração do gás diminui gradativamente e novas bolhas não se formam mais. O gás na solução atinge gradualmente uma concentração de saturação de equilíbrio. Durante esta fase, a viscosidade do material líquido aumenta gradualmente e o gás funde-se e expande-se continuamente na fase líquida gradualmente viscosa. O volume das bolhas continua a se expandir. A fase líquida viscosa que forma a parede externa das bolhas afina gradualmente. Devido à relação de tensão superficial entre as interfaces gás e líquido, o volume da bolha aumenta de pequeno para grande, transformando-se gradualmente de uma forma esférica para uma forma geométrica tridimensional composta por filmes finos de polímero, formando finalmente uma estrutura de rede aberta de três. microporos dimensionais. No processo de síntese da espuma de poliuretano, esta etapa apresenta expansão do volume do polímero e aumento da espuma.



Fase Três:


Depois que a concentração do gás cai para um determinado nível, as bolhas não se formam mais. Com a permeação do gás, a concentração continua a diminuir, atingindo o equilíbrio saturado final no processo de transição da parede da espuma polimérica de um estado líquido viscoso para um estado sólido não fluido.

Fabricação de poliuretano

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a espuma normalmente envolve dois estágios principais. A primeira etapa envolve a preparação de espuma de poliuretano de células abertas ou parcialmente abertas de acordo com a porosidade desejada. Se a espuma tiver células fechadas, necessita de ser sujeita a compressão por rolo para romper as paredes das células, criando assim a estrutura porosa necessária. A segunda etapa é remover todas as membranas celulares para formar uma estrutura reticulada.



Para produzir poliuretano

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espuma, o tamanho dos poros e a estrutura da rede da espuma são amplamente determinados pelo catalisador, agente espumante e surfactante.



Em operações práticas, existem dois métodos comuns para formar a rede:



O primeiro é o método de hidrólise alcalina. As etapas deste método envolvem a imersão da espuma macia de poliuretano tipo poliéster obtida na primeira etapa em uma solução de hidróxido de sódio a 10% a 50 graus Celsius por cerca de 10 minutos. Em seguida, passa por processos como lavagem com água, neutralização com ácido acético, outra rodada de lavagem com água e secagem, resultando no produto final de poliuretano

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espuma.



Outro método é o método de combustão, também conhecido como método de explosão. Este método requer a colocação da espuma macia de poliuretano do tipo poliéter ou do tipo poliéster obtida no primeiro estágio em um recipiente selado. O recipiente é então evacuado até 13,3 Pa, seguido pela introdução de oxigênio e gás natural (na proporção volumétrica de 2:1), levando a pressão interna do recipiente a um determinado nível (que aumenta com a porosidade). Em seguida, o gás dentro do recipiente é aceso por meio de uma vela de ignição. O calor gerado pelo processo de combustão queimará ou derreterá as membranas celulares sem danificar os suportes celulares. Finalmente, o produto resultante após a combustão é purificado com ar, e o

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a espuma é removida do recipiente.



Ambos os métodos são formas eficazes de preparar poliuretano

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espuma, e a escolha específica entre eles depende do material da espuma e das características estruturais desejadas.

Condições de teste:


1. A formação rápida de espuma é retirada do centro da espuma, enquanto as amostras de espuma moldada são retiradas da parte central ou para testes de amostra inteira.


2. A espuma recém-fabricada deve ser amadurecida por 72 horas em seu estado natural antes da amostragem. As amostras devem ser colocadas em um ambiente constante de temperatura e umidade (conforme GB/T2918: 23
±
2
℃

, humidade relativa 50
±
5%).



Densidade

: Densidade = Massa (kg) / Volume (m3)



Dureza

: Deflexão de carga de indentação (ILD), Deflexão de carga de compressão (CLD)


A principal diferença entre esses dois métodos de teste é a área de carregamento da espuma plástica. No teste ILD a amostra é submetida a uma área comprimida de 323 cm2, enquanto no CLD toda a amostra é comprimida. Aqui, discutiremos apenas o método de teste ILD.


No teste ILD, o tamanho da amostra é 38*38*50mm, com diâmetro da cabeça de teste de 200mm (com canto redondo de R=10 na borda inferior) e placa de suporte com furos de 6mm espaçados de 20mm. A velocidade de carregamento da cabeça de teste é (100
±
20) mm/min. Inicialmente, uma pressão de 5N é aplicada como ponto zero, depois a amostra é comprimida até 70% de sua espessura no ponto zero e descarregada na mesma velocidade. Este carregamento e descarregamento são repetidos três vezes como pré-carregamento e imediatamente comprimidos na mesma velocidade. As espessuras de compressão são 25
±
1% e 65
±
1%. Depois de atingir a deformação, segure por 30
±
1s e registre o valor de recuo relativo. O valor registrado é a dureza da indentação naquele nível de compressão.


Além disso, 65% ILD / 25% ILD = Taxa de Compressão, que é uma medida do conforto da espuma.



