Polüuretaan-painduv vaht viitab painduvale polüuretaanvahule, mis on teatud elastsusega painduv polüuretaanvaht. See on polüuretaantoodetes enimkasutatav polüuretaantoode. Polüuretaan pehme vaht on enamasti avatud raku struktuur, millel on madal tihedus, hea elastne taastumine, heli neeldumine, ventilatsioon, soojuse säilitamine ja muud omadused. Seda kasutatakse peamiselt mööbli, madratsi, sõiduki istmepadja jms padjamaterjalina. Pehmet vahtu kasutatakse filtermaterjalina, heliisolatsioonimaterjalina, põrutuskindla materjalina, dekoratiivmaterjalina, pakkematerjalina ja soojusisolatsioonimaterjalina.
Elastset polüuretaani vahtu võib jagada erinevat tüüpi vastavalt erinevatele klassifitseerimisstandarditele:
A. Vastavalt pehmuse ja kõvaduse astmele, see tähendab erinevale koormuskindlale jõudlusele, võib polüuretaanist painduva vahu jagada tavaliseks painduvaks vahuks, ülipehmeks vahuks, suure koormusega painduvaks vahuks ja kõrge vastupidavusega painduvaks vahuks, mille hulgas on kõrge vastupidavusega painduv vaht ja suure koormusega painduv vaht Vahtu kasutatakse tavaliselt istmepatjade, madratsite jms valmistamisel.
B. Erinevate tootmisprotsesside kohaselt võib polüuretaanpehme vahu jagada plokkpehmeks vahuks ja vormitud pehmeks vahuks. Plokkpehmet vahtu toodetakse pideva protsessi abil, et toota suuremahulist vahtu, ja seejärel lõigatakse see soovitud kujuga vahuks. Vormitud pehme vaht on vahttoode, mis segab toorained otse ja süstib seejärel vormi, et vahtu meetodil soovitud kujuga vahustada.
Miks on nii palju painduvaid polüuretaanvahtusid ja nii palju rakendusi? Selle põhjuseks on tootmise toorainete mitmekesisus, nii et ka valmistatud painduvate polüuretaanvahtude omadused on erinevad. Seejärel painduvate polüuretaanvahtude toorained Millised on valmistoote olemuse mõjud? Vastus antakse allpool.
1. Polüeeterpolüool
Painduva polüuretaanvahu valmistamise peamise toorainena reageerib polüeeterpolüool isotsüanaadiga, moodustades uretaani, mis on vahttoodete karkassireaktsioon. Kui polüeeterpolüooli kogust suurendatakse, väheneb teiste toorainete (isotsüanaat, vesi ja katalüsaator jne) kogus, mis on kergesti põhjustada polüuretaanist painduvate vahttoodete pragunemist või kokkuvarisemist. Kui polüeeterpolüooli kogust vähendatakse, on saadud painduv polüuretaanvahust toode kõva ja elastsus väheneb ning käe tunne on halb.
Lisaks mõjutab polüeeterpolüooli keskmine funktsionaalsus ka saadud polüuretaanist painduva vahtmaterjali omadusi. Sama funktsionaalsuse korral, mida suurem on polüeeterpolüooli molekulmass, seda madalam on selle reaktsioonivõime, kuid saadud polüuretaani painduvate vahttoodete tõmbetugevus, venivus ja vastupidavus paranevad oluliselt; ekvivalentväärtuses Sama (molekulmass/funktsionaalsus) korral, kui polüeeterpolüooli funktsionaalsus suureneb, suureneb reaktsioonivõime, reaktsioonikiirus on suhteliselt kiirenenud, saadud polüuretaani ristsidumise aste suureneb ja vahu kõvadus suureneb, kuid materjali pikenemine suureneb. on vähenenud. Seetõttu tegi Luoyang Tianjiang Chemical New Materials Co., Ltd. ettepaneku, et polüuretaanist painduvate vahtmaterjalide tootmisel tuleks valida polüeeterpolüoolid, mille keskmine funktsionaalsus on üle 2,5. Kui polüeeterpolüoolide keskmine funktsionaalsus on liiga madal, saadud polüuretaanvahud Taastumine pärast kokkusurumist on halb.
