Huvudkomponenten i polyuretanskum (PU-skum) är polyuretan. Råvarorna är främst polyisocyanater och polyoler. Genom att tillsätta lämpliga tillsatser – den viktigaste av dessa är en serie skumningstillsatser relaterade till skumning – - En stor mängd skum genereras i reaktionsprodukten, varigenom en polyuretanskumprodukt erhålls. Den här artikeln kommer kortfattat att introducera råvarorna och skumningshjälpmedel för tillverkning av PU-skum.

1. Polyisocyanat
De vanligaste polyisocyanaterna vid framställning av polyuretanskum är toluendiisocyanat (TDI), polymetylenpolyfenylisocyanat (PAPI), difenylmetandiisocyanat (MDI) och flytande MDI (L-MDI).

TDI används främst inom skumplastindustrin för att producera flexibelt polyuretanskum. MDI är mer reaktivt än TDI och mindre flyktigt. En del flytande modifierad MDI kan användas som ersättning för TDI vid framställning av flexibelt polyuretanskum, såsom flexibelt polyuretanskum med hög densitet och halvstyvt skum eller elastiska mikrocellulära polyuretanmaterial. tillverkning.

PAPI kallas även rå MDI och polymer MDI. Medelmolekylvikten för typiska PAPI-produkter är mest i intervallet 30 till 400, och dess NCO-massfraktion är 31 % till 32 %. Den genomsnittliga funktionaliteten för lågviskösa PAPI är i allmänhet mellan 2,5 och 2,9.

Inom området skumplast används PAPI och modifierad PAPI huvudsakligen för att producera olika styva polyuretanskum, och en liten mängd används för att producera högelastiska mjuka skum, helhudsskum och halvstyva skum. PAPI kan blandas med TDI för att göra kallhärdat skum med hög motståndskraft. 2. Polyeter och polyesterpolyol

1. Polyeterpolyol
Polyeterpolyoler som används för att producera flexibla polyuretanskum är i allmänhet långkedjiga, lågfunktionella polyetrar. Funktionaliteten hos polyeterpolyol i den mjuka skumformuleringen är i allmänhet 2~3, och den genomsnittliga molekylvikten är mellan 2000-6500. Polyetertriol är det vanligaste i mjukt skum. I allmänhet används glycerin (glycerol) som utgångsmedlet, vilket erhålls genom ringöppningspolymerisation av 1,2-propylenoxid eller sampolymeriseras med en liten mängd etylenoxid. Molekylvikten Vanligtvis mellan 3000~7000.

Bland dem används högreaktivitetspolyeter främst för mjukt skum med hög elasticitet och kan även användas för skumprodukter som halvstyvt skum. En liten mängd polyeterglykol kan användas som hjälpmaterial och blandas med polyetertriol i mjuka skumformuleringar. Polyeterpolyoler med låg omättnad och hög molekylvikt kan användas för att producera mjuka skum och minska mängden TDI.

I allmänhet används polyeterpolyoler med hög funktionalitet och högt hydroxylvärde i styva skumformuleringar, så att tillräcklig tvärbindning och styvhet kan åstadkommas. Hydroxylvärdet för styv skumpolyeterpolyol är i allmänhet 350~650mg KOH/g, och den genomsnittliga funktionaliteten är över 3. Allmänna hårdskumformuleringar blandas mestadels med två polyetrar, och det genomsnittliga hydroxylvärdet är cirka 4000mg KOH/g.

Halvstyva skumformuleringar använder i allmänhet en del av polyetrar med hög molekylvikt, särskilt högreaktivitetspolyeterpolyoler och en del av högfunktionella, lågmolekylära styva skumpolyetrar.

2. Polyesterpolyol
Vanliga alifatiska polyesterpolyoler med låg viskositet, såsom polydietylenadipatdiol med ett hydroxylvärde av ca 56 mg KOH/g eller lätt grenade polyesterpolyoler kan användas för att göra polyesterpolyuretan-mjukt skum. Polyesterpolyol har hög reaktivitet. För närvarande används polyester PU-blockskum endast inom ett litet antal områden som tillbehör till kläder.

