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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通過箱式發泡工藝生產的。現在,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氣和凝膠反應;
(4)泡沫穩定劑一一穩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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