Технология производства поролона: ПРОИЗВОДСТВО ПОРОЛОНА. ПОШАГОВАЯ ИНСТРУКЦИЯ

Процесс производства поролона | Статьи о поролоне от компании «ЛюксПолимер»

Процесс производства поролона | Статьи о поролоне от компании «ЛюксПолимер» luxpolymer

Производство поролона, или пенополиуретана, осуществляется одним из двух методов: формованным (ящичным) или непрерывным (блочным). В данной статье мы рассмотрим оба способа: их преимущества, недостатки и технологический процесс.

Формованный метод

Формованный метод используется на предприятиях с малым или средним объемом выпуска (как правило, не более 100 тонн в год). Его главными преимуществами являются доступность и экономичность, а также возможность создания изделий любой формы, необходимой клиенту. Среди минусов — более низкое качество изделий и отличие качественных показателей даже внутри одной партии. Поэтому формованный поролон, как правило, используется на мебельных фабриках.

Технологический процесс:

  1. Для изготовления поролона применяются жидкие химические реактивы, которые добавляются в смеситель.
    Их дозировка осуществляется на высокоточных электронных весах. Это необходимо для получения материала с требуемыми характеристиками (плотность, напряжение разрыва, остаточная деформация после сжатия и др.).
  2. Реактивы подаются в смеситель в определенной последовательности и смешиваются до вспененного состояния. Готовая жидкость заливается в специальные формы, застеленные защитной полиэтиленовой пленкой (во избежание прилипания к стенкам).
  3. В формованном сосуде происходит химическая реакция, в результате которой образуется пена. Она увеличивается в объеме и заполняет все внутреннее пространство. Готовый блок выдерживается в течение 15-20 минут (согласно технологии), после чего форма разбирается, а поролон переносится в другое помещение. Химические реакции окончательно завершаются, после чего материал остывает и формируется окончательно.
  4. Спустя некоторое время (до 3 суток) материал приобретает свои окончательные свойства. При помощи ленточнопильного станка он разрезается на листы толщиной от 5 мм и отправляется на реализацию.

Непрерывный метод

Непрерывный метод производства поролона широко используется на крупных предприятиях. Технология подразумевает изготовление длинных кусков (до 60 метров) при одинаково высоком качестве материала, за исключением первых (пусковых) полутора метров. Непрерывное производство требует значительных инвестиций и наличия современных мощностей.

Технологический процесс:

  1. Первый этап аналогичен формованному способу производства: это — подача химических реактивов в смеситель.
  2. На втором этапе также осуществляется вспенивание смеси. На крупных предприятиях оно выполняется по одной из следующих технологий:
    • Maxfoam — подача пены на конвейер через специальную емкость;
    • прямой розлив пенной массы;
    • Vertifoam — подача на вертикальную конвейерную ленту.
  3. В последнее время особо популярны универсальные машины, работающие с прямым розливом и технологией Maxfoam.
  4. Реакция протекает прямо на конвейерной ленте. В результате образуется большой ленточный пласт, который разрезают на блоки нужной длины и отправляют на склад.
  5. Спустя 2-3 суток материал разрезается на листы и отправляется на продажу.

Мы используем файлы cookies для улучшения работы сайта. Оставаясь на нашем сайте, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cookies. Чтобы ознакомиться с нашими Положениями о конфиденциальности и об использовании файлов cookie, нажмите здесь

Пенополиуретан

Дата публикции: (не задано)

Просмотры: 3252

Пенополиуретан (ППУ)

Определение

Поролон представляет собой вспененную пластмассу (пенополиуретан) и состоит из большого количества закрытых непроницаемых ячеек, наполненных газом. Благодаря особой технологии производства поролон на 85-90% состоит из инертной газовой фазы. Такая структура определяет все свойства материала, а также обуславливает его широкое применение в различных сферах.

На сегодняшний день на рынке присутствуют поролоны различных типов: HL (очень мягкий или мягкий), ST (стандартный), HS (жесткий или очень жесткий), HR (высокоэластичный латексный), а также поролоны со специальными свойствами, такими как, например, высокая огнестойкость


Альтернативные названия

Название «поролон» распространено только на территории бывшего Советского Союза и связано это с тем, что первоначально этот материал поставлялся в страну компанией из Скандинавии, носившей название «Porolon» (подобно этому, копировальные аппараты в свое время получили название «Ксерокс»). На сегодняшний день распространено название, лучше отображающее особенности данного материала — пенополиуретан. Кроме того существует и ряд других названий, например OrmaFoam или OrtoFoam. Эти два названия явно указывают на то, что они предназначены для изготовления ортопедических матрасов. Материал иногда еще называют искусственным латексом.

