Komponen utama buih poliuretana (buih PU) ialah poliuretana. Bahan mentah terutamanya poliisosianat dan poliol. Dengan menambah bahan tambahan yang sesuai—yang paling penting ialah satu siri aditif berbuih yang berkaitan dengan berbuih— -Sejumlah besar buih dijana dalam produk tindak balas, dengan itu memperoleh produk buih poliuretana. Artikel ini akan memperkenalkan secara ringkas bahan mentah dan alat bantu berbuih untuk penghasilan buih PU.

1. Poliisosianat
Poliisosianat yang paling biasa digunakan dalam penghasilan buih poliuretana ialah toluena diisosianat (TDI), polymethylene polyphenyl isocyanate (PAPI), diphenylmethane diisocyanate (MDI) dan MDI cecair (L-MDI).

TDI digunakan terutamanya dalam industri plastik buih untuk menghasilkan buih poliuretana yang fleksibel. MDI lebih reaktif daripada TDI dan kurang meruap. Sesetengah MDI diubah suai cecair boleh digunakan sebagai pengganti TDI dalam pengeluaran buih poliuretana fleksibel, seperti busa poliuretana fleksibel berketumpatan tinggi dan buih separa tegar atau bahan elastik poliuretana mikrosel. pembuatan.

PAPI juga dipanggil MDI mentah dan MDI polimer. Purata berat molekul produk PAPI biasa adalah paling banyak dalam julat 30 hingga 400, dan pecahan jisim NCOnya ialah 31% hingga 32%. Kefungsian purata PAPI kelikatan rendah biasanya antara 2.5 dan 2.9.

Dalam bidang plastik buih, PAPI dan PAPI yang diubah suai digunakan terutamanya untuk menghasilkan pelbagai buih poliuretana tegar, dan sejumlah kecil digunakan untuk menghasilkan buih lembut berdaya tahan tinggi, buih seluruh kulit, dan buih separa tegar. PAPI boleh dicampur dengan TDI untuk membuat buih tahan sejuk dan berdaya tahan tinggi. 2. Polieter dan poliester poliol

1. Polieter poliol
Polieter poliol yang digunakan untuk menghasilkan buih poliuretana yang fleksibel biasanya polieter rantai panjang dan berfungsi rendah. Kefungsian polieter poliol dalam rumusan buih lembut secara amnya adalah 2~3, dan purata berat molekul adalah antara 2000-6500. Triol polieter adalah yang paling biasa digunakan dalam buih lembut. Secara amnya, gliserin (gliserol) digunakan sebagai agen permulaan, yang diperoleh melalui pempolimeran pembukaan cincin 1,2-propilena oksida atau dikopolimerkan dengan sejumlah kecil etilena oksida. Berat molekul Secara amnya antara 3000~7000.

Antaranya, polieter kereaktifan tinggi digunakan terutamanya untuk buih lembut berdaya tahan tinggi, dan juga boleh digunakan untuk produk buih seperti buih separa tegar. Sebilangan kecil polieter glikol boleh digunakan sebagai bahan tambahan dan dicampur dengan triol polieter dalam formulasi buih lembut. Polieter poliol dengan ketidaktepuan rendah dan berat molekul tinggi boleh digunakan untuk menghasilkan buih lembut dan mengurangkan jumlah TDI.

Umumnya, polieter poliol dengan fungsi tinggi dan nilai hidroksil tinggi digunakan dalam rumusan buih tegar, supaya pautan silang dan ketegaran yang mencukupi dapat dihasilkan. Nilai hidroksil poliol polieter buih tegar biasanya 350~650mg KOH/g, dan kefungsian purata melebihi 3. Rumusan buih keras am kebanyakannya bercampur dengan dua polieter, dan nilai hidroksil purata adalah kira-kira 4000mg KOH/g.

Formulasi buih separa tegar secara amnya menggunakan sebahagian daripada polieter berat molekul tinggi, terutamanya poliol polieter kereaktifan tinggi dan sebahagian daripada polieter buih tegar berfungsi tinggi, berat molekul rendah.

2. Poliester poliol
Poliol poliester alifatik kelikatan rendah biasa seperti diol polidietilena adipat dengan nilai hidroksil kira-kira 56 mg KOH/g atau poliol poliester bercabang sedikit boleh digunakan untuk membuat buih lembut poliester Poliuretana. Poliester poliol mempunyai kereaktifan yang tinggi. Pada masa ini, buih blok PU poliester hanya digunakan dalam sebilangan kecil kawasan seperti aksesori pakaian.

