رغوة البولي يوريثان عالية المرونة المعالجة على البارد هي مادة وسادة مقعد ممتازة ، والتي تتمتع بمزايا المرونة الجيدة ، وتثبيط اللهب الجيد والتكلفة المنخفضة. ومع ذلك ، في عملية الإنتاج الفعلية للرغوة عالية المرونة ، غالبا ما تواجه سلسلة من العيوب مثل انكماش الرغوة ، وانهيار الرغوة المجوفة ، والرائحة المتبقية ، وضعف السطح والمسام ، وضعف أداء شيخوخة الرطوبة والحرارة. في السنوات الأخيرة ، أجرى المؤلف بعض الاستكشافات حول المشاكل العملية في الإنتاج.
1. انكماش الرغوة
في الإنتاج الفعلي ، فإن المشكلة الأكثر شيوعا وصعوبة في حلها هي انكماش الرغوة. هناك سببان رئيسيان لظاهرة الانكماش ، قوالب الأدوات والمواد الخام ، ويكمل الاثنان بعضهما البعض.
1.1 جوانب الأدوات والقوالب
في حالة ضعف ختم العفن ، من السهل التسبب في تسرب ، بحيث لا يمكن لجسم الرغوة الوصول إلى الكثافة المصممة ، مما يؤدي إلى انكماش الرغوة. أثناء الانكماش ، سينتج منتج الرغوة ظاهرة حافة صلبة بالقرب من خط الفراق المقابل. يمكن حلها عن طريق تحسين ضيق فم العفن أو زيادة قوة لقط القالب بشكل صحيح.
1.2 المواد الخام
إذا كان جدار فيلم الفقاعة أكثر مرونة أثناء عملية الرغوة ، وعندما تحدث كمية كبيرة من الغاز وتسبب توسعا في الحجم ، تتوسع الخلايا أيضا دون كسر ، ومعظم الفقاعات التي تم الحصول عليها هي خلايا مغلقة ، أي أن نسبة الخلايا المغلقة مرتفعة ، ثم عندما تكون الرغوة عندما يبرد الجسم ، ينخفض ضغط الغاز في الفقاعة ، مما يتسبب في تقلص الرغوة وتشوهها. يعتقد المؤلف أن هناك أربعة حلول رئيسية لهذه الظاهرة ذات الخلايا المغلقة.
(1) يمكن التحكم في حجم المسام والمسامية المفتوحة للرغوة عن طريق ضبط كمية المحفز. عادة ، تحفز محفزات الأمين بشكل رئيسي تفاعل الإيزوسيانات والماء (أي تفاعل الرغوة) ، وتستخدم محفزات ثلاثي إيثيلين ديامين أو الأورجانوتين بشكل أساسي لتحفيز التفاعل بين الإيزوسيانات والبوليول (أي تفاعل الهلام). إذا كان المحفز الذي يعزز التبلور مفرطا ، فإن الرغوة سوف تهتز قبل الأوان ، وغشاء جدار الخلية لديه صلابة جيدة وليس من السهل تمزقه ، مما يشكل خلايا مغلقة. من أجل التحكم في حجم المسام ونسبة الخلايا المفتوحة للرغوة ، يمكن تقليل كمية محفز الجل بشكل مناسب لتقليل معدل نمو السلاسل الجزيئية ، بحيث يتم تقليل مرونة جدار فيلم الفقاعة في ذروة توليد الغاز ، ويتم تقليل نسبة الخلايا المغلقة.
2) يرتبط تكوين الخلايا المغلقة أيضا بدرجة البلمرة وتفرع بوليولات البولي إيثر. هذا لأنه في تفاعل NCO / OH ، يشكل البولي إيثر ذو الوظائف العالية بنية شبكة أسرع ، أي غشاء الخلية المشكلة تكون مرونة الجدار أكبر ، مما يزيد من معدل الخلايا المغلقة. يمكن خفض متوسط وظائف البولي إيثر لتقليل معدل الخلايا المغلقة الرغوية.
