Kallhärdad högelastisk polyuretanskum är ett utmärkt sittdynamaterial, som har fördelarna med god spänst, bra flamskydd och låg kostnad. I den faktiska produktionsprocessen av skum med hög elasticitet uppstår ofta en rad defekter såsom skumkrympning, ihålig skumkollaps, kvarvarande lukt, dålig yta och porer och dålig fukt-värmeåldringsprestanda. Under de senaste åren har författaren gjort några undersökningar om praktiska problem i produktionen.
1. Skumkrympning
I den faktiska produktionen är det vanligaste och svåraste problemet att lösa skumkrympningen. Det finns två huvudorsaker till krympningsfenomenet, verktygsformar och råmaterial, och de två kompletterar varandra.
1.1 Verktygs- och formaspekter
Vid dålig mögeltätning är det lätt att orsaka läckage, så att skumkroppen inte kan nå den designade densiteten, vilket resulterar i skumkrympning. Under krympningen kommer skumprodukten att producera ett fenomen med hårda kanter nära motsvarande avskiljningslinje. Det kan lösas genom att förbättra tätheten i formens mynning eller öka formens fastspänningskraft.
1.2 Råvaror
Om bubbelfilmväggen är mer elastisk under skumningsprocessen, och när en stor mängd gas uppstår och orsakar volymexpansion, expanderar cellerna också utan att gå sönder, och de flesta av de erhållna bubblorna är slutna celler, det vill säga förhållandet med slutna celler är hög, sedan när skummet är När kroppen svalnar sjunker gastrycket i bubblan, vilket gör att skummet krymper och deformeras. Författaren anser att det finns fyra huvudsakliga lösningar för detta fenomen med stängda celler.
(1) Skummets porstorlek och öppna porositet kan kontrolleras genom att justera mängden katalysator. Vanligtvis katalyserar aminkatalysatorer huvudsakligen reaktionen mellan isocyanat och vatten (dvs skumningsreaktion), och trietylendiamin- eller tennorganiska katalysatorer används huvudsakligen för att katalysera reaktionen mellan isocyanat och polyol (dvs gelreaktion). Om katalysatorn som främjar gelning är överdriven, kommer skummet att gela för tidigt, och cellväggsmembranet har god seghet och är inte lätt att brista, vilket bildar slutna celler. För att kontrollera porstorleken och förhållandet mellan öppna celler i skummet, kan mängden gelkatalysator reduceras på lämpligt sätt för att minska tillväxthastigheten för molekylkedjor, så att elasticiteten hos bubbelfilmväggen reduceras vid toppen av gasgenerering och förhållandet med slutna celler reduceras.
2) Bildandet av slutna celler är också relaterat till graden av polymerisation och förgrening av polyeterpolyoler. Detta beror på att i NCO/OH-reaktionen bildar polyetern med hög funktionalitet snabbare en nätverksstruktur, det vill säga det bildade cellmembranet. Väggelasticiteten är större, vilket ökar den slutna cellhastigheten. Den genomsnittliga funktionaliteten för polyetern kan sänkas för att minska skummets slutna cellhastighet.
(3) Mängden skumstabilisator är för hög, vilket gör att cellerna blir för stabila och inte öppna, vilket resulterar i krympning. Därför bör mängden skumstabilisator i produktionen vara lämplig.
(4) När isocyanatindexet är för högt kan det leda till att fenomenet med slutna skumceller förvärras, vilket resulterar i krympning. Isocyanatindexet bör kontrolleras under produktionen.
2. Delvis ihåligt och kollapsat skum inuti
Det finns två huvudorsaker till fenomenet med partiell urholkning och kollaps av skummet i produktionsprocessen av högelastiskt polyuretanskum.
