فوم پلی اورتان چگونه تولید می شود؟ گام به گام فرآیند و تجهیزات

دیوار یخچال فریزر را برش دهید و آن را پیدا کنید: یک فوم سفت و زرد کم رنگ که کل کابینت را پشت یک آستر به ضخامت چند میلی متر عایق می کند. چه فوم پلی اورتان در یخچال، صندلی ماشین یا پانل سقفی ختم شود، با همان ترتیب اساسی تولید می شود.

این راهنما از طریق شیمی، مراحل فرآیند استاندارد و تصمیمات مربوط به تجهیزات پشت سر آنها می گذرد - که از سمت تجهیزات صنعت نوشته شده توسط ماشین آلات Ningbo Xinliang ، تولید کننده ماشین های فوم پلی اورتان پرفشار و خطوط فوم سازی کامل است، بنابراین تمرکز روی آنچه در کف کارخانه اتفاق می افتد باقی می ماند.

شیمی: دو مایعی که ساختار خود را می سازند

پلی یورتان زمانی تشکیل می شود که پلی ال - الکلی با گروه های هیدروکسیل چندگانه فعال - با یک ایزوسیانات واکنش می دهد: MDI برای فوم های سخت و قالب گیری شده، TDI برای بالشتک های لایه ای. این واکنش در حالی که یک شبکه پلیمری ایجاد می کند، همزمان با تولید گاز در داخل مخلوط، گرما آزاد می کند. این جفت سازه سازی و تولید گاز همان چیزی است که دو مایع را به فوم جامد تبدیل می کند.

گاز از کجا می آید

دو منبع آب موجود در فرمولاسیون با ایزوسیانات واکنش می دهد و CO2 آزاد می کند که سلول ها را باد می کند. عوامل دمنده فیزیکی مانند سیکلوپنتان اصلاً واکنش نشان نمی دهند - آنها در گرمای واکنش تبخیر می شوند و در عوض انبساط را انجام می دهند.

بازیگران نقش مکمل

منابع مواد صنعت ورودی های فرمول استاندارد را به عنوان پلی ال ها، دی ایزوسیانات ها، عوامل دمنده، کاتالیزورها و سورفکتانت ها فهرست می کنند. کاتالیزورها سرعت ژل پلیمری را نسبت به سرعت تولید گاز تنظیم می کنند. سورفکتانت های سیلیکونی از پارگی دیواره های سلولی نازک در هنگام بالا آمدن کف جلوگیری می کنند. بازدارنده ها و پرکننده ها ایمنی و هزینه را تنظیم می کنند.

کل فرآیند در یک مقایسه متعادل می شود: اگر تولید گاز قبل از ساخت پلیمر انجام شود، فوم در حال افزایش فرو می ریزد. اگر پلیمر خیلی زود ژل شود، فوم متراکم می شود و از قالب جدا می شود. فرمول‌سازها این را متعادل‌سازی واکنش‌های ژل و ضربه می‌نامند - و به همین دلیل است که دقت اندازه‌گیری در کسری از درصد مشخص می‌شود.

نحوه تولید فوم پلی اورتان، مرحله به مرحله

خواه این محصول یک عایق صندلی ماشین قالب گیری شده باشد یا عایق حفره یخچال، این توالی از همان شش مرحله عبور می کند:

1. تهیه مواد اولیه. پلی‌ال و ایزوسیانات در مخازن روزانه ذخیره می‌شوند و در یک پنجره دمایی مشخص، معمولاً در حدود 20 تا 45 درجه سانتی‌گراد بسته به سیستم، تنظیم می‌شوند، زیرا ویسکوزیته و سرعت واکنش دقیقاً از دما پیروی می‌کنند.
2. اندازه گیری فشار بالا. پمپ های اندازه گیری هر جزء را با یک نسبت ثابت تحویل می دهند. واحدهای فشار بالا که به خوبی نگهداری می شوند معمولاً این نسبت را در حدود یک درصد نگه می دارند.
3. اختلاط برخورد. این دو جریان با فشاری که معمولاً در حدود 100 تا 200 بار است، به یک سر مخلوط کوچک وارد می‌شوند، جایی که با هم برخورد می‌کنند و در عرض میلی‌ثانیه به یک مخلوط همگن تبدیل می‌شوند.
4. تزریق یا ریختن. این ترکیب به داخل یک قالب بسته شلیک می‌شود، در یک حفره باز ریخته می‌شود، یا روی نوار نقاله قرار می‌گیرد و توسط یک ربات یا دستکاری‌کننده هدایت می‌شود، در هر جایی که موقعیت ریختن باید دقیق باشد.
5. انبساط و پخت. فوم کرم ها، برآمدگی ها، ژل ها و درمان ها - مراحل کرم چند ثانیه طول می کشد، افزایش کامل معمولا یک تا دو دقیقه طول می کشد، و قالب گیری در عرض چند دقیقه انجام می شود.
6. تخریب، پیرایش و آزمایش. قطعات آزاد می شوند، برش داده می شوند و از نظر چگالی، ساختار سلولی، پایداری ابعادی، و برای درجه های عایق، هدایت حرارتی بررسی می شوند.

