Quais são as matérias-primas de espuma de poliuretano flexível? -Part 3

Agentes de espuma

As espumas flexíveis PU usam principalmente a água como agente de sopro primário, complementado por agentes físicos de sopro. Na produção de espuma de bloco, ao produzir espuma de baixa densidade, a dose de água geralmente excede 4,5 partes por 100 partes, levando a temperaturas de espuma interna subindo acima 170–180°C, potencialmente causando combustão espontânea. Nesses casos, os agentes de espuma de hidrocarbonetos de baixo ponto de cozinha devem ser usados ​​para ajudar a reduzir a densidade e remover o fogo. Ao fabricar espuma de bloco com uma densidade acima de 21 kg/m³, apenas a água (um agente de sopro químico) é normalmente usado. Para fórmulas de baixa densidade ou ultra-macias, são adicionados agentes de sopro físicos como diclorometano (MC).

Os agentes de sopro auxiliares reduzem a densidade de espuma e a dureza. Sua vaporização absorve o calor, diminuindo a cura e exigindo mais catalisador. Essa absorção de calor impede que a queda de espuma.

Água: valor equivalente 9

(1) O uso de água sozinho pode reduzir a densidade de espuma, mas resulta em uma sensação mais rígida.

(2) A água excessiva leva a intensas reações exotérmicas, causando descoloração do núcleo de espuma, escaldante ou combustão.

(3) A água atua como um terminador de cadeia e reage com o TDI para gerar CO₂, mas não aumenta significativamente o comprimento da cadeia de polímeros.

MC (cloreto de metileno)

Ponto de ebulição: 39.8°C; Peso molecular: 84.9.

É fácil sintetizar, de baixo custo, não inflamável no ar, com uma temperatura de ignição espontânea de 605°C, e possui baixo potencial de depleção de ozônio e vida útil atmosférica curta. No entanto, é tóxico e potencialmente carcinogênico; Evite contato frequente e procure ajuda médica se ingerida.

É usado principalmente para regular o tamanho e a suavidade das células, mesmo em espumas de alta densidade.

As desvantagens incluem baixa estabilidade do sistema devido à volatilização lenta e tempo de residência, levando a rachaduras de espuma e estrutura de células ásperas. Para melhorar os resultados, use o DABCO CS90 (forte catalisador de sopro e gelificação) e Surfactante de silicone DABCO DC5230. Alta pureza e estabilidade são necessárias para evitar a formação de ácido e a desativação do catalisador, que pode amarrar a espuma.

Formulações do sistema de espuma MC

Relação entre água e uso líquido de co₂ para diferentes densidades de espuma

Explicação:

A capacidade de espuma pode ser representada pelo índice de espuma (água ou equivalente por 100 partes de poliéter):

If = m (água) + m (f-11)/10 + m (mc)/9 (por 100 partes de poliéter)

A água reage com isocianatos para formar vínculos de uréia, liberando CO₂ e calor.

O uso de água alto diminui a densidade e aumenta a dureza, mas enfraquece a estrutura das células de espuma, reduz a carga da carga e pode causar colapso ou rachadura. Mais TDI é necessário, aumentando o calor e o risco de queimaduras. Se a água exceder 5,0 partes, os agentes físicos devem ser adicionados para absorver o excesso de calor. Menos água reduz a necessidade do catalisador, mas aumenta a densidade.

Estabilizadores de espuma (óleo de silicone)

Os estabilizadores de espuma são surfactantes que dispersam a poliureia uniformemente no sistema de espuma, atuando como pontos de reticulação física, melhorando a viscosidade em estágio inicial e impedindo o colapso da espuma.

Eles emulsificam componentes, reduzem a tensão superficial, facilitam a nucleação e controlam o tamanho e a uniformidade dos poros, melhorando a estabilidade e elasticidade da espuma e impedindo o encolhimento ou quebra.

Níveis mais altos de agentes de sopro e pop requerem mais estabilizador (1–2%). Quando a água excede 3,5 partes, o uso do estabilizador aumenta de acordo (40% do teor de água). Para cada 5 partes do agente de sopro adicionado, aumente o estabilizador em 0.2–0,5 peças.

Estabilizador em excesso: mais paredes de espuma elástica, células finas, mas risco de células fechadas.

Estabilizador insuficiente: ruptura de espuma, colapso e células mescladas e grosseiras.

Produtos típicos:

L580: resistente à hidrólise, Compton USA

B4900: Para densidade média com excelente permeabilidade ao ar, Evonik Degusa (China)

Explicação:

Objetivo: Ajuste a uniformidade celular.

Modelos: DABCO DC5986 (retardador de incêndio de alta atividade), 5950 (baixa atividade).

Os poliéters de baixa atividade (por exemplo, tipos de óxido de propileno) precisam de estabilizadores de alta atividade; Os copolímeros com óxido de etileno requerem estabilizadores de atividade média.

Em espumas especiais de alta densidade (40–50 kg/m³), os estabilizadores de baixa atividade são preferidos.

Preenchimentos

Carbonato de cálcio leve, sílica-limão: partículas finas e semelhantes a fusos, inertes, dispersíveis na rede de polímeros.

Eles reduzem a mobilidade da cadeia, aumentando a carga de compressão. Mas devido à falta de ligação química, eles enfraquecem as propriedades mecânicas e causam rachaduras, afundamento ou colapso durante a espuma. Adicione o estabilizador de 10 ml por 1 kg de enchimento para mitigar.

Uso típico: 20–30% de PPG.

Prós: Aumente a força e a densidade da compressão.

Contras: Reduza a resistência à tração e a rasgo, reduza a vida útil do serviço.

Retardadores de chama

Os compostos de fósforo promovem a formação de carvão para bloquear a oxidação. Os compostos de halogênio suprimem a combustão diluindo gases inflamáveis.

A primeira parte é sobre o TDI, clique no seguinte link para ler: https://www.sabtechmachine.com/what-are-theraw-materials-offlexible-polyuretane-foam-part-1.html

A segunda parte é sobre catalisadores, clique no seguinte link para ler: https://www.sabtechmachine.com/what-are-theraw-materials-offlexible-polyuretane-foam-part-2.html