Busa fleksibel poliuretan mengacu pada busa poliuretan fleksibel, yang merupakan jenis busa poliuretan fleksibel dengan elastisitas tertentu. Ini adalah produk poliuretan yang paling banyak digunakan dalam produk poliuretan. Busa lunak poliuretan sebagian besar struktur sel terbuka, dengan kepadatan rendah, pemulihan elastis yang baik, penyerapan suara, ventilasi, pelestarian panas dan sifat lainnya. Hal ini terutama digunakan sebagai bahan bantalan untuk furnitur, kasur, bantalan kursi kendaraan, dll. Busa lembut digunakan sebagai bahan filter, bahan insulasi suara, bahan tahan guncangan, bahan dekoratif, bahan kemasan dan bahan insulasi panas.
Busa fleksibel poliuretan dapat dibagi menjadi berbagai jenis sesuai dengan standar klasifikasi yang berbeda:
A. Menurut tingkat kelembutan dan kekerasan, yaitu, kinerja tahan beban yang berbeda, busa fleksibel poliuretan dapat dibagi menjadi busa fleksibel biasa, busa super lembut, busa fleksibel pemuatan tinggi dan busa fleksibel ketahanan tinggi, di antara yang mana busa fleksibel dengan ketahanan tinggi dan busa fleksibel dengan beban tinggi Busa umumnya digunakan dalam pembuatan bantal kursi, kasur, dll.
B. Menurut proses produksi yang berbeda, busa lunak poliuretan dapat dibagi menjadi busa lunak blok dan busa lunak cetakan. Busa lunak blok diproduksi dengan proses berkelanjutan untuk menghasilkan busa bervolume besar, dan kemudian dipotong menjadi busa dengan bentuk yang diinginkan. Busa lunak yang dicetak adalah produk busa yang secara langsung mencampur bahan baku dan kemudian disuntikkan ke dalam cetakan hingga berbusa menjadi bentuk yang diinginkan melalui metode celah.
Mengapa ada begitu banyak jenis busa poliuretan fleksibel dan begitu banyak aplikasi? Hal ini dikarenakan bahan baku produksi yang beragam, sehingga sifat dari busa poliuretan fleksibel yang dibuat juga berbeda. Lalu, bahan baku yang digunakan untuk busa poliuretan fleksibel Apa efek dari sifat produk jadi? Jawabannya akan diberikan di bawah ini.
1. Polieter poliol
Sebagai bahan baku utama untuk memproduksi busa poliuretan fleksibel, polieter poliol bereaksi dengan isosianat untuk membentuk uretana, yang merupakan reaksi kerangka produk busa. Jika jumlah polieter poliol meningkat, jumlah bahan baku lainnya (isosianat, air dan katalis, dll.) berkurang, yang mudah menyebabkan keretakan atau keruntuhan produk busa fleksibel poliuretan. Jika jumlah polieter poliol berkurang, produk busa poliuretan fleksibel yang diperoleh akan menjadi keras dan elastisitasnya akan berkurang, dan perasaan tangan akan buruk.
Selain itu, fungsionalitas rata-rata polieter poliol juga mempengaruhi sifat bahan busa fleksibel poliuretan yang diperoleh. Dalam hal fungsi yang sama, semakin besar berat molekul polieter poliol, semakin rendah reaktivitasnya, tetapi kekuatan tarik, perpanjangan dan ketahanan produk busa fleksibel poliuretan yang diperoleh meningkat secara signifikan; dalam nilai ekivalen Dalam kasus yang sama (berat molekul/fungsi), jika fungsi polieter poliol meningkat, reaktivitas akan ditingkatkan, laju reaksi akan relatif dipercepat, tingkat ikatan silang poliuretan yang dihasilkan akan meningkat, dan kekerasan busa akan meningkat, tetapi pemanjangan material akan meningkat. telah menurun. Oleh karena itu, Luoyang Tianjiang Chemical New Materials Co., Ltd. menyarankan bahwa produksi bahan busa fleksibel poliuretan harus memilih polieter poliol dengan fungsionalitas rata-rata lebih dari 2,5. Jika fungsionalitas rata-rata polieter poliol terlalu rendah, busa poliuretan yang diperoleh Pemulihan setelah kompresi buruk.
