Hladno ozdravljene visokoodporne poliuretane pene je odličen material za blazino sedeža, ki ima prednosti dobre odpornosti, dobre retardance ognja in nizkih stroškov. Vendar se v dejanski proizvodni proces pene visoke odpornosti pogosto sreča vrsta napak, kot so krčenje pene, pena votla kolaps, ostanki vonja, slabo površino in pore ter slabo zmogljivost staranja vlage in toplote. V zadnjih letih je avtor opravil nekaj raziskovanj o praktičnih težavah v produkciji.
1. Krčenje pene
V dejanski proizvodnji je najpogostejši in najtežji problem rešiti krčenje pene. Obstajata dva glavna razloga za pojav krčenje, orodje plesni in surovine, in dva se dopolnjujeta.
1.1 Vidiki orodja in plesni
Pri slabo tesnjenju plesni je lahko povzročiti uhajanje, tako da telo iz pene ne more doseči načrtovane gostote, kar ima za posledico krčenje pene. Medtem ko se krči, pena izdelek bo proizvajajo trd rob pojav v bližini ustreznega razdrobno linijo. To se lahko reši z izboljšanjem zategnjenosti ust plesni ali pravilno povečanje mold vpetja sile.
1.2 Surovine
Če je stena mehurčkov bolj elastična med postopkom penjenja, in ko pride do velike količine plina in povzroči širjenje volumna, se celice širijo tudi brez zloma, večina pridobljenih mehurčkov pa so zaprte celice, torej je razmerje zaprtih celic visoko, takrat ko je pena Ko se telo ohladi, tlak plina v mehurčkov pade, kar povzroča krčenje in deformiranje pene. Avtor meni, da obstajajo štiri glavne rešitve za ta pojav zaprtih celic.
(1) Velikost pore in odprta poroznost pene se lahko nadzoruje s prilagoditvijo količine katalizovalca. Običajno amini katalizovalci večinoma katalizirajo reakcijo izocianata in vode (torej reakcije pene), trietilenediamin ali organotin katalizovalci pa se večinoma uporabljajo za katalizacijo reakcije med izocianatom in poliolom (to je gel reakcija). Če je katalizovalka, ki spodbuja gelacijo, pretirana, bo pena gel prezgodaj, celična stenska membrana pa ima dobro žilavost in ni enostavna za rupturo, ki tvori zaprte celice. Za nadzor velikosti pore in odprtega celčnega razmerja pene se lahko količina gel katalizovalca ustrezno zmanjša za zmanjšanje stopnje rasti molekularnih verig, tako da se elastičnost stene folije mehurčkov zmanjša na vrh proizvodnje plina, razmerje zaprtih celic pa se zmanjša.
2) Nastanek zaprtih celic je povezan tudi s stopnjo polimerizacije in razvejanosti poliola polietra. To je zato, ker v reakciji NCO/OH polieter z visoko funkcionalnostjo tvori omrežno strukturo hitreje, torej oblikovano celično membrano Elastičnost stene je večja in povečuje zaprto celično hitrost. Povprečno funkcionalnost polietra lahko znižamo, da zmanjšamo hitrost zaprtih celic pene.
(3) Količina stabilizatorja pene je preveč visoka, kar bo povzročilo, da bodo celice preveč stabilne in ne odprte, kar bo povzročilo krčenje. Zato bi morala biti ustrezna količina stabilizatorja pene v proizvodnji.
(4) Če je indeks izocianata preveč visok, lahko povzroči poslabšanje pojava penastih zaprtih celic, kar povzroči krčenje. Indeks izocianata je treba nadzorovati med proizvodnjo.
2. Delno votla in strta pena v notranjosti
Obstajata dva glavna razloga za pojav delne votline in kolapsa pene v proizvodnem procesu visokoodporne poliuretane pene.
