1  Queimadura do núcleo (temperatura central excedendo a temperatura de oxidação do material)

A  Poliéter polióis de baixa qualidade: umidade excessiva, alto teor de peróxido, impurezas com alto ponto de ebulição, concentração elevada de íons metálicos, uso impróprio de antioxidantes.

B  Problemas de formulação: alto índice de TDI em fórmulas de baixa densidade, proporção inadequada de água para agentes de expansão físicos, agente de expansão físico insuficiente, excesso de água.

C  Impacto climático: altas temperaturas no verão, lenta dissipação de calor, altas temperaturas dos materiais, alta umidade fazendo com que a temperatura central ultrapasse a temperatura de oxidação.

D  Armazenamento inadequado: Aumento do índice TDI levando ao acúmulo de calor durante a pós-cura, resultando em temperatura interna elevada e queima do núcleo.

2  Grande Deformação por Compressão

A  Poliéter Poliol: Funcionalidade inferior a 2,5, proporção de óxido de propileno superior a 8%, alta proporção de componentes de baixo peso molecular, insaturação superior a 0,05 mol/kg.

B  Condições do processo: A temperatura do centro de reação está muito baixa ou muito alta, má pós-cura, reação incompleta ou queima parcial.

C  Fórmula do Processo: Índice TDI muito baixo (controlado entre 105-108), excesso de octoato estanoso de óleo de silicone e óleo de silicone, baixo teor de ar de espuma, alto teor de células fechadas.

3  Espuma macia (diminuição da dureza na mesma densidade)

A  Poliéter polióis: baixa funcionalidade, baixo valor de hidroxila, alto peso molecular.

B  Formulação do processo: octoato T9 insuficiente, reação de gelificação lenta, menor teor de água com a mesma quantidade de catalisador de estanho, maior quantidade de agentes de expansão físicos, alta dosagem de óleo de silicone altamente ativo, baixo índice de TDI.

4  Tamanho de célula grande

A  Mistura fraca: mistura irregular, tempo curto de creme; aumentar a velocidade da cabeça de mistura, reduzir a pressão da cabeça de mistura, aumentar a injeção de gás.

B  Formulação do processo: óleo de silicone abaixo do limite inferior, estanho octoato insuficiente ou de baixa qualidade, velocidade de gelificação lenta.

5  Densidade superior ao valor definido

A  Poliéter polióis: baixa atividade, alto peso molecular.

B  Formulação do processo: óleo de silicone abaixo do limite inferior, baixo índice TDI, baixo índice de espuma.

C  Condições climáticas: baixa temperatura, alta pressão. Um aumento de 30% na pressão atmosférica aumenta a densidade em 10-15%.

6  Células colapsadas e cavidades (taxa de evolução de gás maior que a taxa de gelificação)

A  Poliéter polióis: índice de acidez excessivo (afeta a taxa de reação), alto teor de impurezas, baixa atividade, alto peso molecular.

B  Formulação do processo: excesso de amina, catalisador com baixo teor de estanho (formação rápida de espuma e gelificação lenta), baixo índice de TDI, óleo de silicone insuficiente ou ineficaz.

C  Máquina de espuma de baixa pressão: reduz a injeção de gás e a velocidade da cabeça de mistura.

7  Alta proporção de células fechadas

A  Poliéter polióis: alta proporção de epóxi etano, alta atividade, geralmente ocorre quando se muda para poliéter polióis com diferentes níveis de atividade.

B  Formulação do processo: excesso de octoato de estanho, alta atividade de isocianato, alto grau de reticulação, alta velocidade de reticulação, excesso de amina e agentes de expansão físicos levando a baixa pressão de espuma, alta elasticidade de espuma resultando em abertura deficiente da célula, índice TDI excessivamente alto levando a alta célula fechada razão.

8  Encolhimento (taxa de gelificação maior que a taxa de formação de espuma)

A  Alta proporção de células fechadas, encolhimento durante o resfriamento.

B  Condições do processo: baixa temperatura do ar e do material.

C  Formulação do processo: excesso de óleo de silicone, menos amina, mais estanho, baixo índice de TDI.

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

9  Rachadura

A  " 八 "rachaduras em formato indicam excesso de amina, rachaduras em linha única indicam excesso de água.

B  Rachaduras intermediárias e inferiores: Excesso de amina, taxa de formação de espuma rápida (agente de expansão físico excessivo, óleo de silicone e qualidade do catalisador ruins).

