Hladno polimerizirana poliuretanska pjena visoke otpornosti izvrstan je materijal za jastuk sjedala, koji ima prednosti dobre otpornosti, dobre otpornosti na plamen i niske cijene. Međutim, u stvarnom proizvodnom procesu visokootporne pjene, često se susreće niz nedostataka kao što su skupljanje pjene, urušavanje šupljine pjene, zaostali miris, loša površina i pore, te loša izvedba starenja vlage i topline. Posljednjih godina autor je proveo nekoliko istraživanja praktičnih problema u proizvodnji.
1. Skupljanje pjene
U stvarnoj proizvodnji, najčešći i najteži problem za rješavanje je skupljanje pjene. Dva su glavna razloga za pojavu skupljanja, kalupi za izradu alata i sirovine, a njih dvoje se međusobno nadopunjuju.
1.1 Aspekti alata i kalupa
U slučaju lošeg brtvljenja kalupa, lako je izazvati curenje, tako da tijelo pjene ne može postići projektiranu gustoću, što rezultira skupljanjem pjene. Dok se skuplja, pjenasti proizvod će proizvesti fenomen tvrdog ruba u blizini odgovarajuće linije razdvajanja. Može se riješiti poboljšanjem nepropusnosti otvora kalupa ili pravilnim povećanjem sile stezanja kalupa.
1.2 Sirovine
Ako je stijenka filma mjehurića elastičnija tijekom procesa pjenjenja, a kada se pojavi velika količina plina i uzrokuje ekspanziju volumena, stanice se također šire bez pucanja, a većina dobivenih mjehurića su zatvorene ćelije, odnosno omjer zatvorenih stanica je visoka, onda kada je pjena Kada se tijelo hladi, tlak plina u mjehuriću pada, zbog čega se pjena skuplja i deformira. Autor smatra da postoje četiri glavna rješenja za ovaj fenomen zatvorene ćelije.
(1) Veličina pora i otvorena poroznost pjene mogu se kontrolirati podešavanjem količine katalizatora. Obično aminski katalizatori uglavnom kataliziraju reakciju izocijanata i vode (tj. reakciju pjenjenja), a trietilendiamin ili organokositreni katalizatori uglavnom se koriste za kataliziranje reakcije između izocijanata i poliola (tj. gel reakcija). Ako je katalizator koji potiče geliranje pretjeran, pjena će gelirati prerano, a membrana stanične stijenke ima dobru žilavost i nije ju lako puknuti, stvarajući zatvorene stanice. Kako bi se kontrolirala veličina pora i omjer otvorenih stanica pjene, količina gel katalizatora može se odgovarajuće smanjiti kako bi se smanjila stopa rasta molekularnih lanaca, tako da se elastičnost stijenke filma mjehurića smanji na vrhuncu stvaranja plina. , a omjer zatvorenih ćelija je smanjen.
2) Stvaranje zatvorenih stanica također je povezano sa stupnjem polimerizacije i grananja polieter poliola. To je zato što u NCO/OH reakciji polieter visoke funkcionalnosti brže formira mrežnu strukturu, odnosno formiranu staničnu membranu. Elastičnost stijenke je veća, povećavajući stopu zatvorenosti stanica. Prosječna funkcionalnost polietera može se smanjiti kako bi se smanjila stopa zatvorenih stanica pjene.
(3) Količina stabilizatora pjene je prevelika, što će uzrokovati da ćelije budu previše stabilne i neotvorene, što će rezultirati skupljanjem. Stoga bi količina stabilizatora pjene u proizvodnji trebala biti odgovarajuća.
(4) Kada je izocijanatni indeks previsok, može uzrokovati pogoršanje fenomena pjenasto zatvorenih stanica, što rezultira skupljanjem. Izocijanatni indeks treba kontrolirati tijekom proizvodnje.
2. Djelomično šuplja i srušena pjena iznutra
Dva su glavna razloga za pojavu djelomičnog udubljenja i kolapsa pjene u procesu proizvodnje poliuretanske pjene visoke elastičnosti.
