Busa poliuretan dengan ketahanan tinggi yang diawetkan dengan dingin adalah bahan bantalan kursi yang sangat baik, yang memiliki keunggulan ketahanan yang baik, ketahanan api yang baik, dan biaya rendah. Namun, dalam proses produksi sebenarnya dari busa dengan ketahanan tinggi, serangkaian cacat seperti penyusutan busa, keruntuhan berongga busa, bau sisa, permukaan dan pori-pori yang buruk, dan kinerja penuaan kelembaban-panas yang buruk sering ditemui. Dalam beberapa tahun terakhir, penulis telah melakukan beberapa eksplorasi pada masalah praktis dalam produksi.
1. Penyusutan busa
Dalam produksi aktual, masalah yang paling umum dan sulit dipecahkan adalah susut busa. Ada dua alasan utama untuk fenomena penyusutan, cetakan perkakas dan bahan baku, dan keduanya saling melengkapi.
1.1 Aspek perkakas dan cetakan
Dalam kasus penyegelan cetakan yang buruk, mudah menyebabkan kebocoran, sehingga badan busa tidak dapat mencapai kepadatan yang dirancang, mengakibatkan penyusutan busa. Saat menyusut, produk busa akan menghasilkan fenomena tepi keras di dekat garis perpisahan yang sesuai. Ini dapat diselesaikan dengan meningkatkan kekencangan mulut cetakan atau meningkatkan kekuatan penjepit cetakan dengan benar.
1.2 Bahan baku
Jika dinding film gelembung lebih elastis selama proses pembusaan, dan ketika sejumlah besar gas terjadi dan menyebabkan ekspansi volume, sel-sel juga mengembang tanpa pecah, dan sebagian besar gelembung yang diperoleh adalah sel tertutup, yaitu rasio sel tertutup. tinggi, maka saat busanya Saat tubuh mendingin, tekanan gas dalam gelembung turun, menyebabkan busa menyusut dan berubah bentuk. Penulis percaya bahwa ada empat solusi utama untuk fenomena sel tertutup ini.
(1) Ukuran pori dan porositas terbuka busa dapat dikontrol dengan mengatur jumlah katalis. Biasanya, katalis amina terutama mengkatalisis reaksi isosianat dan air (yaitu, reaksi berbusa), dan katalis trietilendiamina atau organotin terutama digunakan untuk mengkatalisis reaksi antara isosianat dan poliol (yaitu, reaksi gel). Jika katalis yang mendorong gelasi berlebihan, busa akan menjadi gel sebelum waktunya, dan membran dinding sel memiliki ketangguhan yang baik dan tidak mudah pecah, membentuk sel tertutup. Untuk mengontrol ukuran pori dan rasio sel terbuka busa, jumlah katalis gel dapat dikurangi dengan tepat untuk mengurangi laju pertumbuhan rantai molekul, sehingga elastisitas dinding film gelembung berkurang pada puncak pembentukan gas. , dan rasio sel tertutup berkurang.
2) Pembentukan sel tertutup juga berkaitan dengan derajat polimerisasi dan percabangan polieter poliol. Hal ini karena dalam reaksi NCO/OH, polieter dengan fungsionalitas tinggi membentuk struktur jaringan lebih cepat, yaitu membran sel yang terbentuk. Elastisitas dinding lebih besar, meningkatkan laju sel tertutup. Fungsionalitas rata-rata polieter dapat diturunkan untuk mengurangi laju sel tertutup busa.
(3) Jumlah busa stabilizer terlalu tinggi, yang akan menyebabkan sel menjadi terlalu stabil dan tidak terbuka, mengakibatkan penyusutan. Oleh karena itu, jumlah foam stabilizer dalam produksi harus sesuai.
(4) Bila indeks isosianat terlalu tinggi, dapat memperburuk fenomena sel tertutup busa, yang mengakibatkan penyusutan. Indeks isosianat harus dikontrol selama produksi.
2. Busa sebagian berongga dan runtuh di dalam
Ada dua alasan utama untuk fenomena lekukan parsial dan keruntuhan busa dalam proses produksi busa poliuretan dengan ketahanan tinggi.