2. Agen berbusa
Umumnya, hanya air (bahan pembusa kimia) yang digunakan sebagai bahan pembusa dalam pembuatan blok poliuretan dengan densitas lebih besar dari 21g/cm3, dan titik didih rendah seperti metilen klorida (MC) digunakan dalam formulasi densitas rendah atau ultra -formulasi lembut. Senyawa (zat peniup fisik) bertindak sebagai zat peniup tambahan.
Sebagai blowing agent, air bereaksi dengan isosianat untuk membentuk ikatan urea dan melepaskan sejumlah besar CO2 dan panas. Reaksi ini merupakan reaksi perpanjangan berantai. Semakin banyak air, semakin rendah kepadatan busa dan semakin kuat kekerasannya. Pada saat yang sama, pilar sel menjadi lebih kecil dan lebih lemah, yang mengurangi daya dukung, dan cenderung runtuh dan retak. Selain itu, konsumsi isosianat meningkat, dan pelepasan panas meningkat. Sangat mudah untuk menyebabkan pembakaran inti. Jika jumlah air melebihi 5.0 bagian, bahan pembusa fisik harus ditambahkan untuk menyerap sebagian panas dan menghindari pembakaran inti. Ketika jumlah air berkurang, jumlah katalis juga berkurang, tetapi densitas busa poliuretan fleksibel yang diperoleh meningkat.
Bahan peniup bantu akan mengurangi kepadatan dan kekerasan busa fleksibel poliuretan. Karena zat peniup bantu menyerap sebagian panas reaksi selama gasifikasi, laju pengawetan diperlambat, sehingga perlu untuk meningkatkan jumlah katalis dengan tepat; pada saat yang sama, karena gasifikasi menyerap sebagian panas, bahaya pembakaran inti dapat dihindari.
3. Toluena diisosianat
Busa fleksibel poliuretan umumnya memilih T80, yaitu campuran dua isomer 2,4-TDI dan 2,6-TDI dengan perbandingan (80±2) persen dan (20±2) persen .
Jumlah isosianat sebenarnya{{0}}[0,1554×(nilai asam polimer poliol ditambah nilai hidroksil) ditambah 9,667×persen air ]×indeks isosianat. Indeks isosianat biasanya dikontrol antara 1,03-1,10. Ketika indeks isosianat meningkat dalam kisaran tertentu, kekerasan busa meningkat, tetapi setelah mencapai titik tertentu, kekerasan tidak lagi meningkat secara signifikan, sedangkan kekuatan sobek, kekuatan tarik dan perpanjangan semuanya menurun.
Ketika indeks isosianat terlalu tinggi, permukaan akan lengket untuk waktu yang lama, modulus tekan badan busa akan meningkat, struktur jaringan busa akan menjadi kasar, sel tertutup akan meningkat, laju rebound akan menurun, dan kadang-kadang produk akan retak. Pada saat yang sama, karena reaksi terus menerus dari TDI yang tidak bereaksi, nilai kalor meningkat, dan waktu eksotermik dan waktu pengawetan diperpanjang, kadang-kadang hingga beberapa jam. Ini akan menjaga suhu tengah busa pada suhu tinggi untuk waktu yang lama, yang akan dengan mudah menyebabkan kokas dan pembakaran inti di tengah blok poliuretan.
Jika indeks isosianat terlalu rendah, kekuatan mekanik dan ketahanan busa akan berkurang, sehingga busa rentan terhadap retakan halus, yang pada akhirnya akan menyebabkan masalah pengulangan yang buruk dari proses pembusaan; selain itu, jika indeks isosianat terlalu rendah, juga akan membuat set kompresi busa poliuretan lebih besar, dan permukaan busa cenderung terasa basah.
4. Katalis
A. Katalis amina tersier: A33 (larutan trietilendiamin dengan fraksi massa 33 persen ) umumnya digunakan, dan fungsinya adalah untuk meningkatkan reaksi isosianat dan air, menyesuaikan kepadatan busa dan laju pembukaan gelembung, dll. ., terutama untuk mempromosikan reaksi berbusa.
