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聚氨酯發泡原理

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聚氨酯在人類生產生活方面都起著必不可少的作用,學習和了解聚氨酯制作原理有助于增強科學知識的理解,對規范操作聚氨酯形成品起著借鑒意義。首先了解它的組成,聚氨酯(PUR)是由異氰酸酯與多元醇反應而制成的一種具有氨基甲酸酯鏈段重復結構單元的聚合物。

將以上兩種基本原料進行化學改性,這種改性的多元醇中間體,可制成具有特殊工藝和特殊物理性能的聚氨酯樹脂。產品的性能取決于分子間的聚合程度,于是就產生了各種發泡聚氨酯、不發泡聚氨酯、軟質聚氨酯、硬質聚氨酯,從而增加聚氨酯品種與應用領域。

聚氨酯原料除上述外,聚氨酯產品廣泛采用催化劑、交聯劑、擴鏈劑、發泡劑等助劑,以通過生產工藝、降低成本,延長使用壽命,增加品種等來調解控制反應的過程與速度。



在聚氨酯彈性體的合成中,催化劑的作用功不可沒,為了加快主反應的速度,往往需要加入催化劑。

催化劑分為兩種:氨催化劑和錫催化劑,分別調節前后期的反應。通過催化劑使化學原料迅速反應,形成高分子量的聚合物材料;聚氨酯泡沫體的合成中,促進反應速度,使之快速反應產生大量二氧化碳氣體,加速材料的凝膠速度;調節反應平衡,減緩或抑制副反應的發生和進行,借助催化劑的功能,獲得最佳分子結構的設計目的。要使混合液發泡,就必須對表面張力嚴加控制。

阻燃劑:作為一種有機原料,具有易燃特點,為了提高泡的阻燃性有必要加入燃劑。當異氰酸酯與水反應后,就會釋放出二氧化碳?;旌戏磻?,發出的熱使其沸騰,于是發起泡來。

由于真正發生化學反應的原材料只是異氰酸酯與聚醚多元醇,所以大多數的原料供應商都把全部的原材料概分為兩種。

第一種就是異氰酸酯,俗稱黑料,異氰酸酯沾上手后會形成黑斑,幾日不散。第二種就是把其他的原料,如聚醚多元醇、催化劑、硅油、架鏈劑、阻燃劑、發泡劑照比例預混好后,稱為組合聚醚多元醇,或稱白料。

黑料——粗MDI的俗稱,也叫聚合MDI,化學名稱是“多亞甲基苯基多異氰酸酯”,顏色一般是黑色,故稱黑料。

白料——聚醚多元醇的俗稱,也稱組合料。顏色為白色,故稱白料。
聚氨酯硬泡是由黑料+白料化學反應而成。

規范化操作:首先檢測項目,包括反應速度(起發時間、拉絲時間、不粘時間)和自由泡密度及料溫、配比、原料牌號、混合條件等。其次準備料溫恒定裝置。

1.預熱。用一次性杯按需量分別取白料和黑料,設定恒溫裝置溫度為要求溫度。

2.取料。將一次性杯放在天平上,清零;倒入白料清零,按配比系數加入黑料。

3.攪拌。原料倒入木箱中,任其自由發泡。

4.標記檢查。浸沒于量杯水中,并讀出天平讀數。

5.記錄數據。得出泡沫塊密度進行試驗判斷得出結果。

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