2.1 Obalanserade reaktionshastigheter för gel och skum
I skumningsprocessen, i det sista steget av genereringen av en stor mängd gas, är viskositeten hos bubbelfilmväggen relativt stor, men elasticiteten är dålig. På detta sätt, när gasen i bubblan fortsätter att öka, kan den inte motstå sträckningen av filmväggen, vilket resulterar i att bubblan brister. För att gasen ska kunna komma ut öppnas hålet. Om skumfilmens vägg brister när en stor mängd gas uppstår, har cellernas meridianer och skelett inte tillräcklig styrka för att förhindra denna bristning, och bristningen kommer att spridas ytterligare, vilket kommer att få hela skummet att kollapsa; om brottet sprider sig till en liten del så gör det. Om det stannar kommer det också att göra att skummet delvis urholkas eller spricker. I det här fallet, om gelkatalysatorn i råmaterialet ökas eller mängden skumningskatalysator reduceras för att förbättra balansen mellan gelning och skumningsreaktion, kan styrkan hos bubbelfilmväggen ökas när en stor mängd gas uppstår, och mängden genererad gas kan reduceras på lämpligt sätt, och därigenom minska eller förbättra fenomenet med ihåligt eller kollapsat skum. Detta fenomen är precis motsatsen till fenomenet med slutna cellers krympning. När den skummande katalysatorn är oförändrad och mängden gelkatalysator är låg, är det lätt att orsaka överdriven öppning och kollaps av skummet.
2.2 Mängden skumstabilisator är låg
Silikonskumstabilisator är en av de oumbärliga råvarorna i polyuretanskumningsprocessen. Det kan minska ytspänningen för varje råmaterialkomponent i skumsystemet, stabilisera skumningsprocessen och göra cellerna fina och enhetliga. När systemet är i lågviskositetsstadiet gör det att stomataväggfilmen kan växa till en tjocklek som är lämplig för öppning, vilket skapar förutsättningar för den slutliga öppningen. Om mängden skumstabilisator är för låg blir skumporernas stabilitet dålig och porerna kommer att öppnas i förtid, vilket resulterar i kollapsat skum eller partiell urholkning.
Lämpliga skumstabilisatorer kan koordinera tidsperioden för cellöppning, vilket är en viktig process i skumningsprocessen av högelastiskt skum, annars kommer slutna celler att uppstå. Öppningen måste dock dyka upp när skumningsreaktionen och gelningsreaktionen i princip är avslutad och når jämvikt, det vill säga när skummet når den högsta punkten och skumstyrkan kan bära upp sin egen vikt, annars kommer skummet att kollapsa eller bli ihåligt.
3. Skum har kvarvarande lukt
Kvarvarande lukt i skum kan komma från tre källor.
(1) När isocyanatet är för högt kommer det att finnas kvarvarande toluendiisocyanat i det bildade skummet, vilket resulterar i en skarp lukt.
(2) Om polyetern som valts i råvaruformeln innehåller mycket flyktigt material kan det finnas en "polyeterlukt" efter skumning.
(3) Aminlukten orsakad av den kvarvarande aminkatalysatorn i skummet är relativt stor. Det finns två sätt att lösa denna lukt. För det första kan skummet lagras vid en hög temperatur under en tidsperiod för att förånga den kvarvarande katalysatorn i skummet, men det är svårt att använda i praktiken. För det andra kan tillsats av en aminkatalysator som kan delta i den kemiska reaktionen av skumsystemet minska aminlukten som orsakas av konventionella aminkatalysatorer, men samtidigt kommer skumkostnaden att öka i enlighet därmed.
4. Det finns porer på ytan av skumprodukter
Det finns lufthål på ytan av skumprodukter, eller mörka hål inuti, dessa fenomen kan ha följande fem orsaker.
(1) Formens ytfinish är inte tillräckligt, vilket påverkar materialsystemets flytbarhet, vilket gör skumytan grov och porös. Detta beror främst på förbättring av formens ytfinish, noggrann drift och användning av ett bättre släppmedel.
(2) Om materialsystemets viskositet är för hög och fluiditeten är dålig, kommer det att orsaka kvarvarande bubblor på skumproduktens yta. Detta löses huvudsakligen genom att minska viskositeten hos den kombinerade polyetern. Den mer lämpliga viskositeten i praktiken är 1500-1800mPa·s.
(3) Om gelhastigheten är för hög och tiden är för kort under skumningsprocessen kommer materialsystemets viskositet att öka snabbt, och fluiditeten blir dålig, vilket kan orsaka porer på ytan. Gelningstiden styrs vanligtvis till 55-65s. Men geltiden bör inte vara för lång. Annars, om formens täthet inte uppfyller kraven, kommer det att orsaka slöseri med råmaterial.
