ความสัมพันธ์ระหว่างโพลิอีเทอร์ สารเปิดรูพรุน และน้ำมันซิลิโคนในฟองน้ำที่ยืดหยุ่นช้า

ฉันมักจะได้รับโทรศัพท์จากเพื่อนร่วมงานทั่วโลกเพื่อสอบถามเกี่ยวกับปัญหาทางเทคนิคต่างๆ ในการผลิตฟองน้ำที่ขยายตัวช้า ในความเป็นจริงแล้ว ปัญหาเหล่านี้เป็นสิ่งที่ทุกคนพบเจอในกระบวนการผลิตจริง รวมถึงตัวฉันเองด้วย แต่สาเหตุคืออะไรกันแน่?

อย่างไรก็ตาม พอลิยูรีเทนก็เป็นอุตสาหกรรมเคมีเช่นกัน และปัญหาเหล่านี้จริงๆ แล้วเกี่ยวข้องกับปัญหาของสารเคมีทุกชนิด

สารเคมีทุกชนิดที่เข้าร่วมปฏิกิริยาเคมีนั้นมีความสำคัญมาก ไม่ว่าจะเป็นสารหลักหรือสารปริมาณน้อย เพราะล้วนมีผลที่เป็นเอกลักษณ์ หากสารใดสารหนึ่งเปลี่ยนแปลงในปฏิกิริยาเคมี ก็จะสะท้อนออกมาจากโฟมในกระบวนการสร้างฟอง ซึ่งเป็นหลักการพื้นฐานที่สุด และหากไม่มีปัญหาผิดปกติ ก็อาจเป็นคำแนะนำสำหรับเรา

ถ้าหากมันเป็นสิ่งที่น่ากลัว เราก็ต้องพิจารณาว่าจะทำอย่างไรเพื่อแก้ปัญหานั้น แต่ถ้าหากมันเป็นการเปิดเผยบางอย่างให้เรา เราก็ต้องพิจารณาว่าจะใช้มันหรือปรับปรุงมันอย่างไร คุณรู้ไหมว่า การพัฒนาและการประดิษฐ์หลายอย่างเกิดขึ้นจากการเปิดเผย

ตัวอย่างเช่น: เราทุกคนรู้ว่ามีเซี่ยงไฮ้เกาเฉียว 2000 และจินผู่ 1070 ในหนานจิง แม้ว่าค่าไฮดรอกซ์ของโพลีเออร์ชนิดช้าทั้งสองชนิดนี้จะเท่ากับ 240 แต่ในกระบวนการผลิตจริง กิจกรรมทางเคมีของพวกมันแตกต่างกันมาก เมื่อไม่กี่ปีก่อน 2000 และ 1070 สามารถใช้แทนกันได้โดยไม่ต้องปรับเปลี่ยนสารดิบอื่นๆ

แต่หลังจากผ่านไปไม่กี่ปี พวกมันก็เริ่มมีลักษณะเฉพาะตัว และไม่สามารถทดแทนกันได้อย่างสมบูรณ์อีกต่อไป

แน่นอนว่า การผลิตโพลีเออร์ชนิดช้าในประเทศมีมากกว่าโรงงานเหล่านี้สองแห่ง ดังนั้นจึงยากที่จะรวมสารดิบที่ใช้โดยโรงงานผลิตฟองน้ำชนิดช้าแต่ละแห่ง รวมถึงสารประกอบเล็กๆ หลากหลายชนิด

ดังนั้นแต่ละกิจการจะมีสูตรของตัวเอง และโพลียูรีเทนที่ยืดหยุ่นช้าจะมีความพรุนและความเสถียรที่ดี

ปริมาณของโพลียูรีเทนที่ยืดหยุ่นช้าซึ่งมีความพรุนเปิดดีกว่าในกระบวนการผลิตจะน้อยกว่าเล็กน้อย ในขณะที่ปริมาณของซิลิโคนออยล์ (สารคงสภาพ) จะมากกว่าซิลิโคนออยล์ (สารคงสภาพ) แต่หากใช้โพลียูรีเทนที่ยืดหยุ่นช้าและมีความเสถียรมากขึ้นหรือปิดสนิท ก็จะใช้สารเปิดรูพรุนมากขึ้นเล็กน้อยในกระบวนการผลิต ในขณะที่ปริมาณของซิลิโคนออยล์จะลดลงเล็กน้อย

แล้วจะทราบปริมาณของสารเปิดรูพรุนและซิลิโคนออยล์ได้อย่างไร?