Aromatiska polyoler syntetiserade från tvåbasiska syror (såsom ftalsyraanhydrid, tereftalsyra, etc.) och småmolekylära dioler (dietylenglykol, etc.) eller polyoler. Bland dem kan det höga hydroxylvärdet användas för att framställa styvt polyuretanskum och polyoler. Isocyanurat styvt skum. Det lägre hydroxylvärdet för ftalsyraanhydridpolyesteralkohol kan också användas för flexibelt skum med hög elasticitet, helhudsskum och halvstyvt skum och icke-skumpolyuretanmaterial.

3. Polymerpolyol
Polymerpolyoler (ympade polyeterpolyoler) innehåller stel styren, akrylnitrilhomopolymerer och sampolymerer och ymppolymerer. Dessa vinylpolymerer fungerar som organiska "fyllmedel" för att förbättra lastbärande prestanda.

Polymerpolyoler kan användas för att producera flexibla skum med hög hårdhet, skum med hög elasticitet, värmegjutna mjuka skum, halvstyva skum, självhudande skum, produkter för reaktionsformsprutning (RIM), etc., vilket kan minska produkttjockleken och minska Skumdensiteten minskar kostnaden, kan också öka skumplastens öppna cell och ge produkten en viss flamskyddsprestanda.

Polyureapolyol (PHD-dispersion) är också en speciell polymermodifierad polyol, som kan användas för högelastiskt mjukt skum, halvstyvt skum och mjukt skum. Det finns få produkter på marknaden för närvarande.

Det finns också några speciella polyoler som används vid tillverkning av polyuretanskum, såsom vegetabiliska oljepolyoler, kolofoniumpolyesterpolyoler och polymerpolyesterpolyoler.

3. Skumhjälpmedel
Skumningshjälpmedel är oumbärliga vid tillverkning av polyuretanskum, inklusive katalysatorer, skumstabilisatorer (skumstabilisatorer), skumningsmedel etc. Det finns även några tillsatser som är valfria och kan användas vid behov, såsom barriärer. Brännmedel, kedjeförlängare/tvärbindningsmedel, antioxidant, ljusstabilisator, skummjukmedel, cellöppnare, fyllmedel, färgpasta, antistatiskt medel, hydrolysstabilisator, lagringsstabilisator för skumkomposition, etc.

1. Skummedel
Vatten är ett viktigt skummedel vid framställning av polyuretanmaterial. Det är ett kemiskt skummedel. Koldioxidgasen som genereras av reaktionen med isocyanat expanderar, skummar och stelnar det viskoelastiska skummaterialet för att erhålla olika polyuretanskum.

Eftersom koldioxid har hög värmeledningsförmåga och stark permeabilitet måste fysikaliska skummedel användas för styva polyuretanskumformuleringar som kräver höga värmeisoleringsegenskaper. Eftersom det inledande skedet av materialblandning i produktionen av styvt skum genererar mycket värme inom tiotals sekunder, behöver det skummedlet för att absorbera en del av värmen, och samtidigt gör förgasningen av skummedlet att skummet expanderar och skum.

Vid tillverkning av flexibla polyuretanskum, för att erhålla flexibla skum med låg densitet utan att för mycket vatten gör att skummet blir styvt, är det i allmänhet nödvändigt att kontrollera mängden vatten och tillsätta en lämplig mängd fysiskt skummedel som hjälpmedel skummedel.

CFC-11 (Triklorfluormetan) realiserade industriell produktion i slutet av 1920-talet. Eftersom CFC-11 har egenskaperna obrännbarhet, lämplig kokpunkt, lätt förgasning, låg värmeledningsförmåga för gas, låg toxicitet, god kompatibilitet med polyuretanråmaterial, icke-korrosiv, lågt pris, enkel skumningsprocess, etc., är det ett polyuretanskumtillverkning Mycket idealiskt jäsmedel i mediet.