(3) كمية مثبت الرغوة مرتفعة للغاية ، مما سيؤدي إلى أن تكون الخلايا مستقرة للغاية وغير مفتوحة ، مما يؤدي إلى انكماش. لذلك ، يجب أن تكون كمية مثبت الرغوة في الإنتاج مناسبة.
(4) عندما يكون مؤشر الأيزوسيانات مرتفعا جدا ، فقد يتسبب ذلك في تفاقم ظاهرة الخلايا المغلقة الرغوية ، مما يؤدي إلى انكماشها. يجب التحكم في مؤشر الإيزوسيانات أثناء الإنتاج.
2. رغوة مجوفة جزئيا ومنهارة داخل
هناك سببان رئيسيان لظاهرة التجويف الجزئي وانهيار الرغوة في عملية إنتاج رغوة البولي يوريثان عالية المرونة.
2.1 معدلات تفاعل غير متوازنة من الجل والرغوة
في عملية الرغوة ، في المرحلة النهائية من توليد كمية كبيرة من الغاز ، تكون لزوجة جدار فيلم الفقاعة كبيرة نسبيا ، لكن المرونة ضعيفة. وبهذه الطريقة ، عندما يستمر الغاز في الفقاعة في الزيادة ، فإنه لا يستطيع تحمل تمدد جدار الفيلم ، مما يؤدي إلى تمزق الفقاعة. للسماح للغاز بالهروب ، يتم فتح الثقب. إذا تمزق جدار فيلم الرغوة عند حدوث كمية كبيرة من الغاز ، فإن خطوط الطول والهياكل العظمية للخلايا ليس لديها ما يكفي من القوة لمنع هذا التمزق ، وسوف ينتشر التمزق أكثر ، مما سيؤدي إلى انهيار الرغوة بأكملها ؛ إذا انتشر التمزق إلى جزء صغير ، فسوف يفعل ذلك إذا توقف ، فسوف يتسبب أيضا في تجويف الرغوة جزئيا أو تشققها. في هذه الحالة ، إذا تم زيادة محفز الجل في المادة الخام أو تم تقليل كمية محفز الرغوة لتحسين التوازن بين الهلام وتفاعل الرغوة ، يمكن زيادة قوة جدار فيلم الفقاعة عند حدوث كمية كبيرة من الغاز ، ويمكن تقليل كمية الغاز المتولدة بشكل مناسب ، وبالتالي الحد من أو تحسين ظاهرة الرغوة المجوفة أو المنهارة. هذه الظاهرة هي بالضبط عكس ظاهرة انكماش الخلايا المغلقة. عندما لا يتغير محفز الرغوة وتكون كمية محفز الجل منخفضة ، فمن السهل التسبب في فتح وانهيار الرغوة بشكل مفرط.
2.2 كمية مثبت الرغوة منخفضة
مثبت رغوة السيليكون هو واحد من المواد الخام التي لا غنى عنها في عملية رغوة البولي يوريثان. يمكن أن يقلل من التوتر السطحي لكل مكون من مكونات المواد الخام في نظام الرغوة ، ويحقق الاستقرار في عملية الرغوة ، ويجعل الخلايا دقيقة وموحدة. عندما يكون النظام في مرحلة اللزوجة المنخفضة ، فإنه يمكن فيلم جدار الثغور من النمو إلى سمك مناسب للفتح ، مما يخلق ظروفا للفتح النهائي. إذا كانت كمية مثبت الرغوة منخفضة للغاية ، فسيكون استقرار مسام الرغوة ضعيفا ، وسيتم فتح المسام قبل الأوان ، مما يؤدي إلى انهيار الرغوة أو التجويف الجزئي.
يمكن لمثبتات الرغوة المناسبة تنسيق الفترة الزمنية لفتح الخلية ، وهي عملية رئيسية في عملية الرغوة للرغوة عالية المرونة ، وإلا سيحدث انكماش الخلايا المغلقة. ومع ذلك ، يجب أن تظهر الفتحة عند اكتمال تفاعل الرغوة وتفاعل التبلور بشكل أساسي والوصول إلى التوازن ، أي عندما تصل الرغوة إلى أعلى نقطة ويمكن أن تدعم قوة الرغوة وزنها الخاص ، وإلا فإن الرغوة ستنهار أو تصبح جوفاء.
