Bọt dẻo polyurethane dùng để chỉ bọt polyurethane dẻo, là một loại bọt polyurethane mềm dẻo, có độ đàn hồi nhất định. Nó là sản phẩm polyurethane được sử dụng nhiều nhất trong các sản phẩm polyurethane. Polyurethane mềm hầu hết là cấu trúc tế bào mở, với mật độ thấp, phục hồi đàn hồi tốt, hấp thụ âm thanh, thông gió, giữ nhiệt và các đặc tính khác. Nó chủ yếu được sử dụng làm vật liệu đệm cho đồ nội thất, nệm, đệm ghế xe cộ, ... Xốp mềm được sử dụng làm vật liệu lọc, vật liệu cách âm, vật liệu chống va đập, vật liệu trang trí, vật liệu đóng gói và vật liệu cách nhiệt.
Xốp dẻo polyurethane có thể được chia thành nhiều loại khác nhau theo các tiêu chuẩn phân loại khác nhau:
A. Theo mức độ mềm và độ cứng, nghĩa là, hiệu suất chịu tải khác nhau, bọt linh hoạt polyurethane có thể được chia thành bọt linh hoạt thông thường, bọt siêu mềm, bọt linh hoạt chịu tải cao và bọt linh hoạt có khả năng phục hồi cao, trong số Trong đó bọt dẻo có khả năng đàn hồi cao và bọt dẻo chịu tải cao Bọt xốp thường được sử dụng trong sản xuất đệm ghế, nệm, v.v.
B. Theo các quy trình sản xuất khác nhau, bọt mềm polyurethane có thể được chia thành bọt mềm dạng khối và bọt mềm dạng khuôn. Xốp mềm dạng khối được sản xuất theo quy trình liên tục để tạo ra xốp có khối lượng lớn, sau đó cắt thành xốp có hình dạng mong muốn. Mút xốp đúc khuôn là sản phẩm xốp trộn trực tiếp nguyên liệu sau đó bơm vào khuôn để tạo bọt thành hình dạng mong muốn thông qua phương pháp khe hở.
Tại sao lại có nhiều loại xốp polyurethane dẻo và nhiều ứng dụng như vậy? Điều này là do sự đa dạng của nguyên liệu sản xuất, do đó, các đặc tính của bọt polyurethane dẻo được tạo ra cũng khác nhau. Sau đó, các nguyên liệu thô được sử dụng cho bọt polyurethane dẻo Tác dụng của bản chất của thành phẩm là gì? Câu trả lời sẽ được đưa ra dưới đây.
1. Polyether polyol
Là nguyên liệu chính để sản xuất bọt polyurethane dẻo, polyether polyol phản ứng với isocyanate để tạo thành urethane, đây là phản ứng khung xương của các sản phẩm bọt. Nếu tăng lượng polyete polyol thì lượng nguyên liệu thô khác (isocyanate, nước và chất xúc tác…) bị giảm đi, điều này dễ gây nứt hoặc xẹp các sản phẩm xốp dẻo polyurethane. Nếu giảm lượng polyete polyol thì sản phẩm xốp polyurethane dẻo thu được sẽ cứng và giảm độ đàn hồi, cảm giác tay không tốt.
Ngoài ra, chức năng trung bình của polyether polyol cũng ảnh hưởng đến các đặc tính của vật liệu bọt dẻo polyurethane thu được. Trong trường hợp có cùng chức năng, khối lượng phân tử của polyether polyol càng lớn thì khả năng phản ứng của nó càng thấp, nhưng độ bền kéo, độ giãn dài và khả năng phục hồi của các sản phẩm bọt dẻo polyurethane thu được được cải thiện đáng kể; ở giá trị tương đương Trong trường hợp giống nhau (khối lượng phân tử / chức năng), nếu chức năng của polyether polyol tăng lên, thì khả năng phản ứng sẽ được nâng cao, tốc độ phản ứng sẽ được tăng tốc tương đối, mức độ liên kết ngang của polyurethane tạo thành sẽ tăng, và độ cứng của bọt sẽ tăng lên, nhưng độ giãn dài của vật liệu sẽ tăng lên. đã từ chối. Do đó, Luoyang Tianjiang Chemical New Materials Co., Ltd. đề xuất rằng việc sản xuất vật liệu xốp dẻo polyurethane nên chọn các polyol polyete có chức năng trung bình lớn hơn 2,5. Nếu chức năng trung bình của polyete polyol quá thấp, polyurethane thu được tạo bọt Khả năng phục hồi sau khi nén sẽ kém.