2.1 Stopnje neuravnoteženih reakcij gela in pene
V procesu penenja je v zadnji fazi nastajanja velike količine plina viskoznost stene mehurčkov film razmeroma velika, vendar je elastičnost revna. Na ta način, ko se plin v mehurčku še naprej povečuje, ne more prenesti raztezanja filmskega zidu, kar ima za posledico zlom mehurčka. Da bi plin lahko pobegnil, se odpre luknja. Če stena pena film izbruhne, ko pride do velike količine plina, meridiani in okostnjaki celic niso dovolj močni, da bi preprečili to razpoko, in razpoka se bo razširila še naprej, kar bo povzročilo propad celotne pene; če se razpoka razširi na majhen del, bo naredila Če se ustavi, bo povzročila tudi delno izdihano ali razpokano peno. V tem primeru, če je katalizovalec gela v surovini povečan ali se količina penečega katalizovalca zmanjša za izboljšanje ravnovesja med gelacijo in reakcijo pene, se moč mehurčkovnega filmskega zidu lahko poveča, ko pride do velike količine plina, količina proizvedenega plina pa se lahko ustrezno zmanjša, s tem zmanjša ali izboljša pojav votle ali strnjene pene. Ta pojav je ravno nasprotje pojavu krčenje zaprtih celic. Ko je pena kataliznik nespremenjen in je količina gel katalizovalca nizka, je enostavno povzročiti pretirano odpiranje in kolaps pene.
2.2 Količina stabilizatorja pene je nizka
Stabilizator silikonske pene je ena od nepogrešljivih surovin v postopku poliuretanske pene. Lahko zmanjša površinsko napetost vsake komponente surovin v sistemu pene, stabilizira proces penenja in naredi celice fine in enotne. Ko je sistem v fazi nizke viskoznosti, omogoča, da stenski film stomata zraste do debeline, primerne za odpiranje, kar ustvarja pogoje za končno odprtje. Če je količina stabilizatorja pene preniska, bo stabilnost penastih pore revna, pore pa bodo odprte prezgodaj, kar bo povzročilo strnjeno peno ali delno votlino.
Ustrezni stabilizatorji pene lahko koordinirajo časovno obdobje odpiranja celic, kar je pomemben proces v procesu penljenja pene visoke odpornosti, sicer se bo zgodilo zaprto krčenje celic. Vendar se mora odprtina pojaviti, ko se peneča reakcija in reakcija gellinga v bistvu zaključita in dosežeta ravnotežje, torej ko pena doseže najvišjo točko in moč pene lahko podpre lastno težo, sicer se bo pena sesula ali postala votla.
3. Pena ima preostali vonj
Preostali vonj v peni lahko izvira iz treh virov.
(1) Ko je izocianat pretiran, bo v oblikovani peni preostanek toluena diizocianata, kar ima za posledico oster vonj.
(2) Če polieter, izbran v formuli za surovine, vsebuje veliko hlapnih snovi, lahko po penenju pride do "vonja po polieteru".
(3) Vonj amina, ki ga povzroča preostali aminijev katalizant v peni, je razmeroma velik. Ta vonj lahko rešimo na dva načina. Prvič, pena se lahko shranjuje na visoki temperaturi za obdobje časa, da se izničiti preostali katalizovalec v peni, vendar je težko delovati v praksi. Drugič, dodajanje aminijevega katalizanta, ki lahko sodeluje pri kemični reakciji sistema pene, lahko zmanjša vonj amina, ki ga povzročajo konvencionalni katalizovalci amina, hkrati pa se bodo stroški pene ustrezno povečali.
4. Na površini izdelkov iz pene so pore
Obstajajo zračne luknje na površini pene izdelkov, ali temne luknje v notranjosti, ti pojavi lahko imajo naslednje pet razlogov.
(1) Površinski zaključek plesni ni dovolj, kar vpliva na fluidnost materialnega sistema, zaradi česar je površina pene groba in porozna. To je odvisno predvsem od izboljšanja površine plesni, skrbnega delovanja in uporabe boljšega sprostitvenega sredstva.
(2) Če je viskoznost materialnega sistema preveč visoka in je tekočina slabo, bo povzročila preostale mehurčke na površini penastega izdelka. To se rešuje predvsem z zmanjšanjem viskoznosti kombiniranega polietra. Bolj primerna viskoznost v praksi je 1500-1800mPa·s.
(3) Če je hitrost gela prehitra in je čas med postopkom peniranja prekratko, se bo viskoznost materialnega sistema hitro povečala, tekočina pa bo postala revna, kar lahko povzroči pore na površini. Gel čas je na splošno nadzorovan pri 55-65s. Toda čas gela ne bi smel biti predolgo. V nasprotnem primeru, če tesnjenost plesni ne izpolnjuje zahtev, bo povzročila odpadke surovin.