سمت ماشینی مراحل دو تا چهار جایی است که ثبات به دست می آید یا از دست می رود. برای نگاه فنی دقیق تر، وبلاگ ما توضیح می دهد اصل کار دستگاه تزریق فوم فشار بالا پلی اورتان در جزئیات

چرا فناوری اختلاط کیفیت فوم را تعیین می کند؟

دو خانواده ماشین آلات بر تولید غالب هستند. ماشین‌های کم فشار اجزایی را در محفظه‌ای مخلوط می‌کنند که باید پس از هر بار شلیک با حلال شسته شوند، که این کار باعث افزایش کار با حلال، هزینه تمیز کردن و پاکسازی زباله می‌شود. در عوض، ماشین‌های فشار بالا با برخورد با هم مخلوط می‌شوند: دو جریان تقریباً ۱۰۰-۲۰۰ بار با هم برخورد می‌کنند و سر مخلوط به‌صورت مکانیکی بین شلیک‌ها تمیز می‌شود. بازده سلول‌های ظریف‌تر، یکنواخت‌تر، بدون مصرف حلال، و مواد کمتر دور ریخته می‌شود - دلیل اینکه تجهیزات فشار بالا به پیش‌فرض برای تولید لوازم خانگی، خودرو و پانل تبدیل شده‌اند.

داخل دستگاه کف ساز فشار قوی

سخت‌افزار ساده‌تر از آن چیزی است که به نظر می‌رسد: مخازن دو جزئی، واحدهای پمپ اندازه‌گیری که نسبت را تنظیم می‌کنند، شیلنگ‌های فشار بالا عایق‌شده، و یک سر مخلوط خود تمیز شونده که روی قالب قرار گرفته است. نسبت، دما، فشار و زمان شات را همگام کنید و هر شات با همان واکنش‌پذیری قبلی از سر خارج می‌شود.

دستگاه تزریق فوم پرفشار پلی اورتان دو جزئی یک دستگاه فوم فشار بالا با اندازه گیری، تغذیه، هد اختلاط و کنترل PLC برای کیفیت شات ثابت. همانطور که متن کنترل دقیق نسبت، دما و زمان بندی را توضیح می دهد، برای خطوط قالب گیری که قطعات فوم یکنواختی تولید می کنند، مناسب است. مشاهده محصول →

انعطاف پذیر یا سفت؟ محصول فرآیند را شکل می دهد

بررسی اجمالی ویکی‌پدیا از فرآوری فوم پلی‌یورتان دو مسیر تولید گسترده را مشخص می‌کند: قالب‌گیری و لایه‌برداری. خطوط Slabstock یک جریان پیوسته را بر روی یک نوار نقاله متحرک می ریزند، جایی که یک دسته فوم طولانی بلند می شود، خشک می شود و بعداً به بلوک تبدیل می شود - مسیر کلاسیک برای تشک ها و درجه های مبلمان. در عوض قالب‌گیری یک شات را به یک قالب جداگانه برای هر قسمت می‌دهد.

فوم عایق سفت و سخت تقریباً همیشه قالب‌گیری می‌شود: سازندگان لوازم خانگی فوم را به داخل حفره‌های کابینت یخچال تزریق می‌کنند، تولیدکنندگان پانل‌ها خطوط لمینیت مداوم را اجرا می‌کنند و پوسته‌های آبگرمکن در قالب‌های بسته پر می‌شوند. از آنجایی که سلول های آن بسته می مانند و عامل دمنده را به دام می اندازند، فوم سفت و سخت به عنوان ساختار و عایق به یکباره عمل می کند و رسانایی حرارتی به عنوان ویژگی اصلی است.

• عایق یخچال فریزر و آبگرمکن
• ساندویچ پانل برای سقف، دیوار و سردخانه ها
• صندلی ماشین و تزئینات داخلی خودرو
• تشک، مبلمان و زیره کفش
• وسایل ورزشی، اسباب بازی و صنایع دستی

هر خانواده محصول فرآیند را در جهت متفاوتی می کشد - انعطاف پذیری برای نشستن، تراکم و ارزش عایق برای وسایل - بنابراین کارخانه های فوم فرمولاسیون و ابزار جداگانه برای هر کدام را اجرا می کنند.