По сути, все перечисленные названия относятся к одному и тому же пенополистиролу. Однако некоторые из этих материалов могут отличаться от других некоторыми характеристиками и вхождением в их состав различных добавок. Не лишним будет сказать, что кроме поролона на рынке есть и другая форма пенополиуретана — пенопласт.

Кстати, пенополиуретаном является и не так давно изобретенная для космических нужд пена, носящее название Memory или MemoryFoam — пенополиуретан с памятью формы.


История возникновения

Первые эксперименты, в результате которых появился пенополиуретан, начались еще в 1937 году. Именно тогда в немецком Леверкузене работники лаборатории IG Farben, смешав полиол и полиизоцианат, получили абсолютно новое вещество, сочетающее в себе прочность, гибкость и упругость. На тот момент оно получило кодовое название Perlon U. Некоторые модификации материала обладали большей плотностью и твердостью. Все это открывало перед пенополиуретаном отличные перспективы коммерческого использования. В 1940 году началось коммерческое производство поролона, которое было остановлено второй Мировой войной.

После войны вновь возник интерес к этому уникальному материалу. Однако всплеск его популярности начался в 1960-х годах и спрос не снижается до сих пор, несмотря на то, что на рынке появляется множество более современных материалов.

Характеристики

Пенополиуретан обладает уникальными характеристиками, делающими его незаменимым в производстве мебели, сидений для авто и многих других изделий бытового назначения. Ниже мы приводим лишь основные характеристики поролона.

• Плотность. Говоря о плотности поролона, имеет смысл говорить только о кажущейся плотности — отношению массы вещества к объему, который оно занимает. Учитывая, что почти на 9/10 поролон состоит из воздуха или газов, его плотность очень невысока. Стандартная для нашей страны плотность этого материала составляет всего 25 кг/м3. Для сравнения, плотность воды в 40 раз больше. Что касается качественного импортного поролона, то его плотность может составлять 45кг/м3 и более. При этом, естественно увеличение массы происходит за счет роста количества ячеек и, как следствие, общей площади ячеечных мембран. Размеры и количество ячеек определяют некоторые другие свойства поролона.

• Жесткость. Этот параметр характеризует усилие, при приложении которого материал деформируется (сжимается) на 40%. Говорить о величине этого параметра имеет смысл только в приложении к конкретному виду поролона, очень уж сильно он варьируется в зависимости от плотности, применения добавок или количества открытых (негерметичных) ячеек.

• Эластичность. Под этим параметром подразумевается способность материала восстанавливать свою первоначальную форму после прекращения действия силы. У поролонов, используемых для изготовления мягких элементов мебели, такая способность довольно велика, что позволяет им функционировать годами без появления вмятин. Однако по мере того, как растет плотность пенополиуретана, его эластичность снижается.

Предел прочности определяется силой, которую нужно приложить к концам стандартного образца для его разрыва. Для отечественного поролона с плотностью 25кг/м3 такое усилие составляет около 130кПа.

Относительное удлинение характеризует, на какую величину нужно растянуть материал, чтобы разорвать его. Для рассмотренного выше стандартного образца такое удлинение составляет от 240% до 280%. Подобная способность очень важна, ведь во время эксплуатации матрасы нередко не только сжимаются, но и несколько растягиваются. Благодаря довольно большому относительному удлинению разрушения материала не происходит.

Диапазон рабочих температур определяет температуры, при которых поролон полностью сохраняет свои эксплуатационные характеристики. Большинство видов пенополиуретана сохраняют свои свойства в пределах от −100 до +180 градусов Цельсия. Это гарантирует, что они отлично могут применяться во всех климатических зонах даже в мебели, располагающейся на улицах или открытых верандах.

• Остаточная деформация — изменение изначальных геометрических размеров стандартного образца поролона после того, как на него в течение определенного времени будет действовать некоторая нагрузка. Понятно, что чем ниже остаточная деформация, тем больше материал подходит для изготовления матрасов или других элементов мягкой мебели. При этом существует вполне четкая прямая зависимость между плотностью поролона и остаточной деформацией.

• Стойкость к внешним воздействиям. Поролон относится к материалам, которые не разрушаются под воздействием прямых ультрафиолетовых лучей и могут эксплуатироваться на солнечном свету. Материал не повреждается большинством средств бытовой химии и многими агрессивными веществами (щелочами, разбавленными кислотами, солями, бензином, маслом и пр.). Однако его структура довольно легко разрушается под воздействием уксуса или неразбавленных кислот и может деформироваться под действием нефтяных растворителей. Впрочем, данные вещества с мебелью контактируют не часто и риск повреждения матрасов минимален.