C  Rachaduras superiores: Taxa de gelificação de evolução de gás desequilibrada (baixa temperatura, baixa temperatura do material, catalisador insuficiente, menos amina, baixa qualidade do óleo de silicone).

D  Rachaduras internas: Baixa temperatura do ar, alta temperatura central, baixo índice TDI, excesso de estanho, alta resistência à formação de espuma inicial, óleo de silicone altamente ativo em pequenas quantidades.

E  Rachaduras laterais médias: Aumentar a dosagem de estanho.

F  As rachaduras ao longo do processo podem ser devidas a discrepâncias na queda da placa e na reação de formação de espuma, ou formação de espuma prematura ou placas incorretas. Além da formulação, também se refere à suavidade do papel base; se o papel base estiver enrugado, pode dividir o líquido em várias partes, causando rachaduras.

10  Estrutura Celular Desfocada

A  Velocidade de agitação excessiva.

B  Alto volume de injeção de ar.

C  Fluxo impreciso da bomba dosadora.

D  Tubulações e filtros de materiais entupidos.

11  Rachaduras na borda inferior (excesso de amina, rápida taxa de formação de espuma)

Poros grandes na superfície: agente de expansão físico excessivo, óleo de silicone e qualidade do catalisador ruins.

12  Mau desempenho em baixas temperaturas

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

13  Má ventilação

A  Condições climáticas: baixa temperatura.

B  Matérias-primas: alto teor de poliol poliéter, óleo de silicone altamente ativo.

C  Formulação do processo: excesso de estanho ou baixo teor de estanho e amina com o mesmo uso de estanho, alto índice de TDI.

Na produção industrial moderna, a espuma flexível de poliuretano desempenha um papel importante em diversas áreas, como móveis, assentos automotivos e palmilhas de calçados. No entanto, os principais pontos de controle técnico para a produção de produtos plásticos de espuma flexível de poliuretano de alta qualidade não podem ser negligenciados. Aqui estão vários pontos técnicos importantes no processo de produção:

Controle de Diisocianato de Tolueno (TDI):

A proporção isomérica ideal de TDI é 80/20. Se esta proporção for ultrapassada, pode levar à formação de células grandes e fechadas na espuma, prolongando o tempo de cura. Particularmente na produção de produtos de espuma de baixa densidade em blocos grandes, uma proporção isomérica excessiva pode atrasar a liberação de calor, potencialmente fazendo com que a temperatura central da espuma permaneça alta por um longo tempo, levando à carbonização e até mesmo à ignição. Se a proporção isomérica for muito baixa, a densidade e a resiliência do produto de espuma diminuirão e podem aparecer rachaduras finas na superfície da espuma, resultando em baixa repetibilidade do processo.

Adição de agentes de expansão externos:

Agentes de expansão externos (água) não apenas reduzem a densidade da espuma, mas também melhoram a maciez do produto e ajudam a remover o calor da reação. Para evitar a carbonização central no processo de formação de espuma de produtos de espuma de grandes blocos, geralmente é adicionada uma certa quantidade de água. Contudo, à medida que a quantidade de água aumenta, a quantidade de catalisador também deverá aumentar correspondentemente; caso contrário, poderá prolongar o tempo de pós-cura da espuma. Geralmente, para cada aumento de 5 partes de água, devem ser adicionadas 0,2 a 0,5 partes de óleo de silicone.

Razão Catalisadora:

Catalisadores orgânicos de estanho e amina terciária são comumente usados ​​para controlar as reações NCO-OH e NCO-H2O. Ajustando a proporção de diferentes catalisadores, o crescimento das cadeias poliméricas e a reação de formação de espuma podem ser controlados. Sob certas densidades de produto, a escolha da proporção de catalisador apropriada pode controlar a taxa de células abertas da espuma, o tamanho das células e o valor da carga vazia. Aumentar a quantidade de catalisador de estanho orgânico geralmente pode produzir espumas com tamanhos de células menores, mas o uso excessivo pode aumentar a taxa de células fechadas. É necessário determinar a dosagem ideal de catalisador através de experimentos para alcançar o melhor desempenho dos produtos de espuma.

Estabilizadores de Espuma:

O papel dos estabilizadores de espuma é reduzir a tensão superficial do material, tornando a parede do filme de espuma elástica e evitando a ruptura da parede da espuma até que o crescimento da cadeia molecular e as reações de reticulação levem à solidificação do material. Portanto, os estabilizadores de espuma desempenham um papel crítico na produção de esponjas de poliéter de uma etapa e seu uso deve ser rigorosamente controlado.