2.1 Neuravnotežene brzine reakcije gela i pjene
U procesu pjenjenja, u završnoj fazi stvaranja velike količine plina, viskoznost stijenke filma mjehurića je relativno velika, ali je elastičnost slaba. Na taj način, kada se plin u mjehuriću nastavi povećavati, on ne može izdržati rastezanje stijenke filma, što rezultira pucanjem mjehurića. Kako bi plin mogao izaći, rupa se otvara. Ako stijenka pjenastog filma pukne kada se pojavi velika količina plina, meridijani i skeleti stanica nemaju dovoljno snage da spriječe to puknuće, te će se puknuće dalje širiti, što će uzrokovati kolaps cijele pjene; ako se puknuće proširi na mali dio, učinit će. Ako prestane, također će uzrokovati djelomično izdubljenje ili pucanje pjene. U ovom slučaju, ako se gel katalizator u sirovom materijalu poveća ili se količina katalizatora za pjenjenje smanji kako bi se poboljšala ravnoteža između geliranja i reakcije pjenjenja, čvrstoća stijenke filma mjehurića može se povećati kada se pojavi velika količina plina, i količina proizvedenog plina može se odgovarajuće smanjiti, čime se smanjuje ili poboljšava fenomen šuplje ili slomljene pjene. Ovaj fenomen je upravo suprotan fenomenu skupljanja zatvorenih stanica. Kada je katalizator za pjenjenje nepromijenjen i količina gel katalizatora je niska, lako je izazvati prekomjerno otvaranje i kolaps pjene.
2.2 Količina stabilizatora pjene je niska
Silikonski stabilizator pjene jedna je od nezamjenjivih sirovina u procesu pjenjenja poliuretana. Može smanjiti površinsku napetost svake komponente sirovine u sustavu pjene, stabilizirati proces pjenjenja i učiniti ćelije finim i jednoličnim. Kada je sustav u fazi niske viskoznosti, omogućuje da film stijenke puči naraste do debljine prikladne za otvaranje, stvarajući uvjete za konačno otvaranje. Ako je količina stabilizatora pjene premala, stabilnost pora pjene bit će loša, a pore će se prerano otvoriti, što će rezultirati slomljenom pjenom ili djelomičnim udubljenjem.
Odgovarajući stabilizatori pjene mogu koordinirati vremenski period otvaranja ćelija, što je glavni proces u procesu pjenjenja visokootporne pjene, inače će doći do skupljanja zatvorenih ćelija. Međutim, otvor se mora pojaviti kada su reakcija pjenjenja i reakcija geliranja u osnovi završene i dostignu ravnotežu, to jest kada pjena dosegne najvišu točku i kada čvrstoća pjene može podnijeti vlastitu težinu, inače će se pjena skupiti ili postati šuplja.
3. Pjena ima zaostali miris
Preostali mirisi u pjeni mogu potjecati iz tri izvora.
(1) Kada je izocijanat prekomjeran, bit će ostataka toluen diizocijanata u formiranoj pjeni, što će rezultirati oštrim mirisom.
(2) Ako polieter odabran u formuli sirovine sadrži puno hlapljivih tvari, nakon pjenjenja se može osjetiti "miris polietera".
(3) Miris amina uzrokovan zaostalim aminskim katalizatorom u pjeni je relativno jak. Postoje dva načina za rješavanje ovog mirisa. Prvo, pjena se može pohraniti na visokoj temperaturi neko vrijeme kako bi se ispario zaostali katalizator u pjeni, ali to je teško raditi u praksi. Drugo, dodavanje aminskog katalizatora koji može sudjelovati u kemijskoj reakciji pjenastog sustava može smanjiti miris amina uzrokovan konvencionalnim aminskim katalizatorima, ali u isto vrijeme, cijena pjene će se povećati u skladu s tim.
4. Na površini proizvoda od pjene postoje pore
Postoje rupe za zrak na površini proizvoda od pjene ili tamne rupe unutar, te pojave mogu imati sljedećih pet razloga.
(1) Površinska obrada kalupa nije dovoljna, što utječe na fluidnost sustava materijala, čineći površinu pjene grubom i poroznom. To uglavnom ovisi o poboljšanju površinske obrade kalupa, pažljivom radu i korištenju boljeg sredstva za odvajanje.
(2) Ako je viskoznost sustava materijala previsoka, a fluidnost loša, to će uzrokovati zaostale mjehuriće na površini pjenastog proizvoda. To se uglavnom rješava smanjenjem viskoznosti kombiniranog polietera. U praksi prikladnija viskoznost je 1500-1800mPa·s.
(3) Ako je brzina geliranja prebrza, a vrijeme prekratko tijekom procesa pjenjenja, viskoznost sustava materijala brzo će se povećati, a fluidnost će postati loša, što može uzrokovati pore na površini. Vrijeme geliranja općenito se kontrolira na 55-65s. Ali vrijeme geliranja ne smije biti predugo. Inače, ako nepropusnost kalupa ne zadovoljava zahtjeve, to će uzrokovati gubitak sirovina.
