二氯甲烷在聚氨酯聚醚軟泡中發(fā)揮著怎么樣的作用?
發(fā)布時(shí)間:
2022-04-18
二氯甲烷,縮寫(xiě)為MC,分子量為85,汽化熱為29KJ/mol,是常用的物理發(fā)泡劑。對(duì)二氯甲烷聚氨酯軟泡溫度的影響有兩個(gè):一是吸收反應(yīng)熱(氣化熱),二是稀釋放熱反應(yīng)(PV/T=常數(shù))。通常二氯甲烷越多,第二方面的影響力越大。我們知道水的分子量是18,水與TDI鏈的放熱反應(yīng)是188KJ/mol。水的放熱量為18818=10.4KJ/g,二氯甲烷氣化的吸熱量為2985=0.34KJ/g,二者之比約為30。以上只是讓我們對(duì)MC對(duì)反應(yīng)熱的影響有了一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)。其實(shí)二氯甲烷影響反應(yīng)熱的機(jī)理很復(fù)雜,與公式中的放熱速率、甲烷濃度、甲烷氣化速率等因素有關(guān),每個(gè)因素都是一個(gè)復(fù)雜變量。
提高二氯甲烷可以明顯提高泡沫的伸長(zhǎng)率,但不一定提高泡沫的撕裂強(qiáng)度。容易拉伸的泡沫和不容易撕裂的泡沫不一樣。二氯甲烷的增加會(huì)降低泡沫反應(yīng)過(guò)程中的內(nèi)部溫升,不利于硬段的形成。所以添加MC很容易讓泡沫摸起來(lái)柔軟有彈性,但是這種彈性泡沫的回彈率(表面回彈)不會(huì)很高。在凈密度(無(wú)粉密度)為12 ~ 15的配方中,產(chǎn)品良好的彈性是由于TDI、TDI指數(shù)、MC和聚合物聚醚(白聚醚)的合理組合。
二氯甲烷度的增加或減少可以通過(guò)單獨(dú)調(diào)節(jié)錫成分來(lái)平衡。MC的增減會(huì)影響配方的反應(yīng)熱和濃度,需要調(diào)整幾個(gè)組分來(lái)平衡。比如PPG : 100,TDI : 57,水: 4,MC : 3的配方,如果MC變成4份,不考慮密度和其他物理性質(zhì),只需要3%~4%的錫。如果MC變成14份,單獨(dú)加錫就不再可取。通過(guò)改變qing化物、水、硅、胺和錫,很容易達(dá)到新的平衡。
利用MC氣化帶走熱量的特性,在夏季進(jìn)行鼓泡實(shí)驗(yàn)時(shí)可以降低原料溫度。MC溶解手表面的油脂,讓皮膚快速變白。MC作為溶劑,具有良好的互溶性,容易滲透皮下組織,被人體吸收。雖然MC不參與化學(xué)反應(yīng),但它影響反應(yīng)熱的整體變化,應(yīng)引起我們的注意。二氯甲烷制造密度大于24的聚氨酯塊泡時(shí)一般只用水(化學(xué)發(fā)泡劑)作發(fā)泡劑,超軟配方用二氯甲烷(MC)等低沸點(diǎn)化合物(物理發(fā)泡劑)作輔助發(fā)泡劑。
輔助發(fā)泡劑會(huì)降低泡沫的密度和硬度,其氣化會(huì)吸收一部分反應(yīng)熱,使固化變慢,所以需要增加催化劑的用量。由于吸熱,避免了堆芯燃燒的危險(xiǎn)。發(fā)泡能力可以用發(fā)泡指數(shù)(100份聚醚中使用的水或水的當(dāng)量數(shù))來(lái)表示:m -發(fā)泡劑的用量。發(fā)泡指數(shù)IF=m(水)m(F-11)/10 m(MC。)/9(100聚醚)水作為發(fā)泡劑,與異氰酸酯反應(yīng)生成脲鍵,釋放大量CO2和熱量,這是一個(gè)鏈增長(zhǎng)反應(yīng)。水越多,泡沫密度越小,硬度越大。同時(shí)泡沫柱變小變?nèi)?,承載力降低,容易坍塌開(kāi)裂。TDI消耗增加,熱量釋放,容易燒心。如果水量超過(guò)5.0 phr,須加入物理發(fā)泡劑吸收部分熱量,避免燒芯。
隨著添加量的增加,各催化劑和硅油的量也需要適當(dāng)增加。
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