2. Vahustusaine
Üldiselt kasutatakse vahustusainena ainult vett (keemilist vahustusainet) polüuretaanplokkide valmistamisel tihedusega üle 21 g/cm3 ja madalaid keemistemperatuure, nagu metüleenkloriid (MC), kasutatakse madala tihedusega preparaatides või ülipehmetes preparaatides. Ühendid (füüsikalised puhumisained) toimivad täiendavate puhumisainetena.
Puhumisainena reageerib vesi isotsüanaadiga, moodustades karbamiidi sidemeid ja vabastades suure hulga CO2 ja soojust. See reaktsioon on ahelpikendusreaktsioon. Mida rohkem vett, seda väiksem on vahu tihedus ja seda tugevam on kõvadus. Samal ajal muutuvad rakusambad väiksemaks ja nõrgemaks, mis vähendab kandevõimet ning on kalduvus kokkuvarisemisele ja pragunemisele. Lisaks suureneb isotsüanaadi tarbimine ja suureneb soojuse eraldumine. Südamiku põletamist on lihtne põhjustada. Kui vee kogus ületab 5,0 osa, tuleb lisada füüsiline vahustusaine, et absorbeerida osa soojusest ja vältida südamiku põletamist. Kui vee kogus väheneb, väheneb vastavalt katalüsaatori kogus, kuid saadud painduva polüuretaanvahu tihedus suureneb.
Täiendav puhumisaine vähendab elastse polüuretaanvahu tihedust ja kõvadust. Kuna täiendav puhumisaine neelab gaasistamise ajal osa reaktsioonisoojusest, aeglustub kõvenemiskiirus, mistõttu on vaja katalüsaatori kogust asjakohaselt suurendada; samal ajal, kuna gaasistamine neelab osa soojusest, välditakse südamiku põletamise ohtu.
3. Tolueendiisotsüanaat
Painduv polüuretaanvaht valib tavaliselt T80, st kahe 2,4-TDI ja 2,6-TDI isomeeri segu suhtega (80±2)% ja (20±2)%.
Isotsüanaadi tegelik kogus=[0,1554×(polüoolpolümeeri happe väärtus+hüdroksüülväärtus)+9,667×vesi%]×isotsüanaadi indeks. Isotsüanaadi indeksit kontrollitakse tavaliselt vahemikus 1, 03-1, 10. Kui isotsüanaadi indeks suureneb teatud vahemikus, suureneb vahu kõvadus, kuid pärast teatud punkti jõudmist ei suurene kõvadus enam märkimisväärselt, samas kui pisaratugevus, tõmbetugevus ja pikenemine vähenevad.
Kui isotsüanaadi indeks on liiga kõrge, on pind pikka aega kleepuv, vahtkeha survemoodul suureneb, vahtvõrgu struktuur on jäme, suletud rakk suureneb, tagasilöögikiirus väheneb ja mõnikord toode praguneb. Samal ajal suureneb reageerimata TDI pideva reaktsiooni tõttu kütteväärtus ning pikeneb eksotermiline aeg ja kõvenemisaeg, mõnikord kuni mitu tundi. See hoiab vahu kesktemperatuuri pikka aega kõrgel temperatuuril, mis põhjustab kergesti koksi ja südamiku põlemist polüuretaanploki keskel.
Kui isotsüanaadi indeks on liiga madal, väheneb vahu mehaaniline tugevus ja vastupidavus, nii et vaht on kalduvus peenetele pragudele, mis viib lõpuks vahutamisprotsessi halva korratavuse probleemini; lisaks, kui isotsüanaadi indeks on liiga madal, samuti See muudab polüuretaanvahu survekomplekti suuremaks ja vahu pind on kalduvus tunda end märjana.
4. Katalüsaator
A. Tertsiaarne amiinkatalüsaator: Tavaliselt kasutatakse A33 (trietüleendiamiini lahust massiosaga 33%) ja selle ülesanne on soodustada isotsüanaadi ja vee reaktsiooni, reguleerida vahu tihedust ja mulli avanemiskiirust jne, peamiselt vahutamisreaktsiooni soodustamiseks.
