Com controlar la densitat d’escuma de l’element del filtre de poliuretà?

El control de densitat d’escuma de l’element de filtre de poliuretà és un enllaç clau en el procés de producció, que afecta directament el rendiment de filtratge, la força i la vida del servei de l’element del filtre. Els seus mètodes de control bàsics impliquen la relació de matèries primeres, l’ajust dels paràmetres de procés, l’optimització de precisió dels equips i el control en temps real. A continuació, es mostren mètodes de control específics:

1. Control de relacions de matèries primeres
La densitat d’escuma de poliuretà es determina principalment per la proporció de components com els poliolls, els isocianats, els agents d’escuma, els catalitzadors, els estabilitzadors, etc., i els paràmetres següents han de ser controlats amb precisió:
Índex d’isocianat (valor R)
Definició: La relació molar d’isocianat a poliol afecta directament la densitat de reticulació i l’estructura d’escuma.
Regla: com més gran sigui el valor R, més gran és el grau de reticulació del sistema i la densitat d’escuma pot augmentar (cal equilibrar -se en combinació amb la quantitat d’agent d’escuma).
Control: Monitorització en temps real del contingut d’isocianat per titulació o espectroscòpia d’infrarojos i ajust de la relació d’alimentació.
Dosificació d'agents espumants
Agent d’escuma física (com els compostos de fluorocarbon, l’aigua): l’augment de la dosi introduirà més bombolles i reduirà la densitat, però la dosi excessiva provocarà una ruptura de porus o una estructura desigual.
Agents d’escuma química (com els compostos AZO): la taxa i la quantitat de gas generades per descomposició han de coincidir amb la velocitat de reacció de polimerització per evitar les fluctuacions de col·lapse de bombolles o de densitat.
Exemple: Quan es produeixen elements de filtre de baixa densitat (com ara menys o iguals a 30 kg\/m³), la proporció d’agents d’escuma es pot augmentar fins al 5% ~ 8% de la massa total de matèries primeres; Els elements de filtre d’alta densitat (com ara majors o iguals a 80 kg\/m³) s’han de reduir a l’1%~ 3%.
Filtres i additius
Els farcits (com el carbonat de calci, la sílice): augmentar el contingut de farciment pot augmentar la densitat i la força de l'escuma, però reduiran la porositat, que cal equilibrar segons els requisits de precisió de la filtració.
Superfícies (estabilitzadors): controleu la mida i la uniformitat de les cèl·lules d’escuma. L’ús insuficient donarà lloc a cèl·lules d’escuma gruixuda i densitat desigual, normalment comptabilitzant 0. 5% ~ 2% de les matèries primeres.

2. Ajust de paràmetres de procés
La temperatura i la pressió de barreja
Temperatura: L’augment de la temperatura del material pot accelerar la reacció, però farà que l’agent d’escuma volatilitzi prematurament i la densitat fluctui; La temperatura baixa allargarà el temps de curació i pot formar una estructura inhomogènia.
Interval de control: la temperatura de barreja de poliol i isocianat sol ser de 20 ~ 40 graus, que ha de ser ajustat amb precisió pel sistema de control de temperatura.
Pressió: un entorn d’alta pressió inhibeix l’expansió de les bombolles i pot produir elements de filtre d’alta densitat; L’entorn de baixa pressió o de pressió normal és propici per a la formació d’estructures poroses de baixa densitat.
Exemple: s'utilitza escuma d'alta pressió (5 ~ 10 MPa) per preparar elements de filtre d'oli hidràulic de gran resistència i s'utilitza escuma de pressió normal per a elements de filtre d'esponja de baixa densitat per a la filtració de l'aire.
Temps d’escuma i cicle d’envelliment
Temps d’escuma: el temps des de la barreja de matèries primeres fins a l’acabament d’escuma ha de coincidir amb la velocitat de reacció. El temps massa curt condueix a una espuma insuficient (alta densitat) i massa temps pot provocar un col·lapse d’escuma (baixa densitat).
Cicle d’envelliment: l’envelliment inicial (2 ~ 4 hores a temperatura ambient) completa la reticulació inicial i l’envelliment posterior a alta temperatura (60 ~ 80 graus, 8 ~ 24 hores) millora l’estabilitat estructural. L’escurçament del temps d’envelliment pot comportar canvis posteriors en la densitat.

Mètode d’espumació
Espuma de modelat: escuma al motlle, limitant el volum d’escuma per la mida del motlle i controlant directament la densitat (per exemple, augmentar la quantitat de matèries primeres amb un volum fix pot augmentar la densitat).
Escuma lliure: No hi ha restriccions de motlle, l'alçada de l'augment de l'escuma es controla ajustant la quantitat d'agent d'escuma i condicions ambientals (com la velocitat del vent, la temperatura), adequada per a elements de filtre de baixa densitat.

Iii. Control d'equips i entorns de producció
Precisió de la bomba de mesurament
El lliurament de matèries primeres requereix una bomba de mesura d’alta precisió (error inferior o igual a ± 1%) per assegurar-se que components com els poliolls i els isocianats es barregen amb precisió en proporció per evitar fluctuacions de densitat a causa de desviacions de mesura.
Remenant la velocitat i la uniformitat
L’agitació d’alta velocitat (2000 ~ 5000 rpm) pot afavorir la barreja completa de matèries primeres, però massa ràpidament introduirà massa aire i afectarà la uniformitat de les bombolles; Agitació de baixa velocitat (<1000 rpm) may cause uneven mixing and abnormal local density.
Solució: Utilitzeu l’agitació planetària o el cap de barreja dinàmica per assegurar la força de cisalla uniforme i reduir les diferències de la mida de la bombolla.