• Безопасность. Поролон — очень плохая среда для размножения микроорганизмов, они скорее предпочтут натуральную основу, чем искусственную. На нем не образуются колонии плесени и даже не приживаются казалось бы вездесущие пылевые клещи. Пенополиуретан очень плохо аккумулирует пыль. Кроме того, поролон, вопреки расхожему мнению о вредности искусственных материалов, не выделяет в воздух токсические вещества. Все это делает его материалом, пригодным для создания мебели для аллергиков.

• Поглощение влаги. Всем известно, что поролон отлично вбирает в себя влагу. С этим мы стакиваемся каждый раз, когда моем посуду поролоновой губкой. Однако стоит заметить, что для производства губок часто используется не такой поролон, который идет на изготовление матрасов. Последний довольно «неохотно» вбирает в себя влагу и, что еще более важно, легко испаряет ее в окружающую среду. Так что, даже если матрас значительно намокнет, высушить его не составит труда и при этом пенополиуретан не потеряет своих свойств и срок его службы не сократится.

• Наконец, для матраса важна еще и теплопроводность. У поролона она очень низкая, что дает возможность сохранить тепло тела и предотвратить его рассеивание в окружающую среду.


Производство

Технология производства на сегодняшний день у различных производителей может значительно отличаться, могут использоваться специальные добавки или применяться различное оборудование, но независимо от этого основные этапы останутся неизменными. Так, для получения поролона необходимо смешать два вещества — полиол и полиизоцианат в определенных пропорциях. Кроме того, в смесь добавляется вода, которая в результате химической реакции приводит к появлению углекислого газа. Именно углекислый газ осуществляет вспенивание вещества и придает ему пористую структуру. Кроме того, используются пеностабилизаторы и катализаторы процесса. Быстрая фаза процесса длится до 20 минут, после этого блок отправляется на несколько суток на выдержку, где осуществляется окончательная полимеризация.


Достоинства и недостатки

К достоинствам поролона, безусловно, можно отнести его эластичность, прочность, низкие остаточные деформации, низкую плотность и теплопроводность, экологичность, бактериальные свойства и безопасность. Однако не менее важным является и то, что на сегодняшний день это один из самых недорогих материалов для изготовления матрасов, в том числе и ортопедических. При этом «недорогих» вовсе не означает плохих. Современные поролоны не уступают по качеству другим более дорогим материалам.

Самый важный недостаток пенополиуретана — выделение токсических веществ на стадии производства. Это требует соблюдения особых требований техники безопасности, но никак не сказывается на потребительских свойствах. Выделение этих веществ происходит только на стадии химических реакций и вспенивания, но не позднее. Также стоит учесть, что поролон довольно пожароопасен (если только это не специальный противопожарный поролон).


Применение

Применение поролона весьма и весьма широко. Наверное, нет ни одного дома, в котором не использовался бы поролон: кухонные губки, набивки для мягкой мебели (диванов, кресел, стульев и пр.), матрасы, подушки, сиденья автомобилей и множество других предметов обихода содержат в своем составе пенополиуретан.

В матрасах полиуретан может использоваться как в качестве устилочного материала (например, в матрасах с пружинным блоком), так и в качестве основного блока.

СОН.ру поможет с выбором

Наши специалисты лучше всех разбираются в вопросах комфортного сна и всегда готовы вам помочь. Мы на связи и ответим на все вопросы. Консультация оказывается абсолютно бесплатно.

8 495 545-47-33

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями:

Читайте также

Подпишитесь на рассылку

Получайте самые актуальные новости и подборки обновлений нашего ассортимента.

Подушка в подарок

Наматрасник в подарок

Ｗчто такое пенополиуретан? И как это сделано?

ＷЧто такое пенополиуретан? И как это сделано?

Что такое пенополиуретан? И потребители, и производители могут захотеть узнать ответ на этот вопрос. Вы техник по пенополиуретану, директор завода или владелец самого завода по производству пеноматериала? Вы хотите получить более глубокое базовое понимание того, как на самом деле работает гибкий пенополиуретан?

В этой статье будут подробно описаны основные элементы вспенивания полиуретана, особенно в том, что касается непрерывного гибкого вспенивания.

По сути, пенополиуретан делает две вещи на заводе. Из жидкой стадии:

  • расширяется
  • и гели.

Жидкость сначала расширяется по мере поступления пузырьков воздуха, затем в результате вторичной реакции материал превращается в гель или затвердевает в какой-то момент этого расширения.