Controle de temperatura:

A reação de geração de espuma é altamente sensível à temperatura, e mudanças no material e na temperatura da formação de espuma afetarão as operações de formação de espuma e as propriedades físicas. Portanto, o controle da temperatura é uma das condições importantes para garantir processos de formação de espuma estáveis. A temperatura do material é geralmente controlada a 20-25 ° C.

Velocidade e tempo de agitação:

A velocidade e o tempo de agitação afetam a quantidade de energia aplicada durante o processo de formação de espuma. Se a agitação for irregular, um grande número de bolhas pode aparecer na superfície da espuma, causando defeitos como rachaduras. Durante a mistura do Componente A, a velocidade é de 1000 r/min; depois que o Componente B é adicionado ao Componente A, a velocidade de agitação em alta velocidade é de 2800-3500 r/min por 5-8 segundos.

Em resumo, as principais tecnologias para a produção de espuma flexível de poliuretano incluem o controle de TDI, a adição de agentes de expansão externos, o ajuste das proporções do catalisador, o uso de estabilizadores de espuma, o controle de temperatura e o controle da velocidade e do tempo de agitação. O controle adequado desses parâmetros técnicos pode garantir a produção de produtos plásticos de espuma flexível de poliuretano de qualidade estável e alto desempenho.

A mudança química é o processo de produção de novas substâncias após os grupos moleculares de vários reagentes interagirem entre si. Muitas propriedades das substâncias são determinadas por suas estruturas moleculares, e a compreensão das estruturas moleculares e de grupo nos reagentes de poliuretano é instrutiva para a produção.

Os principais indicadores do retardamento de chama padrão britânico são geralmente três: perda de peso térmico (a massa perdida quando um tamanho especificado de esponja é aquecido a uma temperatura especificada por um tempo especificado, com valores menores indicando melhor estabilidade térmica); densidade da fumaça (quantidade de fumaça gerada quando a espuma queima, indicando a facilidade de passagem da luz pela fumaça, sendo melhores quantidades menores de fumaça); e facilidade de combustão (mais difícil é a ignição, com subdivisões adicionais baseadas no tempo de ignição e na taxa de queima).

O TDI (diisocianato de tolueno) possui um anel de benzeno, o MDI (diisocianato de difenilmetano) possui dois anéis de benzeno e o MDI bruto possui vários anéis de benzeno. Os anéis de benzeno são substâncias muito estáveis, necessitando de uma grande quantidade de energia (energia de dissociação de ligações) para serem quebrados. À medida que o número de anéis de benzeno aumenta, a estabilidade térmica da espuma aumenta (MDI bruto > MDI > TDI), tornando-o menos propenso a se decompor quando aquecido. Com mais anéis de benzeno, há mais átomos de carbono na molécula, resultando em mais fumaça quando queimado de forma incompleta (MDI bruto > MDI > TDI). Do exposto, pode-se concluir que quando uma fórmula diminui a quantidade de TDI e aumenta a quantidade de MDI, a estabilidade térmica da espuma será melhorada. É provável que o índice de perda de peso térmico passe no teste padrão britânico, mas a densidade da fumaça, que não é fácil de passar, aumentará. Neste ponto, é aconselhável aumentar adequadamente a quantidade de cianurato de melamina para reduzir a densidade da fumaça.

Quanto maior o peso molecular do poliéter, pior será a estabilidade térmica, mas melhor será a resistência ao fogo. Na produção de espuma retardadora de chama de alto rebote, a quantidade de retardante de chama adicionada é apenas dois terços da espuma retardadora de chama de densidade regular, mas o retardador de chama permanece muito bom e não acende. No entanto, a espuma retardadora de chama de alto rebote é mais difícil de passar no teste padrão britânico do que a espuma normal (é difícil passar na perda de peso térmico).

Os retardadores de chama não são muito estáveis ​​quando aquecidos. Como o teste padrão britânico enfatiza a perda térmica de peso, a quantidade de retardador de chama na fórmula é o mínimo necessário para passar no teste de retardamento de chama.

Quando o teor de TDI e de água na fórmula diminui enquanto o teor de metano aumenta, é menos provável que a espuma se incendeie. A diminuição das propriedades intrínsecas devido à redução dos segmentos duros resulta na diminuição da estabilidade térmica, reduzindo assim a capacidade de passar o índice de perda de peso térmico.

Quando a densidade da espuma diminui, o teor de TDI aumenta e tanto a densidade da fumaça quanto a estabilidade térmica aumentam.