3. رغوة لها رائحة المتبقية
قد تنشأ الرائحة المتبقية في الرغوة من ثلاثة مصادر.
(1) عندما يكون الإيزوسيانات مفرطا ، سيكون هناك بقايا تولوين ديزوسيانات في الرغوة المشكلة ، مما يؤدي إلى رائحة نفاذة.
(2) إذا كان البولي إيثر المحدد في صيغة المواد الخام يحتوي على الكثير من المواد المتطايرة ، فقد تكون هناك "رائحة بولي إيثر" بعد الرغوة.
(3) رائحة الأمين الناجمة عن محفز الأمين المتبقي في الرغوة كبيرة نسبيا. هناك طريقتان لحل هذه الرائحة. أولا ، يمكن تخزين الرغوة في درجة حرارة عالية لفترة من الوقت لتطاير المحفز المتبقي في الرغوة ، ولكن من الصعب العمل في الممارسة العملية. ثانيا ، يمكن أن تؤدي إضافة محفز أمين يمكنه المشاركة في التفاعل الكيميائي لنظام الرغوة إلى تقليل رائحة الأمين التي تسببها محفزات الأمين التقليدية ، ولكن في الوقت نفسه ، سيتم زيادة تكلفة الرغوة وفقا لذلك.
4. هناك مسام على سطح منتجات الرغوة
هناك ثقوب هوائية على سطح منتجات الرغوة ، أو ثقوب داكنة في الداخل ، قد يكون لهذه الظواهر الأسباب الخمسة التالية.
(1) الانتهاء من سطح القالب لا يكفي ، مما يؤثر على سيولة نظام المواد ، مما يجعل سطح الرغوة خشنا ومساميا. هذا يعتمد بشكل أساسي على تحسين الانتهاء من سطح القالب ، والتشغيل الدقيق ، واستخدام عامل إطلاق أفضل.
(2) إذا كانت لزوجة نظام المواد عالية جدا وكانت السيولة ضعيفة ، فسوف تسبب فقاعات متبقية على سطح منتج الرغوة. يتم حل هذا بشكل رئيسي عن طريق تقليل لزوجة البولي إيثر المدمج. اللزوجة الأكثر ملاءمة في الممارسة العملية هي 1500-1800mPa·s.
(3) إذا كانت سرعة الجل سريعة جدا وكان الوقت قصيرا جدا أثناء عملية الرغوة ، فستزداد لزوجة نظام المواد بسرعة ، وستصبح السيولة ضعيفة ، مما قد يسبب مسام على السطح. يتم التحكم في وقت الجل بشكل عام في 55-65s. لكن وقت الجل لا ينبغي أن يكون طويلا جدا. خلاف ذلك ، إذا كان ضيق القالب لا يفي بالمتطلبات ، فسوف يتسبب في إهدار المواد الخام.
(4) سرعة الرغوة الأولية سريعة جدا. بشكل عام ، بعد تغطية المواد الخام بالتساوي على السطح الداخلي لأسفل القالب ، ثم ترتفع بسرعة ، سيكون للرغوة جودة سطح أفضل ؛ إذا كانت المادة الخام لا تتدفق بشكل طبيعي إلى سطح القالب ثم الرغوة ، فإن الرفع يوسع المادة الخام إلى هذه النقطة ، حيث من المرجح أن يتم توليد فقاعات أو ثقوب داكنة. لذلك ، يجب تمديد وقت الرفع بشكل مناسب. يتم التحكم فيها بشكل عام في 10-15s. ومع ذلك ، تتأثر هذه المرة بشكل كبير بكمية المحفز ودرجة حرارة المواد ودرجة حرارة العفن في الإنتاج الفعلي. لذلك ، يجب التحكم بدقة في درجة حرارة المادة ودرجة حرارة القالب أثناء الإنتاج. بشكل عام ، يجب التحكم في درجة حرارة المادة عند 22-24 درجة مئوية.
