La schiuma flessibile di poliuretano si riferisce alla schiuma di poliuretano flessibile, che è un tipo di schiuma di poliuretano flessibile con una certa elasticità. È il prodotto poliuretanico più utilizzato nei prodotti poliuretanici. La morbida schiuma di poliuretano è per lo più una struttura a celle aperte, con bassa densità, buon recupero elastico, assorbimento acustico, ventilazione, conservazione del calore e altre proprietà. Viene utilizzato principalmente come materiale per cuscini per mobili, materassi, cuscini per sedili di veicoli, ecc. La morbida schiuma viene utilizzata come materiale filtrante, materiale per l'isolamento acustico, materiale antiurto, materiale decorativo, materiale da imballaggio e materiale per l'isolamento termico.
La schiuma flessibile di poliuretano può essere suddivisa in diverse tipologie in base a diversi standard di classificazione:
A. In base al grado di morbidezza e durezza, ovvero alle diverse prestazioni di resistenza al carico, la schiuma flessibile di poliuretano può essere suddivisa in normale schiuma flessibile, schiuma super morbida, schiuma flessibile ad alto carico e schiuma flessibile ad alta resilienza, tra quale schiuma flessibile ad alta resilienza e schiuma flessibile ad alto carico La schiuma viene generalmente utilizzata nella produzione di cuscini per sedili, materassi, ecc.
B. Secondo i diversi processi di produzione, la schiuma morbida di poliuretano può essere suddivisa in schiuma morbida a blocchi e schiuma morbida modellata. La schiuma morbida a blocchi viene prodotta mediante un processo continuo per produrre schiuma di grande volume, quindi tagliarla in schiuma della forma desiderata. La schiuma morbida modellata è un prodotto in schiuma che mescola direttamente le materie prime e poi la inietta nello stampo per formare la schiuma desiderata attraverso il metodo dello spacco.
Perché ci sono così tanti tipi di schiume poliuretaniche flessibili e così tante applicazioni? Ciò è dovuto alla varietà delle materie prime di produzione, in modo che anche le proprietà delle schiume poliuretaniche flessibili realizzate siano diverse. Poi, le materie prime utilizzate per le schiume poliuretaniche flessibili Quali sono gli effetti della natura del prodotto finito? La risposta sarà data di seguito.
1. Polietere poliolo
Come materia prima principale per la produzione di schiuma poliuretanica flessibile, il polietere poliolo reagisce con l'isocianato per formare uretano, che è la reazione scheletrica dei prodotti in schiuma. Se la quantità di polietere poliolo viene aumentata, viene ridotta la quantità di altre materie prime (isocianato, acqua e catalizzatore, ecc.), Il che è facile da causare incrinature o collassi dei prodotti in schiuma flessibile di poliuretano. Se la quantità di polietere poliolo viene ridotta, il prodotto in schiuma di poliuretano flessibile ottenuto sarà duro e l'elasticità sarà ridotta e la sensazione della mano sarà negativa.
Inoltre, la funzionalità media del polietere poliolo influisce anche sulle proprietà del materiale espanso flessibile di poliuretano ottenuto. A parità di funzionalità, maggiore è il peso molecolare del polietere poliolo, minore è la sua reattività, ma la resistenza alla trazione, l'allungamento e la resilienza dei prodotti di schiuma poliuretanica flessibile ottenuti risultano notevolmente migliorati; nel valore equivalente Nel caso dello stesso (peso molecolare/funzionalità), se la funzionalità del polietere poliolo aumenta, la reattività sarà migliorata, la velocità di reazione sarà relativamente accelerata, il grado di reticolazione del poliuretano risultante sarà aumenterà e la durezza della schiuma aumenterà, ma aumenterà l'allungamento del materiale. ha rifiutato. Pertanto, Luoyang Tianjiang Chemical New Materials Co., Ltd. ha suggerito che la produzione di materiali in schiuma flessibile di poliuretano dovrebbe selezionare polioli polietere con una funzionalità media superiore a 2,5. Se la funzionalità media dei polieterepolioli è troppo bassa, le schiume poliuretaniche ottenute Il recupero dopo la compressione è scarso.
