پلی ال و ایزوسیانات:
ایزوسیانات و پلی ال دو ماده اصلی برای تولید فوم پلی یورتان هستند. ایزوسیانات ها دارای گروه عاملی R-N=C=O بوده و پلی ال ها، حاوی چندین گروه عاملی هیدروکسیل یا -OH هستند. در دنیای فوم سازی، دو ایزوسیانات رایج عبارتند از TDI (برای تولید فوم فلکسیبل و نیمه سخت) و MDI (برای تولید فوم ریجید). وقتی TDI و پلی ال واکنش می دهند، و هر دو گروه های عاملی متعددی در هر مولکول دارند (DI مخفف دی ایزوسیانات است و پلی ال حاوی چندین گروه هیدروکسیل است)، پلی یورتان شاخه دار یا متقاطع تشکیل می شود. پلیمر یک مولکول بزرگ است که از چندین زیر واحد تشکیل شده است. اگر واحد A با واحد A دیگر پیوند برقرار کند، پلیمری خطی و بدون انشعاب می سازند. اگر واحد A بتواند همزمان به دو واحد A دیگر متصل شود، ساختارهای شاخه ای و متقابل ایجاد می کنند. بنابراین TDI + polyol پلیمر پلی یورتان را ساخته است که اکنون می تواند برای ساخت فوم منبسط شود. برای این کار می توانیم آب اضافه کنیم. ایزوسیانات بسیار واکنش پذیر است و دو عامل را با آب تولید می کند: پیوندهای اوره/یورتان و گاز دی اکسید کربن(CO2). ژل شدن قسمت دوم فرآیند اصلی ما است.
عامل فوم زا در فوم:
یکی از عوامل فوم زای مورد استفاده در فوم پلی یورتان می تواند گاز CO2 باشد که به عنوان گاز، حفره هایی در PU ایجاد می کند تا فوم را تشکیل دهد. هنر فوم سازی حول این تعادل حساس بین انبساط یا دمیدن گاز و ژل شدن می چرخد. هنگامی که حباب ها هوا در داخل پلی یورتان تشکیل شدند، آن ها را سلول می نامیم. اگر فوم قبل از ترکیدن هر حباب هوا منبسط شود و ژل شود، فوم های سلول بسته تولید می شود که نیمه سفت هستند زیرا مواد به راحتی خم نمی شوند. فوم های سلول بسته مانند نردبان های چوبی بوده، در حالی که فوم های سلول باز مانند نردبان های طنابی هستند. اگر برخی یا همه دیوارههای سلولی اجازه پارگی قبل از ژل شدن داشته باشند، ماده بسیار انعطافپذیرتری به دست میآید که راحتتر خم میشود، میپیچد و حتی میشکند.
مطالعه بیشتر: راهنمای خرید اسپری فوم پلی یورتان
افزودنی ها:
بیایید مواد افزودنی فوم PU را بر اساس عملکرد تجزیه کنیم. یکی از مهم ترین افزودنی ها، کاتالیزور است که می تواند به روش های مختلفی بر واکنش های اساسی تأثیر بگذارد. می تواند انبساط و ژل شدن را تسریع کرده واکنش را خنک کند. عوامل پخت نیز وجود دارند که شامل گسترش دهنده های زنجیره ای و عوامل اتصال متقابل هستند. گسترش دهنده های زنجیره ای، همانطور که از نامشان پیداست، زنجیره های پلیمری را گسترش می دهند، که انعطاف پذیری مواد را افزایش می دهند. عوامل اتصال متقابل باعث تقویت اتصالات عرضی می شوند و یکپارچگی ساختاری را برای فوم های سفت تر افزایش می دهند. به سورفکتانت هایی مانند امولسیفایرها فکر کنید. روغن و آب به خودی خود با هم مخلوط نمی شوند، اما هنگامی که مقداری صابون به ظرف اضافه می کنید، می توان آن ها را به یک مخلوط یکنواخت امولسیون کرد. سورفکتانت ها مانند صابون عمل می کنند. یک مخلوط یکنواخت تر به معنای داشتن اندازه سلول های یکنواخت تر، سرعت واکنش ثابت تر و کنترل دقیق تر بین ژل شدن و فروپاشی فوم است.. به یاد دارید که گاز CO2 حاصل از واکنش با آب به عنوان یک عامل فوم زا عمل کرد. همچنین، سایر عوامل فوم زا نیز ممکن است استفاده یا اضافه شوند. مشکل اصلی افزودن آب، بالا رفتن دمای واکنش است. عوامل فوم زای فیزیکی (افزودنی هایی که به جای CO2 اولیه که به صورت شیمیایی دمیده می شود) به طور فیزیکی انبساط سلول ها را تشویق می کنند، خطر آتش سوزی را کاهش می دهند. یکی دیگر از افزودنی ها، پرکننده ها هستند. آن ها به صورت ذرات یا الیاف می باشند. پرکننده های ذرات معلق می توانند اشتعال پذیری را کاهش داده و به فوم وزن بیافزایند (برای بالشتک کردن فوم ها خوب است). پرکننده های فیبری ساختار سلولی را تقویت می کنند. عملکرد همه پرکننده ها به این صورت است که ۱) خواص فیزیکی مانند مقاومت کششی یا فشاری را به فوم اضافه می کنند و ۲) با کاهش مقدار مواد شیمیایی مایع مورد استفاده در هر دسته در هزینه ها صرفه جویی می کنند. یکی دیگر از افزودنی های مورد استفاده در تولید فوم پلی یورتان تاخیراندازهای شعله هستند. برای مبارزه با محصولات فوم قابل اشتعال، کشورها الزامات بازدارنده شعله را به تولید PU اضافه کردند. با این حال، چندین ماده تاخیرانداز شعله که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند، اثرات منفی بر سلامتی مصرف کنندگان دارند، بنابراین کشورها مقررات تاخیرانداز شعله را تغییر دادند.
بدون دیدگاه