2.1 Laju reaksi gel dan busa yang tidak seimbang
Dalam proses pembusaan, pada tahap akhir pembentukan sejumlah besar gas, viskositas dinding film gelembung relatif besar, tetapi elastisitasnya buruk. Dengan cara ini, ketika gas dalam gelembung terus meningkat, ia tidak dapat menahan peregangan dinding film, yang mengakibatkan pecahnya gelembung. Untuk memungkinkan gas keluar, lubang dibuka. Jika dinding film busa pecah ketika sejumlah besar gas terjadi, meridian dan kerangka sel tidak memiliki kekuatan yang cukup untuk mencegah pecahnya ini, dan pecahnya akan menyebar lebih jauh, yang akan menyebabkan seluruh busa runtuh; jika pecah menyebar ke bagian kecil, itu akan dilakukan Jika berhenti, itu juga akan menyebabkan busa sebagian berlubang atau retak. Dalam hal ini, jika katalis gel dalam bahan baku ditingkatkan atau jumlah katalis berbusa dikurangi untuk meningkatkan keseimbangan antara reaksi gelasi dan pembusaan, kekuatan dinding film gelembung dapat ditingkatkan ketika sejumlah besar gas terjadi, dan jumlah gas yang dihasilkan dapat dikurangi dengan tepat, sehingga mengurangi atau meningkatkan fenomena busa berongga atau runtuh. Fenomena ini justru kebalikan dari fenomena penyusutan sel tertutup. Ketika katalis berbusa tidak berubah dan jumlah katalis gel rendah, mudah menyebabkan pembukaan dan keruntuhan busa yang berlebihan.
2.2 Jumlah penstabil busa rendah
Penstabil busa silikon adalah salah satu bahan baku yang sangat diperlukan dalam proses pembusaan poliuretan. Ini dapat mengurangi tegangan permukaan setiap komponen bahan baku dalam sistem busa, menstabilkan proses berbusa, dan membuat sel-sel halus dan seragam. Ketika sistem berada dalam tahap viskositas rendah, ini memungkinkan film dinding stomata tumbuh hingga ketebalan yang sesuai untuk pembukaan, menciptakan kondisi untuk pembukaan akhir. Jika jumlah penstabil busa terlalu rendah, stabilitas pori-pori busa akan buruk, dan pori-pori akan terbuka sebelum waktunya, mengakibatkan busa runtuh atau lubang sebagian.
Stabilisator busa yang tepat dapat mengoordinasikan periode waktu pembukaan sel, yang merupakan proses utama dalam proses pembusaan busa dengan ketahanan tinggi, jika tidak, penyusutan sel tertutup akan terjadi. Namun, pembukaan harus muncul ketika reaksi pembusaan dan reaksi pembentukan gel pada dasarnya selesai dan mencapai kesetimbangan, yaitu ketika busa mencapai titik tertinggi dan kekuatan busa dapat menopang beratnya sendiri, jika tidak busa akan runtuh atau menjadi berlubang.
3. Busa memiliki sisa bau
Bau sisa dalam busa dapat berasal dari tiga sumber.
(1) Bila isosianat berlebihan, akan ada sisa toluena diisosianat dalam busa yang terbentuk, sehingga menimbulkan bau yang menyengat.
(2) Jika polieter yang dipilih dalam formula bahan baku mengandung banyak bahan yang mudah menguap, mungkin ada "bau polieter" setelah berbusa.
(3) Bau amina yang ditimbulkan oleh katalis residu amina dalam busa relatif besar. Ada dua cara untuk mengatasi bau ini. Pertama, busa dapat disimpan pada suhu tinggi untuk jangka waktu tertentu untuk menguapkan sisa katalis dalam busa, tetapi dalam praktiknya sulit untuk dioperasikan. Kedua, menambahkan katalis amina yang dapat berpartisipasi dalam reaksi kimia sistem busa dapat mengurangi bau amina yang disebabkan oleh katalis amina konvensional, tetapi pada saat yang sama, biaya busa akan meningkat.
4. Ada pori-pori di permukaan produk busa
Ada lubang udara di permukaan produk busa, atau lubang gelap di dalamnya, fenomena ini mungkin memiliki lima alasan berikut.
(1) Permukaan akhir cetakan tidak cukup, yang mempengaruhi fluiditas sistem material, membuat permukaan busa kasar dan berpori. Ini terutama tergantung pada peningkatan permukaan akhir cetakan, operasi yang hati-hati, dan penggunaan zat pelepas yang lebih baik.
(2) Jika viskositas sistem material terlalu tinggi dan fluiditasnya buruk, itu akan menyebabkan gelembung sisa pada permukaan produk busa. Ini terutama diselesaikan dengan mengurangi viskositas polieter gabungan. Viskositas yang lebih sesuai dalam praktek adalah 1500-1800mPa·s.
(3) Jika kecepatan gel terlalu cepat dan waktu terlalu singkat selama proses pembusaan, viskositas sistem material akan meningkat dengan cepat, dan fluiditas akan menjadi buruk, yang dapat menyebabkan pori-pori di permukaan. Waktu gel umumnya dikontrol pada 55-65s. Tetapi waktu gel tidak boleh terlalu lama. Jika tidak, jika kekencangan cetakan tidak memenuhi persyaratan, itu akan menyebabkan pemborosan bahan baku.