(4) Den initiala skumningshastigheten är för hög. Generellt sett, efter att råmaterialet är mer jämnt täckt på den inre ytan av botten av formen, och sedan stiger snabbt, kommer skummet att ha en bättre ytkvalitet; om råmaterialet inte flyter naturligt till ytan av formen och sedan skummar, expanderar Lifting råmaterialet till denna punkt, där det är mer sannolikt att bubblor eller mörka hål genereras. Därför bör lyfttiden förlängas på lämpligt sätt. Kontrolleras vanligtvis i 10-15s. Denna tid påverkas dock i hög grad av mängden katalysator och materialtemperatur och formtemperatur i den faktiska produktionen. Därför bör materialtemperaturen och formtemperaturen kontrolleras strikt under produktionen. I allmänhet bör materialtemperaturen kontrolleras till 22-24 grad .
(5) Utformningen av formens utloppshål är inte lämplig. Generellt sett bör formens ventilationshål vara så små och stora som möjligt, och positionerna bör fördelas på den högsta punkten av skumformen och klämlinjen. Ventilationshålet kan styra materialsystemet. En rimlig fördelning av ventilationshål kan minimera luftbubblor eller mörka hål. Samtidigt, i den faktiska produktionen, bör utformningen av hällvägen också matcha fördelningen av avgashålen. Vid tillverkning av stora sittdynor, om råmaterial hälls på två ställen samtidigt, bör ventilationshål placeras ovanför sammanflödet av de två råvarorna så mycket som möjligt för att undvika att mörka hål genereras.
5. Dålig fuktig värmeåldringsprestanda
Den fuktiga värmeåldringsprestandan hos sittdynors skum är ett mer krävande test som krävs av Volkswagens VW50180-standard. Tidigare huvudsakligen använd för BORA A4 sitsskumtestning, detta test rullas nu ut på JETTA sitsskum. Detta test är att förvara skummet vid en relativ luftfuktighet på 95 procent -100 procent och 90 grader i 200 timmar, sedan komprimera skummet med 50 procent i en 70 graders ugn, förvara det i 22 timmar och sedan ta det ut och mät den efter att ha placerat den i 0,5 timme. mer än 15 procent.
Anledningen som påverkar fukt-värmeåldringsprestandan är främst relaterad till isocyanatindex.
(1) Vid faktisk produktion, när isocyanatindexet är lågt, kan skummets fuktiga värmeprestanda försämras.
Under normala omständigheter bör den allmänna mängden isocyanat vara något högre än den i den teoretiska totala reaktionen, och isocyanatindexet är 1,05, så slutgruppen av slutprodukten av kedjeförlängningsreaktionen bör vara NCO.
Det vill säga nOCN-R-NCO plus (n-1)HO-R'-OH→OCN-R-NHCOO-R'-OCONH-R-NCO
När mängden isocyanat är lägre än den teoretiska mängden är änden av makromolekylen som bör erhållas genom kedjeförlängningsreaktionen en hydroxylgrupp. Hydroxylgrupper har stark hydrofilicitet, vilket leder till en minskning av skumresiliens under fuktig värmetillstånd, det vill säga en minskning av fuktig värmeåldringsprestanda. Detta är också anledningen till att skummet tenderar att bli mjukt och deformeras under den regniga sommaren, eller i områden med hög luftfuktighet och hög temperatur i söder.
(2) Om isocyanatindex är högre än de normala 5 procenten eller mer, på grund av överdriven NCO, kan NCO reagera med vatten i luften, och det finns för många ureagrupper i skummet, vilket resulterar i en styv skumkänsla och minskad spänst, vilket också kan leda till att skummets fuktiga värmeåldringsegenskaper försämras.
6. Sammanfattning
Genereringen av skumdefekter påverkas huvudsakligen av faktorer som råmaterialformel, verktygs- och formtillstånd och produktionsprocessparameterkontroll. Det är nödvändigt att omfattande överväga olika faktorer för att effektivt minska skumdefekter.