ในอุตสาหกรรมโพลียูรีเทน เนื่องจากความแตกต่างระหว่างฟองน้ำที่ยืดกลับช้ากับฟองน้ำชนิดอื่น เช่น ฟองน้ำที่ยืดกลับเร็วทั่วไป ไม่ว่าจะมีผู้ผลิตมากแค่ไหน สูตรการผลิตของพวกมันสามารถกล่าวได้ว่าเหมือนกันเป็นส่วนใหญ่ หรือแม้กระทั่งเหมือนกันโดยพื้นฐาน อย่างไรก็ตาม ฟองน้ำที่ยืดกลับช้ามีสูตรที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา จึงเป็นไปไม่ได้เลยที่จะกำหนดปริมาณของสารเปิดและซิลิโคนออยล์โดยใช้วิธีเดียว แต่ไม่ว่าจะเปลี่ยนแปลงอย่างไร ก็ยังคงหลักการพื้นฐานเหมือนเดิม

ไม่ว่าจะเปลี่ยนแปลงอย่างไร หากคุณเข้าใจกฎเกณฑ์ของมันแล้ว คุณก็สามารถควบคุมมันได้อย่างง่ายดาย ไม่ว่าฟองน้ำที่ยืดกลับช้าที่คุณส่งมาจะมีความหนาแน่นเท่าไหร่ เพียงแค่ฟองน้ำสามารถปล่อยอากาศเล็กน้อยเมื่อปฏิกิริยาจบลง ฟองอากาศก็ไม่ควรใหญ่เกินไป และฟองอากาศจะหนาขึ้นเมื่อรูพรุนใหญ่ขึ้น สิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงสองปัญหา: ซิลิโคนออยล์ถูกเติมน้อยเกินไป และจำเป็นต้องเพิ่มสัดส่วนของซิลิโคนออยล์

ประการที่สอง หากการเปิดของฟองน้ำแสดงให้เห็นว่ารูขุมขนปกติ หมายความว่าปริมาณสารเปิดรูขุมขนถูกใช้มากเกินไป และควรลดปริมาณสารเปิดรูขุมขนลง

ตัวเร่งปฏิกิริยา

ตัวเร่งปฏิกิริยาส่งผลอย่างมากต่อโฟมโพลียูรีเทน และสามารถทำให้กระบวนการผลิตอย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิห้องเกิดขึ้นได้เพียงแค่มีตัวเร่งปฏิกิริยานี้

ตัวเร่งปฏิกิริยาหลักแบ่งออกเป็น两类: แอมีนระดับสามและตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะ เช่น triethylenediamine, pentamethyldiethylenetriamine, methylimidazole, Amur1 เป็นต้น ส่วน stannous octanoate, dibutyltin dilaurate, potassium acetate, potassium octanoate และบิสมัทออร์แกนิกจัดอยู่ในกลุ่มตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะ

ปัจจุบันได้มีการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาแบบหน่วงเวลา การรวมตัวของทริเมอร์ สารประกอบ และตัวเร่งปฏิกิริยาที่มี VOC ต่ำ ซึ่งทั้งหมดนี้พัฒนาจากตัวเร่งปฏิกิริยาดังกล่าวข้างต้น

ตัวอย่างเช่น ผลิตภัณฑ์ชุด smury จากบริษัท Gas products ซึ่งมีวัตถุดิบพื้นฐานคือ triethylenediamine

L s-y33LV มี triethylene diamine 33% / dipropanediol 67%

L smury R8020 triethylene diamine มีส่วนประกอบของ DMEA 20% และ DMEA 80%.

L smury S25 triethylene diamine มีส่วนประกอบของ butanediol 25% และ 75%.

