L'escuma flexible de poliuretà es refereix a l'escuma de poliuretà flexible, que és una mena d'escuma de poliuretà flexible amb certa elasticitat. És el producte de poliuretà més utilitzat en productes de poliuretà. L'escuma suau de poliuretà és principalment una estructura de cèl·lules obertes, amb baixa densitat, bona recuperació elàstica, absorció acústica, ventilació, conservació de la calor i altres propietats. S'utilitza principalment com a material de coixí per a mobles, matalàs, coixí de seient de vehicles, etc. L'escuma suau s'utilitza com a material de filtre, material d'aïllament acústic, material a prova de cops, material decoratiu, material d'embalatge i material d'aïllament tèrmic.
L'escuma flexible de poliuretà es pot dividir en diferents tipus segons diferents estàndards de classificació:
A. Segons el grau de suavitat i duresa, és a dir, el diferent rendiment resistent a la càrrega, l'escuma flexible de poliuretà es pot dividir en escuma flexible ordinària, escuma súper suau, escuma flexible d'alta càrrega i escuma flexible d'alta resistència, entre quina escuma flexible d'alta resistència i escuma flexible d'alta càrrega s'utilitza generalment en la fabricació de coixins de seient, matalassos, etc.
B. Segons els diferents processos de producció, l'escuma suau de poliuretà es pot dividir en escuma suau de bloc i escuma suau modelada. L'escuma suau de bloc es produeix mitjançant un procés continu per produir escuma de gran volum i després talla-la en escuma de la forma desitjada. L'escuma suau modelada és un producte d'escuma que barreja directament les matèries primeres i després l'injecta al motlle per donar-li la forma desitjada mitjançant el mètode de buit.
Per què hi ha tants tipus d'escumes de poliuretà flexibles i tantes aplicacions? Això es deu a la varietat de matèries primeres de producció, de manera que les propietats de les escumes flexibles de poliuretà també són diferents. Aleshores, les matèries primeres utilitzades per a les escumes de poliuretà flexibles Quins són els efectes de la naturalesa del producte acabat? La resposta es donarà a continuació.
1. Polieter poliol
Com a matèria primera principal per produir escuma de poliuretà flexible, el polièter poliol reacciona amb l'isocianat per formar uretà, que és la reacció de l'esquelet dels productes d'escuma. Si augmenta la quantitat de polièter poliol, es redueix la quantitat d'altres matèries primeres (isocianat, aigua i catalitzador, etc.), cosa que és fàcil de provocar esquerdes o col·lapses dels productes d'escuma flexible de poliuretà. Si es redueix la quantitat de polièter poliol, el producte d'escuma de poliuretà flexible obtingut serà dur i l'elasticitat es reduirà i la sensació de la mà serà dolenta.
A més, la funcionalitat mitjana del poliéter poliol també afecta les propietats del material d'escuma flexible de poliuretà obtingut. En el cas de la mateixa funcionalitat, com més gran sigui el pes molecular del polieter poliol, menor serà la seva reactivitat, però la resistència a la tracció, l'allargament i la resistència dels productes d'escuma flexible de poliuretà obtinguts es milloren significativament; en el valor equivalent En el cas del mateix (pes molecular/funcionalitat), si augmenta la funcionalitat del poliéter poliol, la reactivitat es veurà millorada, la velocitat de reacció s'accelerarà relativament, el grau de reticulació del poliuretà resultant serà augmentarà i la duresa de l'escuma augmentarà, però augmentarà l'allargament del material. ha disminuït. Per tant, Luoyang Tianjiang Chemical New Materials Co., Ltd. va suggerir que la producció de materials d'escuma flexible de poliuretà hauria de seleccionar poliols de polièter amb una funcionalitat mitjana de més de 2,5. Si la funcionalitat mitjana dels polièter poliols és massa baixa, les escumes de poliuretà obtingudes La recuperació després de la compressió és pobre.