Kui tertsiaarse amiini katalüsaatori kogus on liiga suur, põhjustab see polüuretaanvahust toodete lõhenemist ja vahus on poorid või mullid; kui tertsiaarse amiini katalüsaatori kogus on liiga väike, kahaneb saadud polüuretaanvaht , suletud rakud ja muudab vahttoote põhja paksuks.
B. Metallorgaaniline katalüsaator: T-19 kasutatakse tavaliselt organotiin-oktoaatkatalüsaatorina; T-19 on kõrge katalüütilise aktiivsusega geelreaktsiooni katalüsaator ja selle peamine ülesanne on soodustada geeli reaktsiooni, st hilisemat reaktsiooni.
Kui tinaorgaanilise katalüsaatori kogus on liiga suur, põhjustab see liiga kiiret geelistumise kiirust, viskoossuse suurenemist, vastupidavuse ja õhu läbilaskvuse muutumist ning põhjustab kergesti suletud raku nähtust; kui tinaorgaanilise katalüsaatori kogus on liiga väike, põhjustab see kondenseerumist Ebapiisav liim, mille tulemuseks on vahutamisprotsessi ajal lõhenemine, praod vahu serval või ülaosas ning tühjendamine ja purunemine. Kui tinaorgaanilise katalüsaatori kogust asjakohaselt suurendatakse, võib saada hea avatud rakuga polüuretaanvahu. Tinaorgaanilise katalüsaatori koguse edasine suurendamine muudab vahu järk-järgult tihedamaks, mille tulemuseks on kokkutõmbumine ja suletud rakud.
Tertsiaarse amiini katalüsaatori koguse vähendamine või tinaorgaanilise katalüsaatori koguse suurendamine võib suure koguse gaasi tekkimisel suurendada polümeeri mullikile seina tugevust, vähendades seeläbi õõnestuse või pragunemise nähtust.
See, kas polüuretaanvahul on ideaalne avatud raku või suletud raku struktuur, sõltub peamiselt sellest, kas geeli reaktsioonikiirus ja gaasi paisumiskiirus on polüuretaanvahu moodustumise ajal tasakaalus. Seda tasakaalu on võimalik saavutada tertsiaarse amiinikatalüsaatori katalüüsi ja vahu stabiliseerimise ning muude abiainete tüübi ja koguse reguleerimisega preparaadis.
5. Vahu stabilisaator (silikoonõli)
Vahtstabilisaator on omamoodi pindaktiivne aine, mis võib panna polüurea vahustussüsteemis hästi hajuma, mängida "füüsilise ristsidumispunkti" rolli ning võib ilmselgelt parandada polüuretaanvahu segu varajast viskoossust ja vältida vahu pragunemist.
Ühest küljest on vahtstabilisaatoril emulgeeriv toime, mis võib suurendada vahtmaterjali komponentide vastastikust lahustuvust. Samuti võib see muuta tooraines dispergeeritud õhu segamise ja segamise ajal kergemini tuumaks, mis on kasulik peenmullide tekkeks, vahtpooride suuruse reguleerimiseks, rakustruktuuri kontrollimiseks ja vahutamise stabiilsuse parandamiseks. Lisaks, see võib tõhusalt ära hoida Sellised probleemid nagu rakkude kokkuvarisemine ja rebend muudavad vahtseina elastseks ja kontrollivad vahu pooride suurust ja ühtlust. Luoyang Tianjiangi keemiatööstuse eksperdid võtsid vahtstabilisaatorite funktsioonid kokku järgmiselt: stabiliseerige vaht vahutamise algstaadiumis, vältige vahu sulandumist vahutamise keskmises etapis ja ühendage rakud vahutamise hilisemas etapis. Üldiselt, mida rohkem vahustusainet ja POP-i kasutatakse, seda rohkem kasutatakse silikoonõli.
Kui vahtstabilisaatori kogus on liiga suur, suureneb vahtseina elastsus hilisemas etapis ning rakud on peened ja neid ei ole kerge rebeneda, kuid suletud rakke on lihtne põhjustada; kui vahu stabilisaatori kogus on liiga väike, siis vaht lõhkeb ja variseb pärast käivitamist kokku. Vaht, vahu poorid on suured ja seda on lihtne mullitada jne.