Так как же он расширяется и склеивается?

Часть I: Изоцианаты и полиолы

У нас есть два основных химических вещества, используемых для вспенивания полиуретана. Изоцианаты по определению имеют функциональную группу R-N=C=O. Полиолы по определению содержат несколько гидроксильных или -ОН функциональных групп.

(Функциональные группы — это в основном способы распознавания огромных молекул в органической химии. Определенные комбинации определенных элементов реагируют определенным и предсказуемым образом, например, молекула с группой -ОН будет иметь высокую температуру кипения. )

В мире Вспенивание, два наиболее распространенных изоцианата — это TDI (для гибкого и полужесткого вспенивания) и MDI (для жесткого вспенивания). Давайте будем использовать более короткие термины «ТДИ» и «полиол» до конца этой статьи.

Существует множество статей, в которых разбирается химия этой реакции. Для наших целей давайте просто отметим тот факт, что когда TDI и полиол реагируют, и они оба имеют несколько функциональных групп на молекулу («DI» означает изоцианат ди или два изоцианата, а ол поли , очевидно, содержит несколько гидроксильных групп), они образуют разветвленный или сшитый полиуретан. Это начало нашего полиуретана полимер .

Полимер представляет собой большую макромолекулу, состоящую из нескольких субъединиц. Если звено А ​​соединяется с другим звеном А, соединяется с другим звеном А, получается линейный неразветвленный полимер. Если единица А может быть связана сразу с двумя другими единицами А, они образуют разветвленные и перекрестно связанные структуры. Чтобы сравнить их функциональное различие, просто представьте, что вы карабкаетесь по веревке, а не по лестнице. Веревка может быть прочной, но структурно подвержена изгибу и изменению формы. И наоборот, лестница имеет несколько точек натяжения, которые позволяют распределять вес. Это проявляется как эластичность , где материал может скручиваться и растягиваться до определенной степени и при этом возвращаться к своей первоначальной форме.

Итак, TDI + полиол сделали наш полиуретановый полимер, который теперь можно расширять для получения пены. Для этого добавляем воду. Изоцианат обладает высокой реакционной способностью и образует с водой две вещи: связей мочевины/уретана и газообразного диоксида углерода (CO2).

Это вторая часть нашего основного процесса: гелеобразование, или гелеобразование нашего материала. Это означает, что полиуретану придается определенная форма.

Часть II: Вспенивание

CO2 считается нашим основным вспенивающим агентом . Как газ, он вдувает небольшие воздушные карманы в полиуретан, образуя пену. Однако, как и при выдувании мыльных пузырей, есть момент, когда жидкая оболочка не выдерживает давления воздуха внутри и лопается.

Вот в чем заключается гелеобразование и почему оно так важно. Чтобы успешно вспенить материал, полиуретан должен превратиться в гель после того, как на него надули воздух. Это сложнее, чем кажется, и именно поэтому специалисты по пеноматериалам могут улучшить или разрушить ваше заводское производство. Искусство пенообразования вращается вокруг этого тонкого баланса между расширением или вспениванием и гелеобразованием.

Как только они сформируются внутри полиуретана, мы назовем воздушные пузырьки ячейками . Если пена расширится и превратится в гель до того, как лопнут пузырьки воздуха, вы получите пенопласт с закрытыми порами , который является полужестким (не совсем жестким, как пена из MDI), поскольку материал не так легко сгибается. Возвращаясь к нашей метафоре лестницы, пенопласты с закрытыми порами похожи на деревянные лестницы, тогда как пенопласты с открытыми порами похожи на веревочные лестницы. Если некоторым или всем клеточным стенкам дать возможность разорваться до гелеобразования, вы получите гораздо более гибкий материал, который легче гнется, скручивается и даже ломается.

Так что же такое пенополиуретан? В основном: TDI, полиол, вода, полимер, открытые и закрытые ячейки. Это базовый уровень, а теперь мы представим добавки .

Часть III: Добавки

Давайте разберем добавки для вспенивания полиуретана по функциям. Одной из наиболее важных добавок является катализатор , который может влиять на основные реакции несколькими способами. Это может ускорить расширение, ускорить гелеобразование, охладить реакцию (так что у вас меньше пожароопасности на ваших руках) и т. д. Также есть отвердители , которые включают удлинители цепи и сшивающие агенты. Удлинители цепи , как следует из их названия, удлиняют полимерные цепи, что повышает гибкость материала. Сшивающие агенты усиливают и укрепляют поперечные связи, повышая структурную целостность более жестких пенопластов.