(4) Početna brzina pjenjenja je prebrza. Općenito govoreći, nakon što je sirovina ravnomjernije prekrivena unutarnjom površinom dna kalupa, a zatim se brzo digne, pjena će imati bolju kvalitetu površine; ako sirovina ne teče prirodno na površinu kalupa i zatim se zapjeni, Lifting širi sirovinu do ove točke, gdje je vjerojatnije da će se stvoriti mjehurići ili tamne rupe. Stoga bi vrijeme podizanja trebalo na odgovarajući način produžiti. Općenito kontrolirano u 10-15s. Međutim, na ovo vrijeme uvelike utječe količina katalizatora i temperatura materijala te temperatura kalupa u stvarnoj proizvodnji. Stoga, temperaturu materijala i temperaturu kalupa treba strogo kontrolirati tijekom proizvodnje. Općenito, temperaturu materijala treba kontrolirati na 22-24 stupnjeva.
(5) Dizajn ispušnog otvora kalupa nije prikladan. Općenito govoreći, otvori za ventilaciju kalupa trebaju biti što manji i veći, a položaji trebaju biti raspoređeni na najvišoj točki kalupa za pjenjenje i liniji za stezanje. Ventilacijski otvor može voditi sustav materijala. Razumna raspodjela otvora za ventilaciju može smanjiti mjehuriće zraka ili tamne rupe. U isto vrijeme, u stvarnoj proizvodnji, dizajn rute za izlijevanje također bi trebao odgovarati raspodjeli ispušnih otvora. U proizvodnji velikih jastuka za sjedala, ako se sirovine sipaju na dva mjesta u isto vrijeme, otvore za ventilaciju treba postaviti iznad ušća dviju sirovina što je više moguće kako bi se izbjeglo stvaranje tamnih rupa.
5. Loša izvedba starenja u vlazi
Učinkovitost starenja pjene jastuka sjedala na vlagu je zahtjevniji test koji zahtijeva Volkswagenov standard VW50180. Prethodno se uglavnom koristio za testiranje BORA A4 pjene za sjedala, ovaj test se sada provodi na JETTA pjeni za sjedala. Ovaj test se sastoji od pohranjivanja pjene pri relativnoj vlažnosti od 95 posto -100 posto i 90 stupnjeva tijekom 200 sati, zatim komprimiranje pjene za 50 posto u pećnici na 70 stupnjeva, čuvanje 22 sata, a zatim je uzmite izvadite i izmjerite nakon što ste ga stavili na 0,5 sati. veći od 15 posto.
Razlog koji utječe na učinak starenja u vlazi i toplini uglavnom je povezan s izocijanatnim indeksom.
(1) U stvarnoj proizvodnji, kada je izocijanatni indeks nizak, učinak vlažne topline pjene može se pogoršati.
U normalnim okolnostima, opća količina izocijanata trebala bi biti malo veća od one u teoretskoj ukupnoj reakciji, a izocijanatni indeks je 1,05, tako da krajnja skupina konačnog produkta reakcije produljenja lanca treba biti NCO.
To jest, nOCN-R-NCO plus (n-1)HO-R'-OH→OCN-R-NHCOO-R'-OCONH-R-NCO
Kada je količina izocijanata manja od teorijske količine, kraj makromolekule koji treba dobiti reakcijom produljenja lanca je hidroksilna skupina. Hidroksilne skupine imaju snažnu hidrofilnost, što dovodi do smanjenja otpornosti pjene u vlažno-toplinskom stanju, odnosno do smanjenja učinka starenja pri vlagi-toplini. To je i razlog zašto pjena postaje mekana i deformirana u kišnim ljetima ili u područjima s visokom vlagom i visokom temperaturom na jugu.
(2) Ako je izocijanatni indeks viši od normalnih 5 posto ili više, zbog prekomjernog NCO, NCO može reagirati s vodom u zraku, a u pjeni ima previše skupina uree, što rezultira osjećajem krute pjene i smanjenim otpornost, što također može dovesti do pogoršanja svojstava starenja pjene na vlažnoj toplini.
6. Zaključak
Na stvaranje nedostataka pjene uglavnom utječu čimbenici kao što su formula sirovine, stanje alata i kalupa te kontrola parametara proizvodnog procesa. Potrebno je sveobuhvatno razmotriti različite čimbenike kako bi se učinkovito smanjili nedostaci pjene.