6. Temperatuuri mõju
Polüuretaani vahutamisreaktsioon suureneb materjali temperatuuri tõustes, mis võib tundlikes preparaatides põhjustada südamiku põlemis- ja tuleohtu. Polüooli ja isotsüanaadi komponentide temperatuur on üldiselt konstantne. Vahutamisel väheneb vahu tihedus ja materjali temperatuur tõuseb vastavalt. Sama valem, sama materjali temperatuur ja kõrge temperatuur suvel, reaktsioonikiirus kiireneb, mille tulemuseks on vahu tiheduse ja kõvaduse vähenemine, pikenemise suurenemine ja mehaanilise tugevuse suurenemine. Suvel saab isotsüanaadi indeksit kõvaduse vähenemise korrigeerimiseks asjakohaselt suurendada.
7. Õhuniiskuse mõju
Kui niiskus suureneb, väheneb kõvadus, kuna vahus olev isotsüanaadirühm on reageerinud õhus oleva niiskusega, nii et isotsüanaadi kogust saab vahutamise ajal asjakohaselt suurendada. Kui see on liiga suur, põhjustab see kõvenemistemperatuuri liiga kõrge ja põhjustab kõrvetisi.
8. Atmosfäärirõhu mõju
Keskkonna atmosfäärirõhk vahutamisprotsessi ajal mõjutab teatud määral ka saadud polüuretaanvahust toodete omadusi. Mida kõrgem on rõhk, seda suurem on valmistoote tihedus; vastupidi, mida madalam on rõhk, seda väiksem on valmistoote tihedus. Näiteks sama koostist kasutades annab kõrgematel kõrgustel vahutamine tulemuseks väiksema tihedusega vahttoote.
Lõpuks tahaksime teile meelde tuletada, et pöörake tähelepanu järgmistele punktidele:
A. Vahtplastist toodete moodustumise protsessis toimub geelireaktsioon ja vahutamisreaktsioon samal ajal, kuid reaktsioonide vahel on konkurentsisuhe. Üldiselt on vahutamisreaktsiooni kiirus suurem kui geelistamisreaktsiooni kiirus.
Geelreaktsioon - karbamaadi moodustumise reaktsioon (st isotsüanaatrühmade reaktsioon hüdroksüülrühmadega).
Vahutamisreaktsioon - viitab reaktsioonile, mis hõlmab vett, moodustab karbamiidi ja tekitab mulle.
See, kas polüuretaanvahul on ideaalne avatud raku või suletud raku struktuur, sõltub peamiselt sellest, kas geeli kiirus ja gaasi paisumiskiirus on vahu moodustumise ajal tasakaalus. Seda tasakaalu on võimalik saavutada, reguleerides tertsiaarsete amiinikatalüsaatorite ja vahtstabilisaatorite tüüpe ja koguseid preparaadis.
B. Vahutamissüsteemis moodustunud mullide arv ja vahu rakkude suurus sõltuvad välise nukleeeriva aine mõjust. Mida rohkem nukleeerivat ainet, seda rohkem tekib mulle ja seda väiksemad on rakud.
Nukleeeriv aine on aine, mis võib põhjustada mullide moodustumist, näiteks peened tahked osakesed süsteemis, vedelik, vahu stabilisaator või peened mullid, mis on algselt materjalis lahustunud, sealhulgas polüoolides ja isotsüanaatides lahustatud õhk või lämmastik, süsinikdioksiid, vahu stabilisaator, tahm ja muud täiteained. Need ained võivad põhjustada gaasi tekitamist materjalis rohkem mulle ja mida stabiilsemad on mullid, seda peenemad on poorid.
C. Lüpsiaja pikkus mõjutab teatud määral ka valmis polüuretaanvahu omadusi. Mida pikem on lüpsiaeg, seda rohkem soodustab suurte mullide kasvu. Seetõttu võib suurte mullide tekke vähendamiseks katalüsaatori kogust sobivalt suurendada, mis võib lüpsiaega lühendada, ja geeli reaktsiooni ja mullide moodustumise reaktsiooni vahelise konkurentsi tõttu võib saada peenrakulist vahtu.