2. Agent espumant
En general, només s'utilitza aigua (agent espumant químic) com a agent espumant en la fabricació de blocs de poliuretà amb una densitat superior a 21 g/cm3, i s'utilitzen punts d'ebullició baixos com el clorur de metilè (MC) en formulacions de baixa densitat o ultra - formulacions suaus. Els compostos (agents infladors físics) actuen com a agents infladors auxiliars.
Com a agent inflador, l'aigua reacciona amb l'isocianat per formar enllaços d'urea i alliberar una gran quantitat de CO2 i calor. Aquesta reacció és una reacció d'extensió en cadena. Com més aigua, menor serà la densitat de l'escuma i més forta serà la duresa. Al mateix temps, els pilars cel·lulars es tornen més petits i més febles, la qual cosa redueix la capacitat de càrrega i és propens a col·lapsar-se i esquerdar-se. A més, augmenta el consum d'isocianat i augmenta l'alliberament de calor. És fàcil provocar cremades del nucli. Si la quantitat d'aigua supera les 5.0 parts, s'ha d'afegir un agent d'escuma físic per absorbir part de la calor i evitar que es cremi el nucli. Quan es redueix la quantitat d'aigua, la quantitat de catalitzador es redueix en conseqüència, però la densitat de l'escuma de poliuretà flexible obtinguda augmenta.
L'agent de bufat auxiliar reduirà la densitat i la duresa de l'escuma flexible de poliuretà. Atès que l'agent de bufat auxiliar absorbeix part de la calor de reacció durant la gasificació, la velocitat de curació es ralenteix, de manera que cal augmentar adequadament la quantitat de catalitzador; al mateix temps, com que la gasificació absorbeix part de la calor, s'evita el perill de cremada del nucli.
3. Diisocianat de toluè
L'escuma flexible de poliuretà generalment tria T80, és a dir, una barreja de dos isòmers de 2,4-TDI i 2,6-TDI amb una proporció de (80±2) per cent i (20±2) per cent. .
La quantitat real d'isocianat{{0}}[0,1554×(valor d'àcid del polímer de poliol més valor d'hidroxil) més 9,667×per cent d'aigua ]×índex d'isocianat. L'índex d'isocianats sol controlar-se entre 1.03-1.10. Quan l'índex d'isocianat augmenta dins d'un determinat rang, la duresa de l'escuma augmenta, però després d'arribar a un cert punt, la duresa ja no augmenta significativament, mentre que la resistència a la llàgrima, la resistència a la tracció i l'allargament disminueixen.
Quan l'índex d'isocianat és massa alt, la superfície serà enganxosa durant molt de temps, el mòdul de compressió del cos d'escuma augmentarà, l'estructura de la xarxa d'escuma serà gruixuda, la cel·la tancada augmentarà, la taxa de rebot disminuirà i, de vegades el producte es trencarà. Al mateix temps, a causa de la reacció contínua del TDI no reaccionat, el poder calorífic augmenta i el temps exotèrmic i el temps de curació s'allarga, de vegades fins a diverses hores. Això mantindrà la temperatura central de l'escuma a una temperatura elevada durant molt de temps, cosa que provocarà fàcilment la cocització i la crema del nucli al centre del bloc de poliuretà.
Si l'índex d'isocianat és massa baix, la resistència mecànica i la resistència de l'escuma es reduiran, de manera que l'escuma és propensa a esquerdes fines, cosa que eventualment comportarà el problema de la mala repetibilitat del procés d'escuma; a més, si l'índex d'isocianat és massa baix, també farà que el conjunt de compressió de l'escuma de poliuretà sigui més gran i la superfície de l'escuma sigui propensa a sentir-se humida.
4. Catalitzador
A. Catalitzador d'amina terciària: generalment s'utilitza A33 (solució de trietilendiamina amb una fracció de massa del 33 per cent) i la seva funció és promoure la reacció d'isocianat i aigua, ajustar la densitat de l'escuma i la velocitat d'obertura de la bombolla, etc. ., principalment per promoure la reacció d'escuma.