2. Agente schiumogeno
Generalmente, come agente schiumogeno viene utilizzata solo acqua (agente schiumogeno chimico) nella produzione di blocchi di poliuretano con una densità superiore a 21 g/cm3 e in formulazioni a bassa densità o ultra -formulazioni morbide. I composti (agenti espandenti fisici) agiscono come agenti espandenti ausiliari.
Come agente espandente, l'acqua reagisce con l'isocianato per formare legami ureici e rilasciare una grande quantità di CO2 e calore. Questa reazione è una reazione di estensione della catena. Più acqua, minore è la densità della schiuma e maggiore è la durezza. Allo stesso tempo, i pilastri cellulari diventano più piccoli e più deboli, il che riduce la capacità portante ed è incline a collassare e screpolarsi. Inoltre, aumenta il consumo di isocianato e aumenta il rilascio di calore. È facile causare la masterizzazione del core. Se la quantità di acqua supera 5.{2}} parti, è necessario aggiungere un agente schiumogeno fisico per assorbire parte del calore ed evitare la combustione del nucleo. Quando la quantità di acqua viene ridotta, la quantità di catalizzatore viene corrispondentemente ridotta, ma viene aumentata la densità della schiuma poliuretanica flessibile ottenuta.
L'agente espandente ausiliario ridurrà la densità e la durezza della schiuma flessibile di poliuretano. Poiché l'agente espandente ausiliario assorbe parte del calore di reazione durante la gassificazione, la velocità di polimerizzazione viene rallentata, per cui è necessario aumentare opportunamente la quantità di catalizzatore; allo stesso tempo, poiché la gassificazione assorbe parte del calore, si evita il pericolo di bruciatura del nocciolo.
3. Toluene diisocianato
La schiuma flessibile di poliuretano generalmente sceglie T80, ovvero una miscela di due isomeri di 2,{2}}TDI e 2,{4}}TDI con un rapporto di (80±2) percento e (20±2) percento .
La quantità effettiva di isocianato{{0}}[0,1554×(valore di acidità del polimero di poliolo più valore di idrossile) più 9,667×percentuale di acqua]×indice di isocianato. L'indice di isocianato è generalmente controllato tra 1.03-1.10. Quando l'indice di isocianato aumenta entro un certo intervallo, la durezza della schiuma aumenta, ma dopo aver raggiunto un certo punto, la durezza non aumenta più in modo significativo, mentre la resistenza allo strappo, alla trazione e all'allungamento diminuiscono.
Quando l'indice di isocianato è troppo alto, la superficie sarà appiccicosa per lungo tempo, il modulo di compressione del corpo in schiuma aumenterà, la struttura della rete in schiuma sarà grossolana, la cellula chiusa aumenterà, il tasso di rimbalzo diminuirà e talvolta il prodotto si romperà. Allo stesso tempo, a causa della reazione continua del TDI non reagito, il potere calorifico viene aumentato e il tempo esotermico e il tempo di polimerizzazione vengono prolungati, a volte fino a diverse ore. Ciò manterrà a lungo la temperatura centrale della schiuma ad alta temperatura, il che causerà facilmente la cokefazione e la combustione del nucleo al centro del blocco di poliuretano.
Se l'indice di isocianato è troppo basso, la resistenza meccanica e la resilienza della schiuma saranno ridotte, in modo che la schiuma sia soggetta a crepe fini, che alla fine porteranno al problema della scarsa ripetibilità del processo di schiumatura; inoltre, se l'indice di isocianato è troppo basso, aumenterà anche il set di compressione della schiuma di poliuretano e la superficie della schiuma tende a sentirsi bagnata.
4. Catalizzatore
A. Catalizzatore amminico terziario: viene generalmente utilizzato A33 (soluzione di trietilendiammina con una frazione di massa del 33 percento) e la sua funzione è promuovere la reazione di isocianato e acqua, regolare la densità della schiuma e la velocità di apertura della bolla, ecc. ., principalmente per promuovere la reazione di formazione di schiuma.