Materiais inorgânicos como carbonato de cálcio e sulfato de bário não se decompõem quando aquecidos durante os testes do padrão britânico, mas sua adição não melhora as propriedades da espuma, portanto não são usados ​​na fórmula do padrão britânico.

B além de selecionar matérias-primas, alcançar um equilíbrio também é crucial para cumprir os padrões britânicos. Por exemplo, tanto o TDI quanto os retardadores de chama, se administrados em excesso ou em quantidade insuficiente, dificultam a aprovação no teste. A formação de espuma é uma ciência equilibrada, ajustar a fórmula é buscar equilíbrio, e selecionar matérias-primas também é buscar equilíbrio.

1. Ajustar formulação:

Controle a quantidade de água para não exceder 4,5 partes e, se necessário, use compostos líquidos de baixo ponto de ebulição como agentes espumantes auxiliares para substituir um pouco de água. Preste atenção na quantidade de água na formulação, que não deve ultrapassar 5 partes. O ponto de aumento de temperatura seguro mais alto para espuma de baixa densidade é 160 ° C, e não deve exceder 170 ° C.

2. Controle rigorosamente a precisão da medição dos componentes:

Durante a produção contínua de espuma em bloco, ajuste a velocidade de descarga do material da cabeça de mistura e a velocidade da correia transportadora para coordená-los. Evite fenômenos como materiais com pouca espuma fluindo para o fundo de materiais já espumantes devido à velocidade lenta da correia transportadora ou descarga excessiva, o que pode impedir a formação normal de espuma, resultando em colapso. Os materiais colapsados ​​não são facilmente capazes de produzir “espécies de gás” localizadas, levando ao acúmulo localizado de calor e ao aumento do risco de queimaduras. Na produção real, parâmetros de processo inadequados podem resultar no aparecimento de pequenas linhas amarelas de queimadura na parte inferior dos blocos de espuma.

3. Evite comprimir a espuma recém-produzida:

Isso ocorre porque a compressão da espuma antes que ela esteja totalmente curada afeta a rede e a estrutura da espuma. Também evita o acúmulo de calor devido à compressão, aumentando o risco de autoignição da espuma nova. Especialmente durante o estágio mais sensível de ascensão da espuma, quaisquer erros operacionais e vibrações, como movimentos repentinos causados ​​por correntes de correia transportadora apertadas ou dobramento excessivo do papel de isolamento e vibração da correia, podem causar compressão de espuma imatura, causando queimaduras.

4. Observe rigorosamente o processo de cura e armazenamento da espuma:

Para a produção de espuma de bloco macio de poliuretano, o processo de cura da espuma nova é um período de alto risco para acidentes de incêndio. Devido à alta temperatura interna e à longa duração da dissipação de calor em espumas de grandes blocos, o tempo para atingir a temperatura interna mais alta é geralmente de cerca de 30 a 60 minutos, e leva de 3 a 4 horas ou mais para diminuir lentamente. Durante esse período, as novas espumas saíram da linha de produção e entraram na fase de cura e armazenamento, o que é facilmente esquecido. Sem medidas de monitoramento adequadas, pode facilmente causar incêndios. Houve relatos de que ao produzir blocos de espuma macia com densidade de 22kg/? usando um poliol com peso molecular superior a 5.000, 4,7 partes de água e 8 partes de F-11 com índice TDI de 1,07, uma pequena quantidade de fumaça amarelo claro foi observada 2 horas depois. Embora a temperatura externa da espuma não fosse elevada, o interior encontrava-se num estágio inicial de decomposição muito perigoso, com uma temperatura em torno de 200-250 ° C, já começando a se auto-inflamar.

5. Para evitar a autoignição da espuma:

A espuma recém-produzida deverá ser curada e armazenada, não ultrapassando 3 camadas quando empilhada, com espaçamento superior a 100mm entre camadas, preferencialmente colocadas separadamente. A fase de cura e armazenamento deve contar com pessoal dedicado para monitoramento aprimorado, como medir a temperatura interna da espuma a cada 15 minutos por pelo menos 12 horas, ou até mais, antes do armazenamento normal. Para espumas que podem gerar altas temperaturas, grandes blocos de espuma devem ser cortados horizontalmente (por exemplo, com espessura de 200mm) para facilitar a dissipação de calor. Quando for detectada fumaça ou autoignição, use spray de água ou extintores de incêndio e não mova a espuma nem abra portas e janelas indiscriminadamente para evitar aumentar o fluxo de ar e agravar o incêndio.

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.