Polyuretan flexibelt skum avser flexibelt polyuretanskum, vilket är ett slags flexibelt polyuretanskum med viss elasticitet. Det är den mest använda polyuretanprodukten i polyuretanprodukter. Polyuretan mjukt skum är mestadels öppen cellstruktur, med låg densitet, god elastisk återhämtning, ljudabsorption, ventilation, värmebehandling och andra egenskaper. Den används främst som kuddmaterial för möbler, madrass, sittdyna etc. Det mjuka skummet används som filtermaterial, ljudisoleringsmaterial, stötsäkert material, dekorativt material, förpackningsmaterial och värmeisoleringsmaterial.
Polyuretan flexibelt skum kan delas in i olika typer enligt olika klassificeringsstandarder:
A. Beroende på graden av mjukhet och hårdhet, det vill säga de olika belastningsbeständiga prestanda, kan flexibelt polyuretanskum delas in i vanligt flexibelt skum, supermjukt skum, flexibelt skum med hög belastning och flexibelt skum med hög motståndskraft, bland annat flexibelt skum med hög motståndskraft och flexibelt skum med hög belastning används vanligtvis vid tillverkning av sittdynor, madrasser etc.
B. Enligt de olika produktionsprocesserna kan mjukt polyuretanskum delas in i blockmjukt skum och gjutet mjukt skum. Blockmjukt skum produceras genom en kontinuerlig process för att producera skum med stor volym och skär det sedan i skum med önskad form. Det gjutna mjuka skummet är en skumprodukt som direkt blandar råvarorna och sedan injicerar det i formen för att skumma i önskad form genom gapmetoden.
Varför finns det så många typer av flexibla polyuretanskum och så många applikationer? Detta beror på de olika produktionsråvarorna, så att egenskaperna hos de flexibla polyuretanskum som tillverkas också är olika. Sedan de råvaror som används för flexibla polyuretanskum Vilka är effekterna av den färdiga produktens natur? Svaret kommer att ges nedan.
1. Polyeterpolyol
Som det huvudsakliga råmaterialet för framställning av flexibelt polyuretanskum reagerar polyeterpolyol med isocyanat för att bilda uretan, vilket är skelettreaktionen av skumprodukter. Om mängden polyeterpolyol ökas reduceras mängden andra råmaterial (isocyanat, vatten och katalysator etc.), vilket är lätt att orsaka sprickbildning eller kollaps av de flexibla skumprodukterna av polyuretan. Om mängden polyeterpolyol reduceras kommer den erhållna flexibla polyuretanskumprodukten att vara hård och elasticiteten kommer att minskas och handkänslan blir dålig.
Dessutom påverkar den genomsnittliga funktionaliteten hos polyeterpolyolen också egenskaperna hos det erhållna flexibla skummaterialet av polyuretan. När det gäller samma funktionalitet, ju större molekylvikten för polyeterpolyolen är, desto lägre är dess reaktivitet, men draghållfastheten, förlängningen och motståndskraften hos de erhållna polyuretanflexibla skumprodukterna förbättras avsevärt; i motsvarande värde I fallet med samma (molekylvikt / funktionalitet), om funktionaliteten hos polyeterpolyol ökar, kommer reaktiviteten att förbättras, reaktionshastigheten kommer att accelereras relativt, graden av tvärbindning av den resulterande polyuretanen kommer att öka och skumets hårdhet kommer att öka, men materialets förlängning kommer att öka. har minskat. Därför föreslog Luoyang Tianjiang Chemical New Materials Co., Ltd. att produktionen av flexibla skummaterial av polyuretan skulle välja polyeterpolyoler med en genomsnittlig funktionalitet på mer än 2,5. Om den genomsnittliga funktionaliteten hos polyeterpolyoler är för låg, de erhållna polyuretanskummen Återhämtningen efter kompression är dålig.
2. Skummedel
I allmänhet används endast vatten (kemiskt skummedel) som skummedel vid tillverkning av polyuretanblock med en densitet större än 21 g / cm3, och låga kokpunkter såsom metylenklorid (MC) används i formuleringar med låg densitet eller ultramjuka formuleringar. Föreningar (fysiska jäsmedel) fungerar som hjälpblåsmedel.
Som jäsmedel reagerar vatten med isocyanat för att bilda ureabindningar och frigöra en stor mängd CO2 och värme. Denna reaktion är en kedjeförlängningsreaktion. Ju mer vatten, desto lägre skumdensitet och desto starkare hårdhet. Samtidigt blir cellpelarna mindre och svagare, vilket minskar bärförmågan och är benägen att kollapsa och spricka. Dessutom ökar förbrukningen av isocyanat och värmeavgivningen ökar. Det är lätt att orsaka kärnbränning. Om mängden vatten överstiger 5,0 delar måste ett fysiskt skummedel tillsättas för att absorbera en del av värmen och undvika kärnförbränning. När mängden vatten reduceras reduceras mängden katalysator på motsvarande sätt, men densiteten hos det erhållna flexibla polyuretanskummet ökas.