Se la quantità di catalizzatore amminico terziario è eccessiva, i prodotti in schiuma poliuretanica si spaccheranno e nella schiuma saranno presenti pori o bolle; se la quantità di catalizzatore amminico terziario è troppo piccola, la schiuma poliuretanica risultante si restringerà, chiuderà le cellule e renderà spesso il fondo del prodotto in schiuma.
B. Catalizzatore organometallico: T-19 è generalmente usato come catalizzatore di ottoato di organostagno; T-19 è un catalizzatore di reazione su gel con elevata attività catalitica e la sua funzione principale è quella di promuovere la reazione su gel, cioè la reazione successiva.
Se la quantità di catalizzatore di organostagno è eccessiva, comporterà una velocità di gelificazione troppo elevata, un aumento della viscosità, un cambiamento della resilienza e della permeabilità all'aria e causerà facilmente il fenomeno delle cellule chiuse; se la quantità di catalizzatore organostannico è troppo piccola, si verificherà condensazione Colla insufficiente, con conseguente spaccatura durante il processo di schiumatura, crepe sul bordo o sulla parte superiore della schiuma, sbiancamento e bave. Se la quantità di catalizzatore di organostagno viene opportunamente aumentata, si può ottenere una buona schiuma poliuretanica a cellule aperte. Aumentando ulteriormente la quantità di catalizzatore di organostagno, la schiuma si restringe gradualmente, con conseguente restringimento e cellule chiuse.
Ridurre la quantità di catalizzatore di ammina terziaria o aumentare la quantità di catalizzatore di organostagno può aumentare la resistenza della parete del film a bolle polimeriche quando viene generata una grande quantità di gas, riducendo così il fenomeno di svuotamento o fessurazione.
Il fatto che la schiuma di poliuretano abbia una struttura ideale a celle aperte oa celle chiuse dipende principalmente dal fatto che la velocità di reazione del gel e la velocità di espansione del gas siano bilanciate durante la formazione della schiuma di poliuretano. Questo equilibrio può essere ottenuto regolando il tipo e la quantità di catalisi del catalizzatore di ammina terziaria e stabilizzazione della schiuma e altri agenti ausiliari nella formulazione.
5. Stabilizzatore di schiuma (olio di silicone)
Lo stabilizzatore di schiuma è un tipo di tensioattivo, che può far disperdere bene la poliurea nel sistema di schiumatura, svolgere il ruolo di "punto di reticolazione fisico" e può ovviamente migliorare la viscosità iniziale della miscela di schiuma poliuretanica ed evitare la formazione di crepe nella schiuma.
Da un lato, lo stabilizzante della schiuma ha un effetto emulsionante, che può migliorare la solubilità reciproca tra i componenti del materiale espanso. Può anche rendere più facile la nucleazione dell'aria dispersa nella materia prima durante il processo di agitazione e miscelazione, il che è utile per la generazione di bolle fini, la regolazione della dimensione dei pori della schiuma, il controllo della struttura cellulare e il miglioramento della stabilità della schiuma. Inoltre, può prevenire efficacemente Problemi come il collasso e la rottura delle cellule rendono la parete della schiuma elastica e controllano la dimensione dei pori e l'uniformità della schiuma. Gli esperti dell'industria chimica di Luoyang Tianjiang hanno riassunto le funzioni degli stabilizzatori di schiuma come segue: stabilizzare la schiuma nella fase iniziale della formazione di schiuma, impedire che la schiuma si fonda nella fase intermedia della formazione di schiuma e collegare le cellule nella fase successiva della formazione di schiuma. Generalmente, più agente schiumogeno e POP vengono utilizzati, più olio di silicone viene utilizzato.
Se la quantità di stabilizzante della schiuma è eccessiva, l'elasticità della parete della schiuma aumenterà nella fase successiva e le cellule saranno fini e non facili da rompere, ma è facile causare cellule chiuse; se la quantità di stabilizzatore di schiuma è troppo piccola, la schiuma scoppierà e collasserà dopo l'avvio. Schiuma, i pori della schiuma sono grandi ed è facile fare bolle e così via.