2. Chất tạo bọt
Nói chung, chỉ có nước (chất tạo bọt hóa học) được sử dụng làm chất tạo bọt trong sản xuất các khối polyurethane có tỷ trọng lớn hơn 21g / cm3, và các điểm sôi thấp như methylene chloride (MC) được sử dụng trong các công thức có tỷ trọng thấp hoặc cực -công thức mềm. Các hợp chất (tác nhân thổi vật lý) đóng vai trò là tác nhân thổi phụ.
Là một tác nhân thổi, nước phản ứng với isocyanate để tạo thành liên kết urê và giải phóng một lượng lớn CO2 và nhiệt. Phản ứng này là một phản ứng kéo dài dây chuyền. Càng nhiều nước, mật độ bọt càng giảm và độ cứng càng mạnh. Đồng thời, các trụ ô ngày càng nhỏ đi làm giảm khả năng chịu lực, dễ bị sập, nứt. Ngoài ra, sự tiêu thụ isocyanate tăng lên, và sự tỏa nhiệt tăng lên. Dễ gây cháy lõi. Nếu lượng nước vượt quá 5. 0 phần, phải thêm chất tạo bọt vật lý để hấp thụ một phần nhiệt và tránh cháy lõi. Khi giảm lượng nước, lượng chất xúc tác cũng giảm tương ứng, nhưng khối lượng riêng của bọt polyurethane dẻo thu được lại tăng lên.
Tác nhân thổi phụ trợ sẽ làm giảm mật độ và độ cứng của bọt dẻo polyurethane. Do tác nhân thổi phụ hấp thụ một phần nhiệt phản ứng trong quá trình khí hóa nên tốc độ đóng rắn bị chậm lại, do đó cần tăng lượng xúc tác một cách thích hợp; đồng thời do khí hóa hấp thụ một phần nhiệt nên tránh được nguy cơ cháy lõi.
3. Toluen diisocyanat
Bọt dẻo polyurethane thường chọn T80, nghĩa là, hỗn hợp của hai đồng phân của 2, 4- TDI và 2, 6- TDI với tỷ lệ (80 ± 2) phần trăm và (20 ± 2) phần trăm .
Lượng isocyanate thực tế {{0}} [0,1554 × (giá trị axit của polyol polyme cộng với giá trị hydroxyl) cộng với 9,667 × phần trăm nước] × chỉ số isocyanate. Chỉ số isocyanate thường được kiểm soát trong khoảng từ 1. 03-1. 10. Khi chỉ số isocyanate tăng trong một phạm vi nhất định, độ cứng của bọt tăng lên, nhưng sau khi đạt đến một điểm nhất định, độ cứng không còn tăng đáng kể, trong khi độ bền xé, độ bền kéo và độ giãn dài đều giảm.
Khi chỉ số isocyanate quá cao, bề mặt sẽ bị dính lâu ngày, mô đun nén của thân bọt tăng lên, cấu trúc mạng lưới bọt sẽ thô, ô kín tăng, tốc độ bật giảm, đôi khi sản phẩm sẽ bị nứt. Đồng thời, do phản ứng liên tục của TDI chưa phản ứng nên nhiệt trị tăng lên, kéo dài thời gian tỏa nhiệt và thời gian đóng rắn, có khi lên đến vài giờ. Điều này sẽ giữ cho nhiệt độ trung tâm của bọt ở nhiệt độ cao trong thời gian dài, dễ gây ra hiện tượng kết tủa và cháy lõi ở tâm khối polyurethane.
Nếu chỉ số isocyanate quá thấp, độ bền cơ học và khả năng đàn hồi của bọt sẽ bị giảm, do đó bọt dễ bị nứt mịn, điều này cuối cùng sẽ dẫn đến vấn đề độ lặp lại của quá trình tạo bọt kém; Ngoài ra, nếu chỉ số isocyanate quá thấp, Nó cũng sẽ làm cho bộ nén của bọt polyurethane lớn hơn, và bề mặt của bọt dễ bị ướt.
4. Chất xúc tác
A. Chất xúc tác amin bậc ba: A33 (dung dịch trietylenđiamin với phần trăm khối lượng là 33%) thường được sử dụng, và chức năng của nó là thúc đẩy phản ứng của isocyanate và nước, điều chỉnh mật độ của bọt và tốc độ mở của bong bóng, v.v. ., chủ yếu để thúc đẩy phản ứng tạo bọt.
