优质的轻质材料都必须具备一定的强度和韧性
固定多元醇的用量,探索异氰酸酯、形核剂、发泡剂、催化剂的用量对泡沫材料的表观密度和压缩强度的影响,从而确定最佳发泡工艺参数。
正交试验
大量试验证明影响发泡成型的4个主要因素有异氰酸酯、催化剂、形核剂和发泡剂。
单因素试验
MDI 对泡沫材料性能的影响
发泡反应使材料发泡成型,凝胶反应是异氰酸酯与体系中的羟基反应使聚合物链增长,从而增强泡沫的力学性能。当异氰酸酯的量较小时,异氰酸酯不能和羟基化合物和水充分反应,导致泡体太软太少,气体冲破泡体导致泡体不均匀,泡沫局部坍塌,材料的密度大但压缩强度很小。当异氰酸酯的量过多时,发泡反应太剧烈,瞬间释放大量的气体和热,使局部泡孔较大并出现塌泡,泡沫结构不均匀导致材料密度增加,压缩强度减小。通过试验得到异氰酸酯的最佳用量。
催化剂 对泡沫材料性能的影响
催化剂量较小,反应速率慢,气体生成量小,反应不充分,多元醇不能充分填充在材料体中而在局部堆积,材料的密度大,压缩性能差。增加催化剂量使反应充分,泡孔结构细致均匀,材料密度减小,压缩性能增大。继续增大催化剂的量,反应过于剧烈,瞬间生成大量气体,使泡孔不均匀,局部出现超大泡孔甚至泡孔破裂导致坍塌现象。通过试验得到催化剂的最佳用量。
水对泡沫材料性能的影响
反应开始后,水量较小反应体系气体量少,不利于发泡成型,泡沫材料的表观密度大和压缩强度大。随着水量的增加,发泡反应越来越充分,气体量均匀充沛,泡沫成型好,泡孔结构均匀,泡沫材料的表观密度减小、压缩强度增大。当水过量时,发泡反应剧烈,发气量大,发泡速率大大超过凝胶速率,泡沫材料局部会产生超大泡孔甚至塌泡,导致泡沫材料表观密度增大、压缩强度减小。通过试验得到水的最佳用量。
通过观察得知: 泡孔尺寸及均匀程度对材料表观密度和压缩强度影响显著,泡孔越细密均匀,泡沫材料的表观密度和压缩强度越好。
由各因素极差值 R 的大小,可以确定其对发泡试验影响的主次顺序为催化剂、发泡剂、异氰酸酯、成核剂。由极差分析可知: 表观密度作为试验指标时,催化剂对发泡试验的影响最大,水次之; 压缩强度作为试验指标时,水对发泡试验的影响最大,催化剂次之。试验需要在保证压缩强度尽量大的同时,让表观密度尽量小。
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