(4) Kecepatan buih awal terlalu cepat. Secara umum, setelah bahan baku lebih merata menutupi permukaan bagian dalam bagian bawah cetakan, dan kemudian naik dengan cepat, busa akan memiliki kualitas permukaan yang lebih baik; jika bahan baku tidak mengalir secara alami ke permukaan cetakan dan kemudian berbusa, Pengangkatan memperluas bahan mentah ke titik ini, di mana gelembung atau lubang gelap lebih mungkin dihasilkan. Oleh karena itu, waktu pengangkatan harus diperpanjang dengan tepat. Umumnya dikontrol dalam 10-15d. Namun, waktu ini sangat dipengaruhi oleh jumlah katalis dan suhu bahan dan suhu cetakan dalam produksi aktual. Oleh karena itu, suhu material dan suhu cetakan harus dikontrol secara ketat selama produksi. Umumnya, suhu material harus dikontrol pada derajat 22-24 .
(5) Desain lubang pembuangan cetakan tidak cocok. Secara umum, lubang ventilasi cetakan harus sekecil dan sebesar mungkin, dan posisi harus didistribusikan pada titik tertinggi cetakan berbusa dan garis penjepit. Lubang ventilasi dapat memandu sistem material. Distribusi lubang ventilasi yang wajar dapat meminimalkan gelembung udara atau lubang gelap. Pada saat yang sama, dalam produksi aktual, desain rute penuangan juga harus sesuai dengan distribusi lubang pembuangan. Dalam produksi bantalan kursi besar, jika bahan baku dituangkan di dua tempat pada saat yang sama, lubang ventilasi harus dipasang di atas pertemuan dua bahan baku sebanyak mungkin untuk menghindari pembentukan lubang gelap.
5. Kinerja penuaan panas lembab yang buruk
Kinerja penuaan panas lembab dari busa bantalan kursi adalah tes yang lebih menuntut yang dipersyaratkan oleh standar VW50180 Volkswagen. Sebelumnya terutama digunakan untuk pengujian busa kursi BORA A4, pengujian ini sekarang diluncurkan pada busa kursi JETTA. Pengujian ini menyimpan busa pada kelembaban relatif 95 persen -100 persen dan 90 derajat selama 200 jam, kemudian memampatkan busa sebesar 50 persen dalam oven 70 derajat, menyimpannya selama 22 jam, dan kemudian mengambilnya keluarkan dan ukur setelah didiamkan selama 0,5 jam. lebih besar dari 15 persen.
Alasan yang mempengaruhi kinerja penuaan lembab-panas terutama terkait dengan indeks isosianat.
(1) Dalam produksi aktual, ketika indeks isosianat rendah, kinerja panas lembab busa dapat menurun.
Dalam keadaan normal, jumlah umum isosianat harus sedikit lebih tinggi dari pada reaksi total teoritis, dan indeks isosianat adalah 1,05, sehingga kelompok akhir produk akhir dari reaksi perpanjangan rantai harus NCO.
Yaitu, nOCN-R-NCO ditambah (n-1)HO-R'-OH→OCN-R-NHCOO-R'-OCONH-R-NCO
Ketika jumlah isosianat lebih rendah dari jumlah teoritis, ujung makromolekul yang harus diperoleh oleh reaksi perpanjangan rantai adalah gugus hidroksil. Gugus hidroksil memiliki hidrofilisitas yang kuat, yang menyebabkan penurunan ketahanan busa di bawah keadaan panas-lembab, yaitu, penurunan kinerja penuaan panas-lembab. Ini juga alasan mengapa busa cenderung menjadi lunak dan berubah bentuk di musim hujan, atau di daerah dengan kelembaban tinggi dan suhu tinggi di selatan.
(2) Jika indeks isosianat lebih tinggi dari normal 5 persen atau lebih, karena NCO berlebihan, NCO dapat bereaksi dengan air di udara, dan ada terlalu banyak kelompok urea dalam busa, sehingga busa terasa kaku dan berkurang ketahanan, yang juga dapat menyebabkan sifat penuaan panas lembab dari busa memburuk.
6. Kesimpulan
Generasi cacat busa terutama dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti formula bahan baku, perkakas dan keadaan cetakan, dan kontrol parameter proses produksi. Penting untuk mempertimbangkan secara komprehensif berbagai faktor untuk secara efektif mengurangi cacat busa.