Jika jumlah katalis amina tersier terlalu banyak, akan menyebabkan produk busa poliuretan pecah, dan akan ada pori-pori atau gelembung di dalam busa; jika jumlah katalis amina tersier terlalu kecil, busa poliuretan yang dihasilkan akan menyusut, sel-sel tertutup, dan akan membuat bagian bawah produk busa menjadi tebal.
B. Katalis organologam: T-19 umumnya digunakan sebagai katalis organotin oktoat; T-19 adalah katalis reaksi gel dengan aktivitas katalitik yang tinggi, dan fungsi utamanya adalah untuk mendorong reaksi gel, yaitu reaksi selanjutnya.
Jika jumlah katalis organotin terlalu banyak akan menyebabkan kecepatan gelasi terlalu cepat, peningkatan viskositas, perubahan ketahanan dan permeabilitas udara, dan mudah menyebabkan fenomena sel tertutup; jika jumlah katalis organotin terlalu kecil, akan menyebabkan pengembunan. Lem yang tidak mencukupi, mengakibatkan pemecahan selama proses pembusaan, retakan di tepi atau atas busa, dan de-blanking dan gerinda. Jika jumlah katalis organotin ditingkatkan dengan tepat, busa poliuretan sel terbuka yang baik dapat diperoleh. Peningkatan jumlah katalis organotin lebih lanjut akan membuat busa secara bertahap lebih ketat, sehingga sel menyusut dan tertutup.
Mengurangi jumlah katalis amina tersier atau meningkatkan jumlah katalis organotin dapat meningkatkan kekuatan dinding film gelembung polimer ketika sejumlah besar gas dihasilkan, sehingga mengurangi fenomena lekukan atau keretakan.
Apakah busa poliuretan memiliki struktur sel terbuka atau sel tertutup yang ideal terutama tergantung pada apakah kecepatan reaksi gel dan kecepatan ekspansi gas seimbang selama pembentukan busa poliuretan. Keseimbangan ini dapat dicapai dengan mengatur jenis dan jumlah katalisis katalis amina tersier dan stabilisasi busa dan bahan pembantu lainnya dalam formulasi.
5. Penstabil busa (minyak silikon)
Penstabil busa adalah sejenis surfaktan, yang dapat membuat poliurea menyebar dengan baik dalam sistem pembusaan, memainkan peran "titik penghubung silang fisik", dan jelas dapat meningkatkan viskositas awal campuran busa poliuretan dan menghindari retak busa.
Di satu sisi, penstabil busa memiliki efek emulsifikasi, yang dapat meningkatkan kelarutan timbal balik antara komponen bahan busa. Ini juga dapat membuat udara yang terdispersi dalam bahan baku lebih mudah untuk dinukleasi selama proses pengadukan dan pencampuran, yang membantu untuk menghasilkan gelembung halus, menyesuaikan ukuran pori-pori busa, mengendalikan struktur sel, dan meningkatkan stabilitas pembusaan. Selain itu, secara efektif dapat mencegah Masalah seperti keruntuhan dan pecahnya sel membuat dinding busa elastis dan mengontrol ukuran pori dan keseragaman busa. Para ahli dari Industri Kimia Luoyang Tianjiang merangkum fungsi penstabil busa sebagai berikut: menstabilkan busa pada tahap awal berbusa, mencegah busa menyatu di tahap tengah berbusa, dan menghubungkan sel-sel pada tahap pembusaan selanjutnya. Umumnya, semakin banyak bahan pembusa dan POP yang digunakan, semakin banyak minyak silikon yang digunakan.
Jika jumlah stabilizer busa terlalu banyak, elastisitas dinding busa akan meningkat pada tahap selanjutnya, dan sel-sel akan halus dan tidak mudah pecah, tetapi mudah menyebabkan sel-sel tertutup; jika jumlah stabilizer busa terlalu kecil, busa akan pecah dan runtuh setelah dimulai. Busa, pori-pori busa besar dan mudah menggelembung dan sebagainya.
