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軟質聚氨酯泡沫塑料分類和生成工藝

按制品的軟硬程度,分為超柔軟泡沫、普通泡沫、高回彈泡沫、聚氨酯軟泡高承載型軟泡等。按軟硬程度即耐負荷性能的不同,聚氨酯軟泡可分為普通軟泡、超柔軟泡沫、高承載型軟泡、高回彈泡沫等。高回彈泡沫、高承載軟泡一般用于制造座墊、床墊。 [1]?
聚氨酯軟泡按生產工藝可分為塊狀泡沫及模塑軟泡,前者是通過連續(xù)法工藝生產的大體積泡沫再切割成所需形狀的泡沫制品,而模塑軟泡一般為間隙法生產,原料直接在模具中發(fā)泡成型,即制成所需形狀的泡沫制品。模塑泡沫按熟化方式分,可分為熱熟化軟泡和冷熟化軟泡。
以采用的多元醇原料分類,可分為聚酯型軟泡和聚醚型軟泡。早的軟質聚氨酯泡沫塑料是用聚酯多元醇和TDI-65/35通過箱式發(fā)泡工藝生產的?,F(xiàn)在,聚酯型軟泡產量已很小,它已被彈性更好的聚醚型軟泡所代替。單應用于某些特殊場合的聚酯型聚氨酯軟泡仍有生產。例如,用低支化度聚酯多元醇和TDI-65或TDI-80制造的高伸長率軟泡主要用于防止拼的夾層中。聚酯型軟泡拉伸強度和撕裂強度較好,也比較堅挺。單回彈性較差,這種泡沫有良好的耐候性和耐溶劑性能,用于紡織和服裝復合襯里等領域。但因聚酯本身的耐水解性能不好,泡沫在濕熱條件下使用壽命不長。
具有較高硬度的彈性聚氨酯泡沫,可稱之為聚氨酯半硬泡,有人把它歸于軟泡,但其配方與功能一般與一般軟泡有一定區(qū)別。

生產工藝

主要原料及添加劑
(1)多異氰酸酯(如TDI、MDI、PAPI等)一一主要原料; [1]?
(2)聚醚、聚酯或其它多元醇一一主要原料;
(3)胺類或有機錫類催化劑一一加快發(fā)氣和凝膠反應;
(4)泡沫穩(wěn)定劑一一穩(wěn)定泡沫并控制泡孔孔徑;
(5)擴鏈劑一一提高制品的力學性能,如彈性等; [1]?
(6)物理發(fā)泡劑一一汽化后作為氣泡來源,同時吸收反應熱量,防止泡沫 “焦燒”,
(7)水一一鏈增長劑,同時產生CO2氣體;
(8)阻燃劑一一賦予材料阻燃性;
(9)顏料一一提供各種色澤;
(10)脫模劑。
制備過程
在制備聚氨酯泡沫塑料時有三個顯著特點:反應速度快,2-4分鐘內基本完成;放出大量的熱,體系的反應溫度迅速上升到70-150℃不等;體積變化大,迅速膨脹20-50倍。雖然整個發(fā)泡過程只需短短幾分鐘,但是仍然可以分為四個基本過程:氣泡成核(bubble nucleation)、氣泡生長(bubble growth)、微相分離(microphase separation)和化學凝膠(polymerization)。其中前兩個階段決定了聚氨酯泡沫制品的泡孔數(shù)目和孔徑大小;微相分離決定了聚氨酯泡沫制品的開孔率;而化學凝膠決定了高聚物的網絡結構,它和微相分離共同決定了制品的結構,并終制約了泡沫制品的各種力學性能。
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