ฟองน้ำฟองน้ำทำมาจากอะไร

ฟองน้ำเป็นโฟมโพลียูรีเทนชนิดหนึ่งซึ่งเป็นของโฟมโพลียูรีเทนที่มีความยืดหยุ่น เนื่องจากโครงสร้างรังผึ้งมีรูพรุนจึงมีลักษณะพิเศษที่นุ่ม ยืดหยุ่น ดูดซับน้ำ และต้านทานน้ำ และใช้กันอย่างแพร่หลายในโซฟา ที่นอน เสื้อผ้า บรรจุภัณฑ์แบบยืดหยุ่น และอุตสาหกรรมอื่นๆ

1. วัตถุดิบหลัก

1.1 Polyether โพลิออล

ฟองน้ำส่วนใหญ่ใช้พอลิอีเทอร์โพรพิลีนไกลคอลและโพลีอีเทอร์กลีเซอรอลซึ่งมีฟังก์ชันการทำงานน้อยกว่า (2-3) ค่าไฮดรอกซิลต่ำและน้ำหนักโมเลกุลมาก สูตรโมเลกุลคือ:

1.2 ไอโซไซยาเนตอินทรีย์

ที่ใช้กันมากที่สุดคือเมทิลเบนซีนไดไอโซไซยาเนตที่เรียกว่า TDI มีไอโซเมอร์สองตัวคือ 2,4-TDI, 2,6-TDI ในการผลิตฟองน้ำ 24-TDI คิดเป็น 80 เปอร์เซ็นต์ , 2,6-TDI 20 เปอร์เซ็นต์

1.3 น้ำ

ในการผลิตฟองน้ำ น้ำเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ น้ำทำปฏิกิริยากับ TDI เพื่อปล่อยก๊าซ CO2 ซึ่งมีบทบาทในการเติบโตของลูกโซ่เช่นกัน

1.4 ตัวเร่งปฏิกิริยา

ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ส่งเสริมปฏิกิริยาของพอลิอีเทอร์โพลิออลกับไอโซไซยาเนตเพื่อเพิ่มสายโซ่คือ stannous octoate และ dibutyltin ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ส่งเสริมปฏิกิริยาเชื่อมขวางและสามารถส่งเสริมก๊าซ CO2 ที่ปล่อยออกมาจากปฏิกิริยาระหว่างไอโซไซยาเนตกับน้ำ ได้แก่ ไตรเอทาโนลามีน ไตรเอทิลีนไดเอมีน ไตรเอทิลลามีน เป็นต้น

1.5 ตัวแทนฟองภายนอก

ที่ใช้กันทั่วไปคือสารประกอบฟลูออโรคาร์บอนเดือดต่ำ เช่น โมโนฟลูออโรไตรคลอโรมีเทน (F-11) เนื่องจากไม่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม โดยทั่วไปจึงใช้ไซโคลเพนเทนแทน F-11 หรือไดคลอโรมีเทน และให้ผลดี ถ้าไม่ใช่สำหรับการผลิตฟองน้ำความหนาแน่นเบาพิเศษ สัดส่วนของวัตถุดิบหลักสามารถปรับได้อย่างเหมาะสม และไม่ใช้สารสร้างฟองภายนอก

1.6 โฟมกันโคลง

(โฟมกันโคลง) ซิลิโคนโฟมกันโคลงที่ใช้กันทั่วไป ในปัจจุบัน พันธะซิลิกอน-คาร์บอนโคพอลิเมอร์ Si-C ถูกใช้เป็นหลัก และปริมาณการใช้คือ 0.5 เปอร์เซ็นต์ -5 เปอร์เซ็นต์

2. หลักการสังเคราะห์ฟองน้ำ

ในกระบวนการสังเคราะห์ฟองน้ำ ส่วนใหญ่จะเป็นปฏิกิริยาลูกโซ่ การเกิดฟอง และการเชื่อมขวาง ฯลฯ ปฏิกิริยาเหล่านี้เกี่ยวข้องกับโครงสร้างโมเลกุล การทำงาน และน้ำหนักโมเลกุลของวัตถุดิบ

