Что такое полиуретан?
Полиуретан
Меня зовут Лао Чжан. Я занимаюсь формовочными системами в ABIS Mold с 2007 года, сначала в цехе литья прототипов в Шэньчжэне, затем на основной производственной линии деталей автомобилей и электроники. Вот что на самом деле представляет собой полиуретан, когда вам приходится каждый день смешивать и заливать его в точную форму.
Полиуретан (полное химическое название полиуретаны или PUR/PU)представляет собой полимер, образующийся в результате реакции между двумя жидкими группами:
изоцианаты
Наиболее распространенные типы, которые мы используем:
ТДИ (толуолдиизоцианат) – смесь 80/20 или 65/35.
МДИ (дифенилметандиизоцианат) – сырой МДИ, полимерный МДИ или пре-полимеры.
Иногда HDI или IPDI, когда требуется устойчивость к пожелтению.
Полиолы
Полиэфирполиолы (ППГ, функциональность 2–6, молекулярная масса 200–8000)
Полиэфирполиолы (более высокая прочность, более высокая стоимость)
Специальные полиолы (ПТМЭГ, поликапролактон и т. д. для эластомеров)
Когда две стороны встречаются, они образуют уретановые связи (-NHCOO-). В зависимости от рецептуры получаются разные структуры:
Гибкая пена → полиолы с длинной-цепью + высокий уровень воды → продувка CO₂ → открытые ячейки
Жесткая пена → полиолы с короткой-цепью + низкое содержание воды + физический пенообразователь (245fa, циклопентан, HFO) → закрытые ячейки
Эластомеры → полиол с молекулярной массой 1000–4000 + удлинитель цепи (BG, HQEE, MOCA) + отсутствие пенообразователя → твердый резиноподобный материал-подобный
CASE (покрытия, клеи, герметики, эластомеры) → различные соотношения NCO/OH и добавки
Ключевые цифры, которые мы наблюдаем в цехе каждую смену:
NCO % компонента B- (изоцианатная сторона): обычно 18–32 %.
Значение OH компонента A- (сторона полиола): 28–1000 мгKOH/г.
Индекс: обычно 0,95–1,10 (100 означает стехиометрический).
Время кремирования, время гелеобразования, время-отлипания – измеряется секундомером при каждой новой партии.
Плотность: эластичный пенопласт 15–60 кг/м³, жесткий пенопласт 30–200 кг/м³, эластомер 1000–1250 кг/м³.
Основные физические пенообразователи, на которые мы перешли в последние годы(Китай поэтапно-отказ от ГХФУ-141b):
Смесь циклопентана и изо-пентана
HFC-245fa (до сих пор используется в некоторых экспортных холодильниках)
HFO-1233zd/1336mzz (новый с низким ПГП, дорогой)
Типичные добавки, которые мы должны точно дозировать:
Вода (химическая продувка, 0,1–5,0 частей на час)
Аминные катализаторы (А33, А1) и оловянные катализаторы (Т9, Космос-19)
Силиконовые поверхностно-активные вещества (серия B8xxx) для раскрытия/стабилизации ячеек.
Антипирены (TCPP, DMMP, меламин, APP) для жесткого пенопласта
Контроль температуры реакции:
Сторона полиола 22–28 градусов, сторона изоцианата 22–28 градусов, температура формы 40–65 градусов в зависимости от продукта.
Это полиуретан в реальном производстве. Поступают две жидкости, выходят тепло и газ, через пять минут у вас есть деталь, которая может быть мягче губки или тверже многих пластиков. Все остальное – цвет, твердость, огнестойкость, стойкость к истиранию – это всего лишь работа над рецептурой.
В ABIS Mold мы храним каждый полиол и изоцианат как отдельное сырье, записываем точный индекс и уровень катализатора для каждой партии, поэтому, когда клиент захочет ту же деталь через шесть месяцев, мы сможем повторить ее на 100%.