Думайте о поверхностно-активных веществах как об эмульгаторах. Масло и вода сами по себе не смешиваются, но как только вы добавите немного средства для мытья посуды, они могут быть эмульгированы в однородную смесь. Поверхностно-активные вещества действуют как мыло. Более однородная смесь означает более плавную реакцию, и вы получаете более равномерные размеры ячеек, более стабильную скорость реакции и более точный контроль между гелеобразованием и разрушением пены.

(Причина, по которой их называют поверхностно-активными веществами, заключается в том, что они уменьшают поверхностное или поверхностное натяжение между двумя соединениями. Например, масло не просто аккуратно ложится на поверхность воды — поверхностно-активные вещества смешивают эту поверхность раздела между собой. )

Помните, что газообразный CO2, образующийся в результате реакции с водой, действует как вспенивающий агент ? Ну, другие вспенивающие агенты также могут быть использованы или добавлены. Основным неудобством продувки водой является высокая температура реакции, что делает вспенивание ПУ пожароопасным. Физические пенообразователи (добавки, которые физически способствуют расширению ячеек вместо того исходного CO2, который выдувается химическим путем) снижают эту пожароопасность.

Аналогичный класс добавок наполнители . Они приходят в виде частиц или волокон. Наполнители в виде частиц могут снизить воспламеняемость и увеличить вес пены (хорошо для амортизирующих пен). Волокнистые наполнители усиливают клеточную структуру. Все наполнители выполняют следующие функции: 1) придают пене физические свойства, такие как прочность на растяжение или сжатие, и 2) экономят средства за счет уменьшения количества жидких химикатов, используемых на партию.

наполнитель из стекловолокна

Наконец, у нас есть добавка, о которой знает большинство людей: антипирены . Во-первых, для борьбы с горючими пенопластами страны добавили требования по огнезащите к производству полиуретана. Однако было доказано, что несколько широко используемых антипиренов оказывают негативное воздействие на здоровье потребителей, поэтому страны изменили правила использования антипиренов. В настоящее время в разных странах действуют разные наборы правил в отношении типов добавок, независимо от того, должны ли полиуретановые продукты проходить испытания на открытое пламя или испытание на обугливание и т. д. Различные регионы также имеют разную степень доступа к типам антипиренов. У нас есть готовящаяся к выпуску статья, в которой мы подробно расскажем об этом самом споре, а пока достаточно сказать, что это элемент качества пены, который может сильно повлиять на ваш потребительский рынок.

(Последнее отступление: класс добавок, о котором мы не будем вдаваться в детали, это красители , потому что они просто добавляют цвет вашей пене. )

Часть IV: Например…

Давайте конкретный пример. Здесь, в Sunkist, это наш прототип типового гибкого пенообразователя:

Изоцианат : TDI
Полиол : полиол
Вспенивающие агенты : вода, метиленхлорид (MC)
Cata лист : амин, олово
ПАВ : силикон

Теперь мы понимаем, что делает каждый элемент в процессе вспенивания. TDI + полиол начинает создание полиуретана. Смесительная головка сначала вводит небольшое количество воздуха в жидкую смесь, чтобы запустить процесс вспенивания. TDI + вода химически производит газ CO2, который превращает жидкость в пену. Кроме того, мы добавляем МС, чтобы в начальной реакции использовалось меньше воды и чтобы общая температура реакции была ниже, при сохранении расширения клеток.

Между тем, добавка амина выполняет многоцелевой катализ (ускоряя реакцию), а олово обеспечивает стабильный катализатор гелеобразования, повышая структурную эластичность пены. Силикон сглаживает и стабилизирует весь процесс выдувания, поддерживая однородность клеточной структуры до тех пор, пока не произойдет гелеобразование.

И вот оно! Ответ Санкиста на вопрос «что такое пенополиуретан», излагающий все основные элементы рецепта. Химик остается настоящим экспертом по количеству ингредиентов. Однако, если каждый специалист по пенообразованию, оператор машины и даже владелец завода имеет базовое представление о том, что на самом деле происходит в машине для вспенивания? Ваш завод будет иметь встроенную, хорошо информированную систему контроля качества на каждом этапе производственного процесса.

Хотите быть в курсе новостей нашей компании? Уделите 1 минуту, чтобы заполнить форму ниже.

технология — Zotefoams

Отличие Zotefoams

Zotefoams производит широкий ассортимент легких сшитых блочных пенопластов, используя варианты нашего уникального производственного процесса азотного расширения. Это обеспечивает исключительное сочетание полезных характеристик — однородность, чистота, низкая токсичность и долговечность — что отличает материалы Zotefoams от всех других пенопластов.