2.1 ปฏิกิริยาขยายลูกโซ่

ไอโซไซยาเนตและปฏิกิริยาการต่อสายโซ่โพลีออลโพลีออล difunctional เนื่องจากไอโซไซยาเนตส่วนเกินในปฏิกิริยาอยู่ที่ประมาณ 5 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้นผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการต่อสายโซ่คือกลุ่มไอโซไซยาเนต ซึ่งได้รับการส่งเสริมซ้ำแล้วซ้ำเล่าเพื่อทำให้ห่วงโซ่เติบโตอย่างรวดเร็ว

2.2 ปฏิกิริยาการเกิดฟองจะมาพร้อมกับการเติบโตของลูกโซ่

ในกระบวนการผลิตฟองน้ำ ก๊าซที่เป็นฟองส่วนใหญ่มาจากปฏิกิริยาของ TDI และน้ำเพื่อสร้างก๊าซ CO2 จำนวนมาก และในขณะเดียวกัน เอมีนที่สร้างขึ้นใหม่จะทำปฏิกิริยากับไอโซไซยาเนตเพื่อสร้างสารประกอบพันธะยูเรีย ซึ่งเกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำเล่าด้วยการเติบโตของลูกโซ่

2.3 ปฏิกิริยาเชื่อมขวาง

ปฏิกิริยาเชื่อมขวางมีความสำคัญมากสำหรับการเตรียมฟองน้ำ หากเกิดขึ้นเร็วหรือช้าไป คุณภาพของฟองน้ำจะลดลงหรือถูกทิ้ง

2.3.1 การเชื่อมขวางของสารประกอบมัลติฟังก์ชั่น

ปฏิกิริยาระหว่างโพลิออลโพลิออลและไอโซไซยาเนตส่งผลโดยตรงต่อความหนาแน่นของฟองน้ำ น้ำหนักโมเลกุลของจุดเชื่อมขวางคือ 2000-20000 ยิ่งน้ำหนักโมเลกุลเล็กลง ความหนาแน่นของการเชื่อมขวางยิ่งมากขึ้น ความแข็งของโฟมก็จะยิ่งสูงขึ้น และความนุ่มนวลและความยืดหยุ่นลดลงสัมพัทธ์

2.3.2 การเชื่อมขวางของไบยูเรต

น้ำทำปฏิกิริยากับไอโซไซยาเนตเพื่อสร้างสารประกอบพันธะยูเรีย ซึ่งทำปฏิกิริยาต่อไปกับไอโซไซยาเนตเพื่อสร้างสารประกอบเชื่อมโยงข้ามไบยูเรตแบบสามทิศทาง

2.3.3 Allophanate การเชื่อมขวาง

ไฮโดรเจนบนอะตอมไนโตรเจนในกลุ่มยูรีเทนทำปฏิกิริยากับไอโซไซยาเนตเพื่อสร้างอัลโลฟาเนตที่มีโครงสร้างเชื่อมโยงข้ามสามทาง

3. เทคโนโลยีและกระบวนการผลิตฟองน้ำ

ในปัจจุบัน การผลิตฟองน้ำส่วนใหญ่ใช้วิธีโฟมแบบกล่องขั้นตอนเดียว วัตถุดิบต่างๆ ถูกเติมลงในกล่องขึ้นรูปอย่างรวดเร็วภายใต้การกวนด้วยความเร็วสูง และการเติบโตของลูกโซ่ การเกิดฟอง การเชื่อมขวาง การบ่ม และปฏิกิริยาอื่นๆ จะเสร็จสิ้นในกล่องขึ้นรูป เพื่อทำให้ฟองน้ำสมบูรณ์ การผลิต. ข้อดีของกระบวนการนี้คือ การไหลของกระบวนการสั้น ความหนืดของวัสดุต่ำ ควบคุมง่าย ประหยัดพลังงาน การลงทุนอุปกรณ์ขนาดเล็ก และความหนาแน่นที่หลากหลาย