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海綿生產所需原料以及發泡工藝

發布日期:2020-11-26 13:43:42  信息來源:本站原創

        海綿是聚氨酯泡沫塑料的一種,屬于軟質聚氨酯泡沫塑料。因有多孔狀蜂窩的結構,所以具有優良的柔軟性、彈性、吸水性、耐水性的特點,被廣泛用于沙發、床墊、服裝、軟包裝等行業。
1、主要原材料        
1.1 聚醚多元醇        
   海綿多采用聚醚丙二醇、聚醚丙三醇,其官能度少(2-3),羥值低,分子量大。分子式為: CH3-CHO(C3H6O)m(C2H4O)nH    
CH2O(C3H6O)m(C2H4O)nH    
1.2 有機異氰酸酯       
   ***常用的是甲笨二異氰酸酯,簡稱TDI,有兩種異構體,即2,4-TDI,2,6-TDI.在生產海綿中2,4 -TDI占80%,2,6-TDI占20%       
1.3 水         
    在生產海綿中,水不可缺少,水與TDI反應放出CO2氣體,同時起著鏈增長作用。 
1.4 催化劑        
    促進聚醚多元醇與異氰酸反應使鏈增長的催化劑有辛酸亞錫、二丁基錫。促進交聯反應并能促進異氰酸酯與水之間反應放出的CO2氣體的催化劑有三乙醇胺、三乙烯二胺、三乙胺等。 
1.5 外用發泡劑        
    常用是低沸點氟烴類化合物,如一氟三氯甲烷(F-11)。由于不環保,一般用環戊來代替F-11,或二氯甲烷,效果不錯。如果不是生產特輕密度的海綿,亦可適當調整主要原料比例,不使用外用發泡劑。         
1.6 泡沫穩定劑(勻泡劑)       
    常用有機硅泡沫穩定劑,目前主要用硅-碳鍵Si-C共聚物,用量在0.5%-5%.
2、海綿的合成原理       
   海綿的合成過程中,主要是有鏈增長反應、發泡及交聯等過程,這些反應與原料的分子結構、官能
 度、分子量等有關。       
2.1 擴鏈反應        
    異氰酸酯與二官能度聚醚多元醇擴鏈反應,由于反應中異氰酸過量5%左右,所以擴鏈***終產品為異氰酸酯基團,這樣反復進行促進使鏈迅速增長。    
2.2 發泡反應伴隨著鏈增長       
    在生產海綿的過程中,發泡氣體主要來源于TDI與水反應,生成大量CO2氣體,同時新生成胺又與異氰酸酯反應生成脲鍵化合物,這樣反復進行伴隨著鏈增長。   
2.3 交聯反應        
     交聯反應對制備海棉非常重要,發生過早過晚,都會導致海綿的質量下降甚至報廢。 
2.3.1 多官能度化合物交聯       
    聚醚多元醇與異氰酸酯反應直接影響海綿密度,交聯點分子量為2000-20000,分子量越小,交聯密度越大,泡沫的硬度越高,柔軟性、彈性相對下降。    
2.3.2          
    水與異氰酸酯反應生成脲鍵化合物,進一步與異氰酸酯反應生成三向結構縮二脲交聯化合物。
2.3.3 脲基甲酸酯交聯       
    氨基甲酸酯基中的氮原子上的氫與異氰酸酯反應生成三向交聯結構的脲基甲酸酯。  
3、生產工藝及流程        
   目前,海綿生產中大多數采用一步箱式發泡法,將各種原料在高速攪拌下,迅速加入成形箱,在成形箱中完成鏈增長、發泡、交聯、固化等反應,從而完成海綿生產。該工藝優點是工藝流程短,物料粘度低,容易控制,節省能源,設備投資小,適用密度范圍廣。
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