(4) Začetna hitrost penenja je prehitra. Na splošno, potem ko je surovina bolj gladko pokrita na notranji površini dna plesni, nato pa se hitro dvigne, bo pena imela boljšo kakovost površine; če surovina ne teče naravno na površino plesni in nato pena, Dviganje razširi surovino do te točke, kjer je bolj mogoče ustvariti mehurčke ali temne luknje. Zato je treba čas dviga ustrezno podaljšati. Na splošno nadzorovan v 10-15s. Vendar pa je tokrat zelo prizadeta količina katalizovalca in temperature materiala ter temperature plesni v dejanski proizvodnji. Zato je treba med proizvodnjo strogo nadzorovati temperaturo materiala in temperaturo plesni. Na splošno je treba temperaturo materiala nadzorovati pri temperaturi od 22 do 24 °C.
(5) Zasnova izpušne luknje iz plesni ni primerna. Na splošno bi morale biti odprtine odpiha v kalupu čim manjše in večje, položaji pa naj se razporedijo na najvišji točki penečega kalupa in vpenjalnice. Odprtine lahko vodijo materialni sistem. Razumna porazdelitev odprtine za zračnik lahko zmanjša zračne mehurčke ali temne luknje. Pri dejanski proizvodnji bi se morala tudi zasnova poti izliva ujemati z porazdelitvijo izpušnih lukenj. Pri izdelavi velikih sedežnih blazin, če se surovine polijo na dveh mestih hkrati, je treba nad sotočjem dveh surovin v čim večji meri nastaviti odprtine za odpih, da se izognemo nastajanju temnih lukenj.
5. Slabo zmogljivost staranja toplote
Zmogljivost vlažnega staranja toplotne blazine sedežne blazine je zahtevnejše testiranje, ki ga zahteva Volkswagnov standard VW50180. Prej se uporablja predvsem za TESTIRANJE PENE ZA SEDEŽE BORA A4, ta preskus se zdaj izvija na JETTA sedli peni. Ta preskus je shranjevanje pene pri relativni vlažnosti 95%-100% in 90°C 200 ur, nato pa peno stisnemo za 50% v pečici 70°C, jo shranimo 22 ur, nato pa jo vzamemo ven in izmerite po dajanju 0,5 ure. več kot 15 %.
Razlog, ki vpliva na učinkovitost staranja vlaženo toploto, je povezan predvsem z indeksom izocianata.
(1) Pri dejanski proizvodnji, ko je indeks izocianata nizek, se lahko slabša vlažen toplotni učinek pene.
V normalnih okoliščinah bi morala biti splošna količina izocianata nekoliko višja od količine v teoretični skupni reakciji, indeks izocianata pa je 1,05, zato mora biti končna skupina končnega produkta verižne razširitvene reakcije NCO.
To je NOCN-R-NCO+(n-1)HO-R'-OH→OCN-R-NHCOO-R'-OCONH-R-NCO
Ko je količina izocianata nižja od teoretične količine, je konec makromolekula, ki ga je treba dobiti z verižno podaljšano reakcijo, hidroksilna skupina. Hidroksilne skupine imajo močno hidrofilnost, kar povzroči zmanjšanje odpornosti pene pod vlažnim toplotnim stanjem, to je zmanjšanje zmogljivosti staranja vlažne toplote. To je tudi razlog, da pena v deževnem poletju postane mehka in deformacijo, ali na območjih z visoko vlažnostjo in visoko temperaturo na jugu.
(2) Če je indeks izocianata višji od običajnih 5% ali več, lahko NCO zaradi prekomerne odpornosti reagira z vodo v zraku, v peni pa je preveč sečninih skupin, kar ima za posledico otežen občutek pene in zmanjšano odpornost, kar lahko vodi tudi do slabšanja lastnosti vlažnega staranja toplote pene.
6. Zaključek
Na nastajanje napak v peni vplivajo predvsem dejavniki, kot so formula za surovine, orodje in stanje plesni ter nadzor parametrov proizvodnega procesa. Treba je celovito upoštevati različne dejavnike za učinkovito zmanjšanje napak pene.