Poliol aromatik yang disintesis daripada asid dibasic (seperti anhidrida phthalic, asid tereftalat, dsb.) dan diol molekul kecil (dietilena glikol, dsb.) atau poliol. Antaranya, nilai hidroksil yang tinggi boleh digunakan untuk menghasilkan buih tegar poliuretana dan poliol. Buih tegar isosianurat. Nilai hidroksil yang lebih rendah bagi alkohol poliester phthalic anhydride juga boleh digunakan untuk buih fleksibel berdaya tahan tinggi, buih seluruh kulit dan buih separa tegar, dan bahan poliuretana bukan buih.

3. Polimer poliol
Poliol polimer (polieter cantuman) mengandungi stirena tegar, homopolimer akrilonitril dan kopolimer dan polimer cantuman. Polimer vinil ini bertindak seperti "pengisi" organik untuk meningkatkan prestasi galas beban.

Poliol polimer boleh digunakan untuk menghasilkan buih fleksibel berkekerasan tinggi, buih berdaya tahan tinggi, buih lembut acuan haba, buih separa tegar, buih berkulit sendiri, produk acuan suntikan tindak balas (RIM), dll., yang boleh mengurangkan ketebalan produk dan mengurangkan Ketumpatan buih mengurangkan kos, juga boleh meningkatkan sel terbuka plastik buih, dan memberikan produk prestasi kalis api tertentu.

Poliol poliurea (penyebaran PHD) juga merupakan poliol diubah suai polimer khas, yang boleh digunakan untuk buih lembut berdaya tahan tinggi, buih separa tegar dan buih lembut. Terdapat beberapa produk di pasaran pada masa ini.

Terdapat juga beberapa poliol khas yang digunakan dalam penghasilan buih poliuretana, seperti poliol minyak sayuran, poliol poliester rosin, dan poliol polimer polimer.

3. Alat bantu berbuih
Alat bantuan berbuih sangat diperlukan dalam pembuatan buih poliuretana, termasuk pemangkin, penstabil buih (penstabil buih), agen berbuih, dan lain-lain. Terdapat juga beberapa bahan tambahan yang pilihan dan boleh digunakan apabila diperlukan, seperti penghalang. Ejen pembakaran, pemanjang rantai/ejen silang silang, antioksidan, penstabil cahaya, pelembut buih, pembuka sel, pengisi, pes warna, agen antistatik, penstabil hidrolisis, penstabil penyimpanan komposisi buih, dsb.

1. Ejen berbuih
Air adalah agen berbuih yang penting dalam penghasilan bahan poliuretana. Ia adalah agen berbuih kimia. Gas karbon dioksida yang dihasilkan oleh tindak balas dengan isosianat mengembang, berbuih, dan memejalkan bahan buih viskoelastik untuk mendapatkan pelbagai buih poliuretana.

Oleh kerana karbon dioksida mempunyai kekonduksian haba yang tinggi dan kebolehtelapan yang kuat, agen berbuih fizikal mesti digunakan untuk formulasi buih poliuretana tegar yang memerlukan sifat penebat haba yang tinggi. Oleh kerana peringkat awal pencampuran bahan dalam pengeluaran buih tegar menjana banyak haba dalam masa berpuluh-puluh saat, ia memerlukan agen berbuih untuk menyerap sebahagian daripada haba, dan pada masa yang sama, pengegasan agen berbuih menjadikan buih mengembang dan buih.

Dalam pengeluaran buih poliuretana yang fleksibel, untuk mendapatkan buih fleksibel berketumpatan rendah tanpa terlalu banyak air menyebabkan buih menjadi tegar, secara amnya perlu untuk mengawal jumlah air dan menambah jumlah agen berbuih fizikal yang sesuai sebagai tambahan. agen berbuih.

CFC-11 (Trichlorofluoromethane) merealisasikan pengeluaran perindustrian pada akhir 1920-an. Kerana CFC-11 mempunyai ciri-ciri tidak mudah terbakar, takat didih yang sesuai, pengegasan mudah, kekonduksian haba gas rendah, ketoksikan rendah, keserasian yang baik dengan bahan mentah poliuretana, tidak menghakis, harga rendah, proses berbuih mudah, dan lain-lain, ia adalah pengeluaran buih poliuretana Ejen tiupan yang sangat ideal dalam medium.