Si la quantitat de catalitzador d'amina terciària és massa, farà que els productes d'escuma de poliuretà es divideixin i hi haurà porus o bombolles a l'escuma; si la quantitat de catalitzador d'amina terciària és massa petita, l'escuma de poliuretà resultant es reduirà, tancarà les cèl·lules i farà que el fons del producte d'escuma sigui gruixut.
B. Catalitzador organometàl·lic: T-19 s'utilitza generalment com a catalitzador d'octoat d'organoestany; T-19 és un catalitzador de reacció de gel amb una alta activitat catalítica, i la seva funció principal és promoure la reacció de gel, és a dir, la reacció posterior.
Si la quantitat de catalitzador d'organoestany és massa, provocarà una velocitat de gelificació massa ràpida, un augment de la viscositat, un canvi en la resiliència i la permeabilitat a l'aire i provocarà fàcilment un fenomen de cèl·lules tancades; si la quantitat de catalitzador d'organoestany és massa petita, provocarà condensació. Pegament insuficient, que es tradueix en la divisió durant el procés d'escuma, esquerdes a la vora o la part superior de l'escuma i descoberta i rebaves. Si s'augmenta adequadament la quantitat de catalitzador d'organoestany, es pot obtenir una bona escuma de poliuretà de cèl·lules obertes. Augmentar encara més la quantitat de catalitzador d'organoestany farà que l'escuma sigui gradualment més ajustada, donant lloc a una contracció i cèl·lules tancades.
Reduir la quantitat de catalitzador d'amina terciària o augmentar la quantitat de catalitzador d'organoestany pot augmentar la resistència de la paret de la pel·lícula de bombolles de polímer quan es genera una gran quantitat de gas, reduint així el fenomen de buidament o esquerdament.
Si l'escuma de poliuretà té una estructura ideal de cèl·lules obertes o tancades depèn principalment de si la velocitat de reacció del gel i la velocitat d'expansió del gas s'equilibren durant la formació de l'escuma de poliuretà. Aquest equilibri es pot aconseguir ajustant el tipus i la quantitat de catàlisi del catalitzador d'amina terciària i l'estabilització d'escuma i altres agents auxiliars en la formulació.
5. Estabilitzador d'escuma (oli de silicona)
L'estabilitzador d'escuma és una mena de tensioactiu, que pot fer que la poliurea es dispersi bé en el sistema d'escuma, juga el paper de "punt de reticulació físic" i, òbviament, pot millorar la viscositat primerenca de la barreja d'escuma de poliuretà i evitar l'esquerda de l'escuma.
D'una banda, l'estabilitzador d'escuma té un efecte d'emulsificació, que pot millorar la solubilitat mútua entre els components del material d'escuma. També pot facilitar la nucleació de l'aire dispers a la matèria primera durant el procés d'agitació i barreja, cosa que és útil per a la generació de bombolles fines, ajustant la mida dels porus d'escuma, controlant l'estructura cel·lular i millorant l'estabilitat de l'escuma. A més, pot prevenir eficaçment problemes com el col·lapse i la ruptura de les cèl·lules fan que la paret d'escuma sigui elàstica i controli la mida dels porus i la uniformitat de l'escuma. Els experts de la indústria química de Luoyang Tianjiang van resumir les funcions dels estabilitzadors d'escuma de la següent manera: estabilitzar l'escuma en l'etapa inicial de l'escuma, evitar que l'escuma es fusioni a l'etapa mitjana de l'escuma i connectar les cèl·lules en l'etapa posterior de l'escuma. En general, com més agent d'escuma i POP s'utilitzen, més oli de silicona s'utilitza.
Si la quantitat d'estabilitzador d'escuma és massa, l'elasticitat de la paret d'escuma augmentarà en l'etapa posterior i les cèl·lules estaran bé i no es trencaran fàcilment, però és fàcil provocar cèl·lules tancades; si la quantitat d'estabilitzador d'escuma és massa petita, l'escuma esclatarà i col·lapsarà després de començar. Escuma, els porus de l'escuma són grans i és fàcil de fer bombolles, etc.