Hjälpblåsmedel minskar densiteten och hårdheten hos polyuretanflexibelt skum. Eftersom hjälpblåsmedlet absorberar en del av reaktionsvärmen under förgasning sänks härdningshastigheten, så det är nödvändigt att på lämpligt sätt öka mängden katalysator; samtidigt, eftersom förgasningen absorberar en del av värmen, undviks risken för kärnförbränning.
3. Toluendiisocyanat
Flexibelt polyuretanskum väljer i allmänhet T80, det vill säga en blandning av två isomerer av 2,4-TDI och 2,6-TDI med ett förhållande av (80±2)% och (20±2)%.
Den faktiska mängden isocyanat = [0,1554× (syravärde för polyolpolymer + hydroxylvärde) + 9,667×vatten%] ×isocyanatindex. Isocyanatindexet kontrolleras vanligtvis mellan 1,03-1,10. När isocyanatindexet ökar inom ett visst intervall ökar skumets hårdhet, men efter att ha nått en viss punkt ökar hårdheten inte längre signifikant, medan rivstyrkan, draghållfastheten och töjningen minskar.
När isocyanatindexet är för högt kommer ytan att vara klibbig under lång tid, skumkroppens tryckmodul kommer att öka, skumnätverksstrukturen blir grov, den slutna cellen ökar, reboundhastigheten minskar och ibland kommer produkten att spricka. Samtidigt, på grund av den kontinuerliga reaktionen av oreagerad TDI, ökar värmevärdet och den exoterma tiden och härdningstiden förlängs, ibland upp till flera timmar. Detta kommer att hålla skumets mitttemperatur vid en hög temperatur under lång tid, vilket lätt kommer att orsaka koksning och kärnförbränning i mitten av polyuretanblocket.
Om isocyanatindexet är för lågt kommer skumets mekaniska hållfasthet och motståndskraft att minskas, så att skummet är benäget för fina sprickor, vilket så småningom kommer att leda till problemet med dålig repeterbarhet av skumningsprocessen; dessutom, om isocyanatindexet är för lågt, också Det kommer att göra kompressionssatsen av polyuretanskummet större, och skumytan är benägen att känna sig våt.
4. Katalysator
A. Tertiär aminkatalysator: A33 (trietylendiaminlösning med en massfraktion av 33%) används vanligtvis, och dess funktion är att främja reaktionen av isocyanat och vatten, justera skumdensiteten och bubblans öppningshastighet etc., främst för att främja skumreaktion.
Om mängden tertiär aminkatalysator är för mycket kommer det att få polyuretanskumprodukterna att splittras och det kommer att finnas porer eller bubblor i skummet; om mängden tertiär aminkatalysator är för liten kommer det resulterande polyuretanskummet att krympa, slutna celler och göra skumprodukten botten tjock.
B. Organometallisk katalysator: T-19 används vanligtvis som en organisk oktoatkatalysator; T-19 är en gelreaktionskatalysator med hög katalytisk aktivitet, och dess huvudsakliga funktion är att främja gelreaktionen, det vill säga den senare reaktionen.
Om mängden tennorganiskalysator är för mycket kommer det att leda till för snabb geleringshastighet, ökning av viskositeten, förändring i motståndskraft och luftpermeabilitet och lätt orsaka fenomen med slutna celler; om mängden tennorganiskalysator är för liten kommer det att orsaka kondens Otillräckligt lim, vilket resulterar i splittring under skumningsprocessen, sprickor på kanten eller toppen av skummet och avfärgning och grader. Om mängden tennorganiskalysator ökas på lämpligt sätt kan ett bra polyuretanskum med öppna celler erhållas. Ytterligare ökning av mängden organotinatalysator kommer att göra skummet gradvis tätare, vilket resulterar i krympning och slutna celler.
Att minska mängden tertiär aminkatalysator eller öka mängden tennorganiskalysator kan öka styrkan hos polymerbubbelfilmväggen när en stor mängd gas genereras, vilket minskar fenomenet ihålighet eller sprickbildning.
Huruvida polyuretanskummet har en idealisk öppen cell- eller sluten cellstruktur beror huvudsakligen på om gelreaktionshastigheten och gasutvidgningshastigheten balanseras under bildandet av polyuretanskummet. Denna balans kan uppnås genom att justera typen och mängden tertiär aminkatalysator och skumstabilisering och andra hjälpmedel i formuleringen.
5. Skumstabilisator (silikonolja)
Skumstabilisator är ett slags ytaktivt medel som kan få polyurea att sprida sig väl i skumningssystemet, spela rollen som "fysisk tvärbindningspunkt" och kan uppenbarligen förbättra den tidiga viskositeten hos polyuretanskumblandningen och undvika skumsprickor.