L s-y8154 triethylenediamine / acid delayed catalyst.

L Smury EG triethylene diamine มีส่วนประกอบของ ethylene glycol 33% และ 67%.

L Smury TMR series trimerization.

L Smury 8264 mixed block bubble and balanced catalyst.

L Smury XDM ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีกลิ่นน้อย.

ภายใต้เงื่อนไขของการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาหลายชนิด จำเป็นต้องเข้าใจลักษณะเฉพาะของตัวเร่งปฏิกิริยาแต่ละชนิดและหลักการทำงานของมัน เพื่อให้ได้สมดุลของระบบโพลียูรีเทน ซึ่งหมายถึงสมดุลระหว่างอัตราการเกิดฟองกับความเร็วในการจับตัวเป็นเจล สมดุลระหว่างความเร็วในการจับตัวเป็นเจลกับอัตราการเกิดฟอง สมดุลระหว่างอัตราการเกิดฟองกับความหนืดของวัสดุ เป็นต้น

สารเสถียรฟอง.

มันทำหน้าที่เป็นสารก่อฟอง ช่วยคงเสถียรภาพของฟองและควบคุมขนาดฟอง และเพิ่มความเข้ากันได้ระหว่างสารประกอบต่าง ๆ ส่งเสริมการเกิดฟอง ควบคุมขนาดและความสม่ำเสมอของฟอง ช่วยให้แรงตึงผิวของฟองสมดุล และทำให้ผนังฟองยืดหยุ่นเพื่อคงอยู่และป้องกันไม่ให้ฟองแตก

แม้ว่าปริมาณของสารคงเสถียรฟองจะน้อย แต่มีผลอย่างมากต่อโครงสร้างเซลล์ คุณสมบัติทางกายภาพ และกระบวนการผลิตของโฟมโพลียูรีเทนชนิดนุ่ม

ในปัจจุบัน ประเทศจีนใช้ซิลิโคนไฮโดรไลซิส / บล็อกโอลิโกเมอร์ของพอลิออกโซเลนเอเธอร์ เนื่องจากใช้งานในระบบฟองที่แตกต่างกัน อัตราส่วนของส่วนไฮโดรฟอบิกต่อส่วนไฮโดรฟิลิกจึงแตกต่างกัน และการเปลี่ยนแปลงของกลุ่มปลายในโครงสร้างบล็อกก็แตกต่างกันเช่นกัน สารคงเสถียรซิลิโคนสำหรับผลิตภัณฑ์ฟองชนิดต่าง ๆ จึงถูกผลิตขึ้น

ดังนั้น ในการเลือกใช้สารเพิ่มเสถียรภาพโฟม เราต้องเข้าใจถึงหน้าที่และบทบาทของมัน อย่าลืมหรือใช้งานผิดพลาด เพราะอาจทำให้เกิดผลเสียตามมาได้

ตัวอย่างเช่น ซิลิโคนออยล์สำหรับโฟมที่นุ่มไม่สามารถใช้กับโฟมที่ยืดหยุ่นสูงได้ มิฉะนั้นจะทำให้โฟมหดตัว และซิลิโคนออยล์สำหรับโฟมที่ยืดหยุ่นสูงไม่สามารถใช้กับโฟมที่นุ่มจำนวนมากได้ มิฉะนั้นจะทำให้โครงสร้างพังทลาย

เนื่องจากความจำเป็นในการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม อุตสาหกรรมรถยนต์และเฟอร์นิเจอร์ต้องการผลิตภัณฑ์ที่มีการระเหยต่ำ (Low VOC) และมีค่าการระเหยต่ำ บริษัทจึงได้พัฒนาสารเพิ่มเสถียรภาพโฟมที่มีการระเหยต่ำและมีค่า VOC ต่ำ เช่น Smury DC6070 เป็นซิลิโคนออยล์ที่มีการระเหยต่ำสำหรับระบบ TDI และ Smury DC2525 เป็นซิลิโคนออยล์ที่มีการระเหยต่ำสำหรับระบบ MDI