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聚氨酯發(fā)泡原理
聚氨酯在人類(lèi)生產(chǎn)生活方面都起著必不可少的作用,學(xué)習(xí)和了解聚氨酯制作原理有助于增強(qiáng)科學(xué)知識(shí)的理解,對(duì)規(guī)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(yīng)而制成的一種具有氨基甲酸酯鏈段重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的聚合物。
將以上兩種基本原料進(jìn)行化學(xué)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(shù)脂。產(chǎn)品的性能取決于分子間的聚合程度,于是就產(chǎn)生了各種發(fā)泡聚氨酯、不發(fā)泡聚氨酯、軟質(zhì)聚氨酯、硬質(zhì)聚氨酯,從而增加聚氨酯品種與應(yīng)用領(lǐng)域。
聚氨酯原料除上述外,聚氨酯產(chǎn)品廣泛采用催化劑、交聯(lián)劑、擴(kuò)鏈劑、發(fā)泡劑等助劑,以通過(guò)生產(chǎn)工藝、降低成本,延長(zhǎng)使用壽命,增加品種等來(lái)調(diào)解控制反應(yīng)的過(guò)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(méi),為了加快主反應(yīng)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(diào)節(jié)前后期的反應(yīng)。通過(guò)催化劑使化學(xué)原料迅速反應(yīng),形成高分子量的聚合物材料;聚氨酯泡沫體的合成中,促進(jìn)反應(yīng)速度,使之快速反應(yīng)產(chǎn)生大量二氧化碳?xì)怏w,加速材料的凝膠速度;調(diào)節(jié)反應(yīng)平衡,減緩或抑制副反應(yīng)的發(fā)生和進(jìn)行,借助催化劑的功能,獲得最佳分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)目的。要使混合液發(fā)泡,就必須對(duì)表面張力嚴(yán)加控制。
阻燃劑:作為一種有機(jī)原料,具有易燃特點(diǎn),為了提高泡的阻燃性有必要加入燃劑。當(dāng)異氰酸酯與水反應(yīng)后,就會(huì)釋放出二氧化碳?;旌戏磻?yīng)后,發(fā)出的熱使其沸騰,于是發(fā)起泡來(lái)。
由于真正發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的原材料只是異氰酸酯與聚醚多元醇,所以大多數(shù)的原料供應(yīng)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(chēng)黑料,異氰酸酯沾上手后會(huì)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(fā)泡劑照比例預(yù)混好后,稱(chēng)為組合聚醚多元醇,或稱(chēng)白料。
黑料——粗MDI的俗稱(chēng),也叫聚合MDI,化學(xué)名稱(chēng)是“多亞甲基苯基多異氰酸酯”,顏色一般是黑色,故稱(chēng)黑料。
白料——聚醚多元醇的俗稱(chēng),也稱(chēng)組合料。顏色為白色,故稱(chēng)白料。
聚氨酯硬泡是由黑料+白料化學(xué)反應(yīng)而成。
規(guī)范化操作:首先檢測(cè)項(xiàng)目,包括反應(yīng)速度(起發(fā)時(shí)間、拉絲時(shí)間、不粘時(shí)間)和自由泡密度及料溫、配比、原料牌號(hào)、混合條件等。其次準(zhǔn)備料溫恒定裝置。
1.預(yù)熱。用一次性杯按需量分別取白料和黑料,設(shè)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(shù)加入黑料。
3.攪拌。原料倒入木箱中,任其自由發(fā)泡。
4.標(biāo)記檢查。浸沒(méi)于量杯水中,并讀出天平讀數(shù)。
5.記錄數(shù)據(jù)。得出泡沫塊密度進(jìn)行試驗(yàn)判斷得出結(jié)果。