Å ena sidan har skumstabilisatorn en emulgeringseffekt, vilket kan förbättra den ömsesidiga lösligheten mellan skummaterialets komponenter. Det kan också göra luften dispergerad i råmaterialet lättare att kärnbilda under omrörnings- och blandningsprocessen, vilket är till hjälp för att generera fina bubblor, justera storleken på skumporerna, kontrollera cellstrukturen och förbättra skumstabiliteten. Dessutom kan det effektivt förhindra Problem som kollaps och bristning av cellerna gör skumväggen elastisk och kontrollerar skummets porstorlek och enhetlighet. Experter från Luoyang Tianjiang Chemical Industry sammanfattade skumstabilisatorernas funktioner enligt följande: stabilisera skummet i det inledande skumningsstadiet, förhindra att skummet smälter samman i skummets mittstadium och anslut cellerna i det senare skumningsstadiet. I allmänhet används ju mer skummedel och POP, desto mer silikonolja används.
Om mängden skumstabilisator är för mycket kommer skumväggens elasticitet att öka i det senare skedet, och cellerna blir bra och inte lätta att brista, men det är lätt att orsaka slutna celler; om mängden skumstabilisator är för liten kommer skummet att brista och kollapsa efter start. Skum, skumets porer är stora och det är lätt att bubbla och så vidare.
6. Påverkan av temperaturen
Den skummande reaktionen av polyuretan ökar när materialets temperatur ökar, vilket kan orsaka kärnförbränning och brandrisker i känsliga formuleringar. Temperaturen hos polyol- och isocyanatkomponenterna kontrolleras i allmänhet konstant. Vid skumning minskar skumdensiteten och materialtemperaturen ökar i enlighet därmed. Samma formel, samma materialtemperatur och hög temperatur på sommaren accelereras reaktionshastigheten, vilket resulterar i en minskning av skumdensiteten och hårdheten, en ökning av töjningen och en ökning av mekanisk hållfasthet. På sommaren kan isocyanatindexet ökas på lämpligt sätt för att korrigera minskningen av hårdheten.
7. Påverkan av luftfuktighet
När luftfuktigheten ökar minskar hårdheten på grund av isocyanatgruppens reaktion i skummet med fukten i luften, så mängden isocyanat kan ökas på lämpligt sätt under skumning. Om den är för stor kommer det att orsaka att härdningstemperaturen blir för hög och orsakar halsbränna.
8. Påverkan av atmosfärstryck
Atmosfärstrycket i miljön under skumningsprocessen kommer också att påverka egenskaperna hos de erhållna polyuretanskumprodukterna i viss utsträckning. Ju högre tryck, desto högre densitet hos den färdiga produkten; tvärtom, ju lägre tryck, desto lägre densitet hos den färdiga produkten. Till exempel, med samma formulering, resulterar skumning på högre höjder i en skumprodukt med lägre densitet.
Slutligen vill vi påminna dig om att vara uppmärksam på följande punkter:
A. Vid bildningsprocessen av skummade plastprodukter uppträder gelreaktionen och skumreaktionen samtidigt, men det finns ett konkurrensförhållande mellan reaktionerna. I allmänhet är skumreaktionshastigheten större än geleringsreaktionshastigheten.
Gelreaktion - Karbamatbildningsreaktion (dvs reaktion av isocyanatgrupper med hydroxylgrupper).
Skummande reaktion - avser reaktionen som involverar vatten, bildar urea och genererar bubblor.
Huruvida polyuretanskum har en idealisk öppen cell- eller sluten cellstruktur beror huvudsakligen på om gelhastigheten och gasutvidgningshastigheten balanseras under skumbildning. Denna balans kan uppnås genom att justera typerna och mängderna av tertiära aminkatalysatorer och skumstabilisatorer i formuleringen.
B. Antalet bubblor som bildas i skumningssystemet och storleken på cellerna i skummet beror på effekten av det yttre kärnbildsmedlet. Ju mer kärnbildsmedlet desto fler bubblor genereras och desto mindre är cellerna.
Kärnbildande medel är ett ämne som kan orsaka bubbelbildning, såsom fina fasta partiklar i systemet, vätska, skumstabilisator eller fina bubblor som ursprungligen lösts upp i materialet, inklusive luft eller kväve upplöst i polyoler och isocyanater, koldioxid, skumstabilisator, kolsvart och andra fyllmedel. Dessa ämnen kan göra att gasen genererar fler bubblor i materialet, och ju stabilare bubblorna är, desto finare porer.
C. Mjölkningstidens längd kommer också att påverka egenskaperna hos det färdiga polyuretanskummet i viss utsträckning. Ju längre mjölkningstiden är desto mer bidrar till tillväxten av stora bubblor. För att minska genereringen av stora bubblor kan därför mängden katalysator ökas på lämpligt sätt, vilket kan förkorta mjölkningstiden och fincellsskum kan erhållas på grund av konkurrensen mellan gelreaktionen och bubbelbildningsreaktionen.