Från 1960-talet till början av 1990-talet användes CFC-11 i stor utsträckning som jäsmedel för polyuretanskum. Men på 1970-talet upptäckte forskare att CFC-11 som släpps ut i atmosfären långsamt kunde förstöra ozonskiktet, vilket väckte uppmärksamhet från miljöaktivister över hela världen. De huvudsakliga typerna av jäsmedel som för närvarande används som alternativ till CFC-11 är HCFC (klorfluorkolväte), HFC (fluorkolväte), HC (alkan), flytande CO2 och vatten.

2. Skumstabilisator
Vid framställning av polyuretanskum är skumstabilisator (eller skumstabilisator) en oumbärlig komponent. Det kan öka den ömsesidiga lösligheten för varje komponent och spela rollen som att emulgera skummaterial, stabilisera skum och justera celler. Skumstabilisatorer är ytaktiva ämnen, och det finns två typer av icke-kiselföreningar och organiska kiselföreningar.

De flesta av de skumstabilisatorer som för närvarande används är polysiloxanoxialkylensegmentsampolymerer, vilka är polyetermodifierade silikontensider, ibland vanligen kallade "silikonolja" inom industrin. På grund av det breda utbudet av strukturella sammansättningar av denna typ av ytaktiva medel och god användningseffekt, har polyetermodifierade silikontensider använts i stor utsträckning som skumstabilisatorer inom polyuretanskumindustrin.

3. Poröppnare
Metod för att erhålla polyuretanskum med öppna celler:

Använd en lämplig katalysator för att uppnå den erforderliga balansen mellan gelreaktionen och skumningsreaktionen. När skummaterialet stiger till den högsta punkten är cellväggens filmstyrka inte tillräcklig för att täta bubblorna inuti, och gasen bryter ut ur väggen och bildar öppna celler. Skumstrukturen;
Använd lämpliga polyeterpolyolråmaterial för att bilda skum med öppna celler;
När katalysatorn och huvudråvarorna inte räcker till för att lösa problemet, används en liten mängd cellöppnare för att dispergera urean som bildas av vattenskumning för att erhålla ett skum med ett visst förhållande mellan öppna celler.

Cellöppnare är en speciell typ av ytaktivt medel, som vanligtvis innehåller hydrofoba och hydrofila segment eller grupper. Dess funktion är att minska skummets ytspänning, främja cellbrott och öka den öppna cellhastigheten för polyuretanskum. Förbättra krympningen av mjuka, halvstyva och styva skumplastprodukter orsakade av slutna celler.

På grund av den höga tvärbindningsdensiteten hos vanligt styvt polyuretanskum är cellväggsfilmstyrkan i skumningen hög, och det är i allmänhet en stängd cellstruktur. Men genom att tillsätta ett cellöppnande medel kan ett styvt polyuretanskum med öppna celler tillverkas för brusreducering, Ändamål som filtrering.

Tidig hydrofob flytande paraffin, polybutadien, dimetylpolysiloxan, etc. kan användas som skumstabilisatorer och cellöppnare. Paraffindispersioner och polyetylenoxid kan också användas som cellöppnare. För närvarande används speciell kemisk sammansättning av polyoxipropylen-etylenoxid-sampolyeter, polyoxialkylen-polysiloxan-sampolymer, etc. som poröppnande medel.

4. Sköljmedel
Användningen av mjukgörare vid framställning av flexibla polyuretanskum formulerade med hög vattenhalt kan hämma skummets styvhet orsakad av överdrivna ureagrupper. Den skummjukande modifieraren har en mjukgörande effekt. Användning av mjukgörare kan minska mängden isocyanat och därmed skummets hårdhet. Det används vid tillverkning av flexibelt polyuretanskum. Kommersiella mjukgörare innehåller i allmänhet speciella polyetrar, speciella polyoler och vatten.