6. La influència de la temperatura
La reacció d'escuma del poliuretà augmenta a mesura que augmenta la temperatura del material, cosa que pot provocar cremades del nucli i perills d'incendi en formulacions sensibles. La temperatura dels components de poliol i isocianat és generalment controlada constant. Quan s'escuma, la densitat de l'escuma disminueix i la temperatura del material augmenta en conseqüència. La mateixa fórmula, la mateixa temperatura del material i alta temperatura a l'estiu, la velocitat de reacció s'accelera, donant lloc a una disminució de la densitat i duresa de l'escuma, un augment de l'allargament i un augment de la resistència mecànica. A l'estiu, l'índex d'isocianats es pot augmentar adequadament per corregir la disminució de la duresa.
7. La influència de la humitat de l'aire
Quan la humitat augmenta, la duresa disminueix a causa de la reacció del grup isocianat de l'escuma amb la humitat de l'aire, de manera que la quantitat d'isocianat es pot augmentar adequadament durant l'escuma. Si és massa gran, farà que la temperatura de curació sigui massa alta i provocarà ardor d'estómac.
8. La influència de la pressió atmosfèrica
La pressió atmosfèrica de l'ambient durant el procés d'escuma també afectarà les propietats dels productes d'escuma de poliuretà obtinguts fins a cert punt. Com més gran sigui la pressió, més gran serà la densitat del producte acabat; al contrari, com més baixa sigui la pressió, menor serà la densitat del producte acabat. Per exemple, utilitzant la mateixa formulació, l'escuma a altituds més altes dóna com a resultat un producte d'escuma de menor densitat.
Finalment, us recordem que heu de prestar atenció als següents punts:
R. En el procés de formació de productes plàstics escumats, la reacció del gel i la reacció d'escuma es produeixen al mateix temps, però hi ha una relació competitiva entre les reaccions. En general, la velocitat de reacció d'escuma és més gran que la velocitat de reacció de gelificació.
Reacció de gel - Reacció de formació de carbamat (és a dir, reacció de grups isocianat amb grups hidroxil).
Reacció d'escuma: es refereix a la reacció que implica aigua, formant urea i generant bombolles.
Que l'escuma de poliuretà tingui una estructura ideal de cèl·lules obertes o tancades depèn principalment de si la velocitat del gel i la velocitat d'expansió del gas s'equilibren durant la formació de l'escuma. Aquest equilibri es pot aconseguir ajustant els tipus i quantitats de catalitzadors d'amina terciària i estabilitzadors d'escuma a la formulació.
B. El nombre de bombolles que es formen en el sistema d'escuma i la mida de les cèl·lules de l'escuma depenen de l'efecte de l'agent nucleant extern. Com més agent nucleant, més bombolles es generen i més petites són les cèl·lules.
L'agent nucleant és una substància que pot provocar la formació de bombolles, com ara partícules sòlides fines en el sistema, líquid, estabilitzador d'escuma o bombolles fines originalment dissoltes en el material, inclòs aire o nitrogen dissolt en poliols i isocianats, diòxid de carboni, estabilitzador d'escuma, carboni. farciments negres i altres. Aquestes substàncies poden fer que el gas generi més bombolles al material, i com més estables siguin les bombolles, més petits són els porus.
C. La durada del temps de munyir també afectarà fins a cert punt les propietats de l'escuma de poliuretà acabada. Com més llarg sigui el temps de munyir, més afavoreix el creixement de bombolles grans. Per tant, per tal de reduir la generació de bombolles grans, es pot augmentar adequadament la quantitat de catalitzador, cosa que pot escurçar el temps de munyit i es pot obtenir escuma de cèl·lules fines a causa de la competència entre la reacció del gel i la reacció de formació de bombolles.