(5) تصميم ثقب العادم القالب غير مناسب. بشكل عام ، يجب أن تكون فتحات التهوية في القالب صغيرة وكبيرة قدر الإمكان ، ويجب توزيع المواضع على أعلى نقطة من قالب الرغوة وخط اللقط. يمكن لفتحة التهوية توجيه نظام المواد. يمكن أن يؤدي التوزيع المعقول لفتحات التهوية إلى تقليل فقاعات الهواء أو الثقوب المظلمة. في الوقت نفسه ، في الإنتاج الفعلي ، يجب أن يتطابق تصميم مسار الصب أيضا مع توزيع ثقوب العادم. في إنتاج وسائد المقاعد الكبيرة ، إذا تم سكب المواد الخام في مكانين في نفس الوقت ، فيجب وضع فتحات التهوية فوق التقاء المادتين الخامتين قدر الإمكان لتجنب توليد الثقوب المظلمة.
5. ضعف أداء الشيخوخة الحرارية الرطبة
يعد أداء الشيخوخة الحرارية الرطبة لرغوة وسادة المقعد اختبارا أكثر تطلبا يتطلبه معيار فولكس واجن VW50180. كان يستخدم سابقا بشكل رئيسي لاختبار رغوة مقعد BORA A4 ، ويتم الآن طرح هذا الاختبار على رغوة مقعد JETTA. هذا الاختبار هو تخزين الرغوة في رطوبة نسبية من 95٪ -100٪ و 90 درجة مئوية لمدة 200 ساعة ، ثم ضغط الرغوة بنسبة 50٪ في فرن 70 درجة مئوية ، وتخزينها لمدة 22 ساعة ، ثم إخراجها وقياسها بعد وضعها لمدة 0.5 ساعة. أكبر من 15٪.
السبب الذي يؤثر على أداء الشيخوخة الرطبة والحرارة يرتبط أساسا بمؤشر الأيزوسيانات.
(1) في الإنتاج الفعلي ، عندما يكون مؤشر الأيزوسيانات منخفضا ، يمكن أن يتدهور الأداء الحراري الرطب للرغوة.
في ظل الظروف العادية ، يجب أن تكون الكمية العامة من الإيزوسيانات أعلى قليلا من تلك الموجودة في التفاعل الكلي النظري ، ومؤشر الأيزوسيانات هو 1.05 ، لذلك يجب أن تكون المجموعة النهائية للناتج النهائي لتفاعل الامتداد المتسلسل هي NCO.
وهذا هو ، NOCN-R-NCO + (N-1) HO-R'-OH→OCN-R-NHCOO-R'-OCONH-R-NCO
عندما تكون كمية الإيزوسيانات أقل من الكمية النظرية ، فإن نهاية الجزيء الكبير الذي يجب الحصول عليه بواسطة تفاعل التمديد المتسلسل هي مجموعة هيدروكسيل. تتمتع مجموعات الهيدروكسيل بمحبة مائية قوية ، مما يؤدي إلى انخفاض في مرونة الرغوة في ظل حالة الحرارة الرطبة ، أي انخفاض في أداء الشيخوخة الرطبة الحرارة. هذا هو السبب أيضا في أن الرغوة تميل إلى أن تصبح ناعمة ومشوهة في الصيف الممطر ، أو في المناطق ذات الرطوبة العالية ودرجة الحرارة العالية في الجنوب.
(2) إذا كان مؤشر الإيزوسيانات أعلى من 5٪ العادي أو أكثر ، بسبب الإفراط في NCO ، يمكن أن يتفاعل NCO مع الماء في الهواء ، وهناك الكثير من مجموعات اليوريا في الرغوة ، مما يؤدي إلى شعور رغوي صلب وانخفاض المرونة ، مما قد يؤدي أيضا إلى تدهور خصائص الشيخوخة الحرارية الرطبة للرغوة.
6. الخاتمة
يتأثر توليد عيوب الرغوة بشكل رئيسي بعوامل مثل صيغة المواد الخام ، وحالة الأدوات والقالب ، والتحكم في معلمة عملية الإنتاج. من الضروري النظر بشكل شامل في عوامل مختلفة للحد بشكل فعال من عيوب الرغوة.