Nếu lượng xúc tác amin bậc ba quá nhiều sẽ làm cho sản phẩm bọt polyurethane bị tách ra, trong bọt sẽ có các lỗ rỗng hoặc bọt khí; nếu lượng xúc tác amin bậc ba quá nhỏ, bọt polyurethane tạo thành sẽ co lại, đóng ô và làm cho đáy sản phẩm bọt dày.
B. Chất xúc tác kim loại: T -19 thường được sử dụng làm chất xúc tác organotin octoate; T -19 là một chất xúc tác phản ứng gel có hoạt tính xúc tác cao, và chức năng chính của nó là thúc đẩy phản ứng gel, tức là phản ứng sau này.
Nếu lượng xúc tác organotin quá nhiều sẽ dẫn đến tốc độ hồ hóa quá nhanh, tăng độ nhớt, thay đổi khả năng đàn hồi và độ thoáng khí, dễ gây ra hiện tượng đóng bào; Nếu lượng xúc tác organotin quá ít sẽ gây ra sự ngưng tụ. Nếu lượng chất xúc tác organotin được tăng lên một cách thích hợp, thì có thể thu được bọt polyurethane tế bào mở tốt. Việc tăng lượng xúc tác organotin hơn nữa sẽ làm cho bọt dần dần trở nên chặt hơn, dẫn đến co rút và đóng các tế bào.
Giảm lượng xúc tác amin bậc ba hoặc tăng lượng xúc tác organotin có thể làm tăng độ bền của thành màng bọt polyme khi sinh ra một lượng lớn khí, do đó làm giảm hiện tượng rỗng hoặc nứt.
Việc bọt polyurethane có cấu trúc tế bào mở hay tế bào kín lý tưởng hay không chủ yếu phụ thuộc vào tốc độ phản ứng tạo gel và tốc độ giãn nở khí có cân bằng trong quá trình hình thành bọt polyurethane hay không. Sự cân bằng này có thể đạt được bằng cách điều chỉnh loại và lượng xúc tác xúc tác amin bậc ba và chất ổn định bọt và các chất phụ trợ khác trong công thức.
5. Chất ổn định bọt (dầu silicon)
Chất ổn định bọt là một loại chất hoạt động bề mặt, có thể làm cho polyurea phân tán tốt trong hệ thống tạo bọt, đóng vai trò "điểm liên kết ngang vật lý", và rõ ràng có thể cải thiện độ nhớt ban đầu của hỗn hợp bọt polyurethane và tránh nứt bọt.
Một mặt, chất ổn định bọt có tác dụng nhũ hóa, có thể tăng cường khả năng hòa tan lẫn nhau giữa các thành phần của vật liệu bọt. Nó cũng có thể làm cho không khí phân tán trong nguyên liệu thô dễ tạo mầm hơn trong quá trình khuấy và trộn, giúp tạo bọt mịn, điều chỉnh kích thước của các lỗ xốp, kiểm soát cấu trúc tế bào và cải thiện độ ổn định của bọt. Ngoài ra, nó có thể ngăn ngừa hiệu quả Các vấn đề như xẹp và vỡ các tế bào làm cho thành xốp đàn hồi và kiểm soát kích thước lỗ chân lông và độ đồng đều của xốp. Các chuyên gia từ Luoyang Tianjiang Chemical Industry đã tóm tắt các chức năng của chất ổn định bọt như sau: ổn định bọt trong giai đoạn tạo bọt ban đầu, ngăn bọt kết hợp với nhau trong giai đoạn giữa của quá trình tạo bọt và kết nối các tế bào trong giai đoạn tạo bọt sau đó. Nói chung, càng sử dụng nhiều chất tạo bọt và POP, thì càng sử dụng nhiều dầu silicon.
Nếu lượng chất ổn định xốp quá nhiều thì giai đoạn sau độ đàn hồi của xốp dán tường sẽ tăng lên, các ô sẽ mịn, không dễ bị vỡ nhưng dễ gây đóng ô; Nếu lượng chất ổn định bọt quá ít, bọt sẽ vỡ ra và xẹp xuống sau khi bắt đầu. Bọt thì lỗ chân lông của bọt to và rất dễ tạo bọt, vân vân.