تغییر سیکلوپنتان: کف کردن بدون فلوئور

برای چندین دهه، فوم عایق به عوامل دمنده فلورینه متکی بود. حذف تدریجی بین المللی تحت پروتکل مونترال، صنعت را ابتدا به سمت HCFC ها و سپس به سمت هیدروکربن ها سوق داد و سیکلوپنتان اکنون عامل دمنده استاندارد برای عایق بندی یخچال، فریزر و پانل در سراسر جهان است. پتانسیل تخریب لایه لایه ازن نزدیک به صفر و پتانسیل کم گرمایش جهانی را ارائه می دهد. معاوضه اشتعال پذیری است که تجهیزات تولید باید در اطراف آن مهندسی شود.

دو رویکرد تغذیه وجود دارد. تزریق مستقیم سیکلوپنتان را در جریان پلی‌ال در خود دستگاه دوز می‌کند، در حالی که یک سیستم پیش مخلوط سیکلوپنتان یک ترکیب پایدار پلی‌ال-عامل دمنده را در یک ایستگاه مهر و موم شده و نظارت شده آماده می‌کند. مقایسه‌های صنعتی عموماً با پیش‌اختلاط با یکنواختی بهتر مواد خام و دوز قابل کنترل‌تر و ایمن‌تر اعتبار دارند - یک مزیت واقعی وقتی که مشخصات عایق سخت باشد.

سیستم پیش مخلوط سیکلوپنتان این ایستگاه پیش مخلوط مهر و موم شده سیکلوپنتان را با پلی ال از طریق اندازه گیری، مخلوط کردن و مخازن ذخیره سازی تحت نظارت PLC مخلوط می کند. این با بحث پیش اختلاط ارائه یکنواختی بهتر مواد خام و دوز ایمن تر و قابل کنترل تر مطابقت دارد. مشاهده محصول →

از یک ماشین واحد تا یک خط تولید کامل

شیمی هرگز با مقیاس تغییر نمی کند. آنچه تغییر می کند نحوه حرکت قالب ها است. یک ماشین مستقل برای کارهای تحقیقاتی، دسته‌های کوچک و قطعاتی که مرتباً تغییر می‌کنند مناسب است. یک خط صفحه گردان حامل های قالب را از طریق ایستگاه های ریختن، پخت و قالب گیری می چرخاند و خروجی با حجم بالا را در یک ردپای فشرده قرار می دهد، در حالی که خطوط حلقوی و نوع H حامل های بیشتری را در اطراف حلقه های پیوسته برای حداکثر توان حمل می کنند. یادداشت های موردی از تامین کنندگان تجهیزات کف ساز کاهش ضایعات تا 30 درصد را به موقعیت ریزش خودکار با ربات ها یا دستکاری کننده ها به تنهایی نسبت می دهند.

چیدمان را با قسمت مطابقت دهید: سلول‌های صفحه گردان بر روی صندلی و کار لوازم خانگی غالب هستند، جایی که یک سلول فشرده روزانه ده‌ها قالب را ارائه می‌کند، و چیدمان‌های حلقوی برای برنامه‌های مداوم و با حجم بالا مناسب هستند.

خط تولید دستگاه تزریق فوم گردان یک خط صفحه گردان که چندین ایستگاه قالب را از طریق ایستگاه های بارگیری، کف کردن، پخت و قالب گیری حمل می کند. مطابق با چیدمان صفحه گردان شرح داده شده است که حجم بالای صندلی و کار لوازم خانگی را از یک سلول تولیدی فشرده ارائه می دهد. مشاهده محصول →

کنترل کیفیت: چک هایی که از عملکرد محافظت می کنند

فوم تمام شده از طریق لیست کوتاهی از آزمایشات مورد پذیرش قرار می گیرد که بیشتر آنها مستقیماً به کنترل فرآیند بازمی گردد:

• چگالی و شیب چگالی در سراسر قطعه
• مجموعه مقاومت فشاری و تغییر شکل
• پایداری ابعادی پس از قرار گرفتن در معرض گرما و رطوبت
• هدایت حرارتی (ضریب k) برای درجه های عایق
• چسبندگی به آسترها و روکش هایی که فوم به پوست می چسبد

برای خریداران، راهکار عملی ساده است: انقباض، حفره‌ها و سلول‌های شکننده تقریباً همیشه به جابجایی نسبت، افزایش دما، یا ترکیب‌های فرسوده بازمی‌گردد. هنگام مقایسه تامین کنندگان، به طور خاص در مورد دقت اندازه گیری، کنترل دمای اجزا و روال تمیز کردن و کالیبراسیون بپرسید - پاسخ ها نرخ ضایعات شما را بهتر از هر بروشوری پیش بینی می کنند.

سوالات متداول