Resistência à tração, alongamento na ruptura

: Refere-se à tensão máxima de tração aplicada durante o teste de tração até a fratura e ao alongamento percentual da amostra na fratura.


Resistência à tração = Carga na fratura / Área da seção transversal original da amostra


Alongamento na Ruptura = (Distância de Fratura - Distância Original) / Distância Original * 100%



Resistência ao rasgo

: Mede a resistência do material ao rasgo aplicando uma força de rasgo especificada em uma amostra de formato definido.


Tamanho da amostra: 150*25*25mm (GB/T 10808), com a direção da espessura da amostra como a direção de subida da espuma. Uma incisão de 40 mm de comprimento é feita ao longo da direção da espessura (direção de subida da espuma) no centro de uma extremidade da amostra. Meça a espessura ao longo da direção da espessura da amostra, depois abra a amostra e prenda-a no dispositivo da máquina de teste. Aplique carga a uma velocidade de 50-20mm/min, utilizando uma lâmina para cortar a amostra, mantendo a lâmina na posição central. Registre o valor máximo quando a amostra quebrar ou rasgar em 50 mm.


Resistência ao rasgo = Valor máximo da força (N) / Espessura média da amostra (cm)


Normalmente, três amostras são testadas e a média aritmética é obtida.



Resiliência

: Mede o desempenho de rebote da espuma, permitindo que uma bola de aço de determinado diâmetro e peso caia livremente sobre a superfície da amostra de espuma plástica a partir de uma altura especificada. A relação entre a altura do rebote e a altura de queda da bola de aço indica a resiliência da espuma.


Requisitos de teste: Tamanho da amostra 100*100*50mm, a direção de queda da bola deve ser consistente com a direção de uso da espuma. O tamanho da esfera de aço é

∮

164 mm, peso 16,3 ge cai de uma altura de 460 mm.


Taxa de resiliência = Altura de rebote da bola de aço / Altura de queda da bola de aço * 100%


Nota: As amostras devem ser horizontais, a esfera de aço deve ser fixada antes de cair (estática), cada amostra é testada três vezes com intervalos de 20s, e o valor máximo é registrado.



Deformação Permanente por Compressão

: Em um ambiente constante, a amostra de material de espuma é mantida sob deformação constante por um determinado período, depois recuperada por um período de tempo, observando o efeito da deformação na espessura da amostra. A razão entre a diferença entre a espessura inicial e a espessura final da amostra e a espessura inicial representa a deformação permanente por compressão da espuma plástica.


Deformação Permanente por Compressão = (Espessura Inicial da Amostra - Espessura Final da Amostra) / Espessura Inicial da Amostra * 100



Resistência ao fogo



VOC (compostos orgânicos voláteis)

Ao estabelecer uma fábrica de espuma de poliuretano, a consideração cuidadosa da seleção do local e das condições de construção é crucial para o seu sucesso. Vários princípios orientam a seleção do local da fábrica:


Em primeiro lugar, o princípio de optimização e reorganização dos recursos existentes nas unidades do projecto é essencial. Isto garante que a fábrica possa fazer o melhor uso dos recursos disponíveis sem duplicação desnecessária.


Em segundo lugar, o princípio da poupança de terras e da redução do investimento é vital. Ao selecionar um local que seja eficiente no uso do solo, a fábrica pode minimizar custos e maximizar a eficiência.


Em terceiro lugar, o princípio de facilitar o transporte e reduzir os custos de produção dos produtos é significativo. Um local que permite o fácil transporte de matérias-primas e produtos acabados ajuda a reduzir os custos gerais de produção.


Por último, o princípio da prevenção da poluição urbana e da protecção do ambiente é fundamental. Escolher um local longe de áreas densamente povoadas ajuda a reduzir o impacto das operações da fábrica no meio ambiente da cidade.



Além destes princípios de seleção do local, vários fatores relacionados às condições de construção também devem ser considerados:


A localização geográfica e as condições de transporte desempenham um papel crucial. Uma localização ideal seria ter bons acessos a redes de transporte, como rodovias ou ferrovias, facilitando a circulação de mercadorias.


O estatuto dos recursos e as condições sociais são factores importantes. Isto inclui avaliar as instalações de apoio aos serviços locais, a disponibilidade de recursos de mão-de-obra e as políticas governamentais que possam afectar as operações da fábrica.


As condições naturais, como o clima, os factores geológicos e as considerações sísmicas, não devem ser negligenciadas. A compreensão desses fatores ajuda no planejamento de quaisquer riscos ou desafios potenciais durante a construção e operação.


As condições de construção da fábrica, como abastecimento de água, drenagem, fornecimento de energia e aquecimento, são essenciais para o bom funcionamento da instalação. As provisões adequadas para estes serviços devem ser asseguradas durante as fases de planeamento.


Concluindo, o estabelecimento bem-sucedido de uma fábrica de espuma de poliuretano depende de uma análise cuidadosa dos princípios de seleção do local e das condições de construção. Ao aderir a estas considerações, a fábrica pode ser instalada numa localização ideal com a infra-estrutura necessária para operações eficientes e sustentáveis.