6. Ảnh hưởng của nhiệt độ
Phản ứng tạo bọt của polyurethane tăng khi nhiệt độ của vật liệu tăng, có thể gây cháy lõi và nguy cơ cháy trong các công thức nhạy cảm. Nhiệt độ của các thành phần polyol và isocyanate thường được kiểm soát không đổi. Khi tạo bọt, mật độ bọt giảm và nhiệt độ nguyên liệu tăng tương ứng. Cùng một công thức, cùng một nhiệt độ vật liệu và nhiệt độ cao vào mùa hè, tốc độ phản ứng được đẩy nhanh, dẫn đến giảm mật độ và độ cứng của bọt, tăng độ giãn dài và tăng độ bền cơ học. Vào mùa hè, chỉ số isocyanate có thể được tăng lên một cách thích hợp để điều chỉnh sự giảm độ cứng.
7. Ảnh hưởng của độ ẩm không khí
Khi độ ẩm tăng, độ cứng giảm do phản ứng của nhóm isocyanate trong bọt với độ ẩm trong không khí, do đó lượng isocyanate có thể được tăng lên một cách thích hợp trong quá trình tạo bọt. Nếu nó quá lớn sẽ làm cho nhiệt độ đóng rắn quá cao và gây ra chứng ợ chua.
8. Ảnh hưởng của áp suất khí quyển
Áp suất khí quyển của môi trường trong quá trình tạo bọt cũng sẽ ảnh hưởng đến tính chất của sản phẩm bọt polyurethane thu được ở một mức độ nhất định. Áp suất càng cao, tỷ trọng của thành phẩm càng cao; ngược lại, áp suất càng thấp thì khối lượng riêng của thành phẩm càng giảm. Ví dụ, sử dụng cùng một công thức, tạo bọt ở độ cao cao hơn sẽ tạo ra sản phẩm bọt có mật độ thấp hơn.
Cuối cùng, chúng tôi muốn nhắc bạn chú ý những điểm sau:
A. Trong quá trình hình thành sản phẩm nhựa có bọt, phản ứng tạo gel và phản ứng tạo bọt xảy ra đồng thời, nhưng giữa các phản ứng có mối quan hệ cạnh tranh. Nói chung, tốc độ phản ứng tạo bọt lớn hơn tốc độ phản ứng gel hóa.
Phản ứng gel - Phản ứng tạo cacbamat (tức là phản ứng của nhóm isocyanate với nhóm hydroxyl).
Phản ứng tạo bọt - đề cập đến phản ứng liên quan đến nước, tạo thành urê và tạo ra bong bóng.
Việc bọt polyurethane có cấu trúc tế bào mở hay tế bào kín lý tưởng hay không chủ yếu phụ thuộc vào việc tốc độ gel và tốc độ giãn nở khí có cân bằng trong quá trình hình thành bọt hay không. Sự cân bằng này có thể đạt được bằng cách điều chỉnh loại và lượng chất xúc tác amin bậc ba và chất ổn định bọt trong công thức.
B. Số lượng bọt khí tạo thành trong hệ thống tạo bọt và kích thước của các tế bào trong chất tạo bọt phụ thuộc vào tác dụng của tác nhân tạo mầm bên ngoài. Chất tạo mầm càng nhiều thì bong bóng tạo ra càng nhiều và tế bào càng nhỏ.
Chất tạo hạt nhân là chất có thể gây ra sự hình thành bong bóng, chẳng hạn như các hạt rắn mịn trong hệ thống, chất lỏng, chất ổn định bọt hoặc các bong bóng mịn được hòa tan ban đầu trong vật liệu, bao gồm không khí hoặc nitơ hòa tan trong polyol và isocyanat, carbon dioxide, chất ổn định bọt, carbon đen và các chất độn khác. Những chất này có thể làm cho khí tạo ra nhiều bong bóng hơn trong vật liệu, và bong bóng càng bền thì lỗ xốp càng mịn.
C. Độ dài của thời gian vắt sữa cũng sẽ ảnh hưởng đến các đặc tính của bọt polyurethane thành phẩm ở một mức độ nhất định. Thời gian vắt sữa càng lâu, càng có lợi cho sự phát triển của các bong bóng lớn. Do đó, để giảm tạo bọt lớn, có thể tăng lượng xúc tác thích hợp, có thể rút ngắn thời gian vắt sữa, có thể thu được bọt mịn do sự cạnh tranh giữa phản ứng tạo gel và phản ứng tạo bọt.