Dari tahun 1960-an hingga awal 1990-an, CFC-11 digunakan secara meluas sebagai agen tiupan untuk buih poliuretana. Walau bagaimanapun, pada tahun 1970-an, saintis mendapati bahawa CFC-11 yang dipancarkan di atmosfera secara perlahan boleh memusnahkan lapisan ozon, yang menarik perhatian ahli alam sekitar di seluruh dunia. Jenis utama agen tiupan yang kini digunakan sebagai alternatif kepada CFC-11 ialah HCFC (hydrochlorofluorocarbon), HFC (hydrofluorocarbon), HC (alkana), CO2 cecair, dan air.

2. Penstabil buih
Apabila menghasilkan buih poliuretana, penstabil buih (atau penstabil buih) adalah komponen yang sangat diperlukan. Ia boleh meningkatkan keterlarutan bersama setiap komponen, dan memainkan peranan mengemulsi bahan buih, menstabilkan buih dan menyesuaikan sel. Penstabil buih ialah surfaktan, dan terdapat dua jenis sebatian bukan silikon dan sebatian organosilikon.

Kebanyakan penstabil buih yang sedang digunakan ialah kopolimer blok polysiloxane oxyalkylene, yang merupakan surfaktan silikon diubah suai polieter, kadang-kadang biasanya dirujuk sebagai "minyak silikon" dalam industri. Disebabkan oleh julat luas komposisi struktur surfaktan jenis ini dan kesan penggunaan yang baik, surfaktan silikon diubah suai polieter telah digunakan secara meluas sebagai penstabil buih dalam industri buih poliuretana.

3. Pembuka pori
Kaedah untuk mendapatkan buih poliuretana sel terbuka:

Gunakan mangkin yang sesuai untuk mencapai keseimbangan yang diperlukan antara tindak balas gel dan tindak balas berbuih. Apabila bahan buih naik ke titik tertinggi, kekuatan filem dinding sel tidak mencukupi untuk mengelak gelembung di dalamnya, dan gas pecah keluar dari dinding untuk membentuk sel terbuka. Struktur buih;
Gunakan bahan mentah polieter poliol yang sesuai untuk membentuk buih sel terbuka;
Apabila pemangkin dan bahan mentah utama tidak mencukupi untuk menyelesaikan masalah, sejumlah kecil pembuka sel digunakan untuk menyebarkan urea yang terbentuk oleh air berbuih untuk mendapatkan buih dengan nisbah sel terbuka tertentu.

Pembuka sel ialah sejenis surfaktan khas, umumnya mengandungi segmen atau kumpulan hidrofobik dan hidrofilik. Fungsinya adalah untuk mengurangkan ketegangan permukaan buih, menggalakkan pecah sel, dan meningkatkan kadar sel terbuka buih poliuretana. Meningkatkan pengecutan produk plastik buih lembut, separa tegar dan tegar yang disebabkan oleh sel tertutup.

Disebabkan oleh ketumpatan penyambung silang yang tinggi bagi buih poliuretana tegar biasa, kekuatan filem dinding sel dalam pembuih adalah tinggi, dan ia biasanya merupakan struktur sel tertutup. Walau bagaimanapun, dengan menambahkan agen pembuka sel, buih poliuretana tegar sel terbuka boleh dihasilkan untuk pengurangan hingar, Tujuan seperti penapisan.

Parafin cecair hidrofobik awal, polibutadiena, dimetil polisiloksana, dll. boleh digunakan sebagai penstabil buih dan pembuka sel. Penyerakan parafin dan polietilena oksida juga boleh digunakan sebagai pembuka sel. Pada masa ini, komposisi kimia khas kopolieter polioksipropilena-etilena oksida, kopolimer polioksialkilena-polisiloksana, dsb. digunakan sebagai agen pembuka liang.

4. Pelembut
Penggunaan pelembut dalam penghasilan buih poliuretana fleksibel yang dirumus dengan kandungan air yang tinggi boleh menghalang kekakuan buih yang disebabkan oleh kumpulan urea yang berlebihan. Pengubah suai pelembut buih mempunyai kesan melembutkan. Penggunaan pelembut boleh mengurangkan jumlah isosianat dan dengan itu kekerasan buih. Ia digunakan dalam pengeluaran buih poliuretana yang fleksibel. Pelembut komersial biasanya mengandungi polieter khas, poliol khas dan air.