6. L'influenza della temperatura
La reazione schiumogena del poliuretano aumenta all'aumentare della temperatura del materiale, il che può causare bruciature al nucleo e rischi di incendio in formulazioni sensibili. La temperatura dei componenti poliolo e isocianato è generalmente controllata costante. Durante la formazione di schiuma, la densità della schiuma diminuisce e la temperatura del materiale aumenta di conseguenza. La stessa formula, la stessa temperatura del materiale e temperatura elevata in estate, la velocità di reazione viene accelerata, con conseguente diminuzione della densità e durezza della schiuma, un aumento dell'allungamento e un aumento della resistenza meccanica. In estate, l'indice di isocianato può essere opportunamente aumentato per correggere la diminuzione della durezza.
7. L'influenza dell'umidità dell'aria
Quando l'umidità aumenta, la durezza diminuisce a causa della reazione del gruppo isocianato nella schiuma con l'umidità nell'aria, quindi la quantità di isocianato può essere opportunamente aumentata durante la formazione di schiuma. Se è troppo grande, la temperatura di polimerizzazione sarà troppo alta e causerà bruciore di stomaco.
8. L'influenza della pressione atmosferica
Anche la pressione atmosferica dell'ambiente durante il processo di schiumatura influenzerà in una certa misura le proprietà dei prodotti in schiuma di poliuretano ottenuti. Maggiore è la pressione, maggiore è la densità del prodotto finito; al contrario, minore è la pressione, minore è la densità del prodotto finito. Ad esempio, utilizzando la stessa formulazione, la formazione di schiuma ad altitudini più elevate si traduce in un prodotto in schiuma a densità inferiore.
Vi ricordiamo infine di prestare attenzione ai seguenti punti:
A. Nel processo di formazione dei prodotti di plastica espansa, la reazione del gel e la reazione di schiumatura avvengono contemporaneamente, ma esiste una relazione competitiva tra le reazioni. In generale, la velocità di reazione di schiumatura è maggiore della velocità di reazione di gelificazione.
Gel Reaction - Reazione di formazione di carbammato (cioè reazione di gruppi isocianato con gruppi ossidrile).
Reazione schiumogena - si riferisce alla reazione che coinvolge l'acqua, formando urea e generando bolle.
Il fatto che la schiuma di poliuretano abbia una struttura ideale a celle aperte oa celle chiuse dipende principalmente dal fatto che la velocità del gel e la velocità di espansione del gas siano bilanciate durante la formazione della schiuma. Questo equilibrio può essere ottenuto regolando i tipi e le quantità di catalizzatori di ammine terziarie e stabilizzanti di schiuma nella formulazione.
B. Il numero di bolle formate nel sistema schiumogeno e la dimensione delle cellule nella schiuma dipendono dall'effetto dell'agente nucleante esterno. Più è l'agente nucleante, più bolle vengono generate e più piccole sono le cellule.
L'agente nucleante è una sostanza che può causare la formazione di bolle, come particelle solide fini nel sistema, liquido, stabilizzante di schiuma o bolle fini originariamente disciolte nel materiale, inclusi aria o azoto disciolti in polioli e isocianati, anidride carbonica, stabilizzante di schiuma, carbonio nero e altri riempitivi. Queste sostanze possono far sì che il gas generi più bolle nel materiale e più le bolle sono stabili, più fini saranno i pori.
C. Anche la durata del tempo di mungitura influirà in una certa misura sulle proprietà della schiuma di poliuretano finita. Più lungo è il tempo di mungitura, più favorisce la crescita di grandi bolle. Pertanto, al fine di ridurre la generazione di bolle grandi, la quantità di catalizzatore può essere opportunamente aumentata, il che può ridurre il tempo di mungitura, e si può ottenere schiuma a cellule fini a causa della competizione tra la reazione del gel e la reazione di formazione delle bolle.