6. Pengaruh suhu
Reaksi pembusaan poliuretan meningkat seiring dengan meningkatnya suhu material, yang dapat menyebabkan pembakaran inti dan bahaya kebakaran dalam formulasi sensitif. Suhu komponen poliol dan isosianat umumnya dikontrol konstan. Saat berbusa, kepadatan busa berkurang dan suhu material meningkat. Rumus yang sama, suhu material yang sama dan suhu tinggi di musim panas, kecepatan reaksi dipercepat, menghasilkan penurunan kepadatan dan kekerasan busa, peningkatan perpanjangan, dan peningkatan kekuatan mekanik. Di musim panas, indeks isosianat dapat ditingkatkan dengan tepat untuk memperbaiki penurunan kekerasan.
7. Pengaruh kelembaban udara
Ketika kelembaban meningkat, kekerasan menurun karena reaksi gugus isosianat dalam busa dengan kelembaban di udara, sehingga jumlah isosianat dapat ditingkatkan dengan tepat selama pembusaan. Jika terlalu besar, akan menyebabkan suhu curing menjadi terlalu tinggi dan menyebabkan mulas.
8. Pengaruh tekanan atmosfer
Tekanan atmosfer lingkungan selama proses pembusaan juga akan mempengaruhi sifat produk busa poliuretan yang diperoleh sampai batas tertentu. Semakin tinggi tekanan, semakin tinggi kepadatan produk jadi; sebaliknya, semakin rendah tekanan, semakin rendah kepadatan produk jadi. Misalnya, dengan menggunakan formulasi yang sama, pembusaan pada ketinggian yang lebih tinggi menghasilkan produk busa dengan kepadatan yang lebih rendah.
Akhirnya, kami ingin mengingatkan Anda untuk memperhatikan poin-poin berikut:
A. Dalam proses pembentukan produk plastik berbusa, reaksi gel dan reaksi pembusaan terjadi secara bersamaan, tetapi ada hubungan kompetitif antara reaksi. Secara umum, kecepatan reaksi pembusaan lebih besar dari kecepatan reaksi gelasi.
Reaksi Gel - Reaksi pembentukan karbamat (yaitu reaksi gugus isosianat dengan gugus hidroksil).
Reaksi berbusa - mengacu pada reaksi yang melibatkan air, membentuk urea dan menghasilkan gelembung.
Apakah busa poliuretan memiliki struktur sel terbuka atau sel tertutup yang ideal terutama tergantung pada apakah kecepatan gel dan kecepatan ekspansi gas seimbang selama pembentukan busa. Keseimbangan ini dapat dicapai dengan mengatur jenis dan jumlah katalis amina tersier dan penstabil busa dalam formulasi.
B. Jumlah gelembung yang terbentuk dalam sistem pembusaan dan ukuran sel dalam busa bergantung pada efek zat penginti eksternal. Semakin banyak agen nukleasi, semakin banyak gelembung yang dihasilkan, dan semakin kecil selnya.
Nucleating agent adalah zat yang dapat menyebabkan pembentukan gelembung, seperti partikel padat halus dalam sistem, cairan, stabilizer busa atau gelembung halus yang awalnya larut dalam bahan, termasuk udara atau nitrogen yang dilarutkan dalam poliol dan isosianat, Karbon dioksida, stabilizer busa, karbon hitam dan pengisi lainnya. Zat-zat ini dapat menyebabkan gas menghasilkan lebih banyak gelembung dalam bahan, dan semakin stabil gelembung, semakin halus pori-porinya.
C. Lamanya waktu pemerahan juga akan mempengaruhi sifat-sifat busa poliuretan jadi sampai batas tertentu. Semakin lama waktu pemerahan, semakin kondusif untuk pertumbuhan gelembung besar. Oleh karena itu, untuk mengurangi pembentukan gelembung besar, jumlah katalis dapat ditingkatkan dengan tepat, yang dapat mempersingkat waktu pemerahan, dan busa sel halus dapat diperoleh karena persaingan antara reaksi gel dan reaksi pembentukan gelembung.
