Hurrengo atalek poliuretanozko aparraren biskoelastikotasun-bilakaera azaltzen dute etapaz etapa, erreakzio-mekanismoak, beha daitezkeen fenomenoak eta ekoizpen-kontu praktikoak konbinatuz.

1. Oinarrizko kontzeptuak

1. Biskositatea

Biskositatea material batek isurtzeko duen erresistentzia adierazten du eta bere portaera biskosoa islatzen du. Biskositate handiagoak isurgarritasun okerragoa esan nahi du.

2. Elastikotasuna

Elastikotasunak material batek deformazioaren ondoren bere jatorrizko forma berreskuratzeko duen gaitasuna adierazten du. Elastikotasun handiagoak deformazioaren eta aparra erortzearen aurkako erresistentzia hobea ematen du.

3. Gel puntua

Gel-puntua sistema likido jariakor batetik sare solido ez-jariakor batera aldatzen den trantsizio kritikoa da. Aparra sortzeko prozesuan banaketa-puntu garrantzitsuena da.

4. Joera orokorra

Aparra sortzen den bitartean, biskositatea etengabe handitzen da, elastikotasuna oso ahuletik nagusira pixkanaka garatzen den bitartean. Gelifikatu ondoren, elastikotasuna bihurtzen da sistemaren ezaugarri nagusia.

2. Aparra sortzeko fasearen bidezko biskoelastikotasunaren bilakaera

1. etapa: Hasierako nahasketa etapa (Indukzio aldia krema egiteko ordua baino lehen)

Estatua

Poliola, isozianatoa eta gehigarriak nahastu berri dira. Erreakzio kimikoak poliki doaz, gasa sortzea minimoa da eta sistema likido homogeneoa izaten jarraitzen du.

Ezaugarri biskoelastikoak

• Biskositate baxua eta jariakortasun bikaina.
• Ia elastikotasunik gabe.
• Kanpoko indarren pean, materiala askatasunez isurtzen da eta deformazioa itzulezina da.

Aldaketaren arrazoia

Kate molekularrek ez dute oraindik lotura gurutzatu esanguratsurik sortu. NCO–OH erreakzio-abiadura baxua izaten jarraitzen du, eta ez da polimero-sarerik ezarri.

Ekoizpenaren Behaketa

Nahastea garden edo apur bat esnetsu itxurakoa da eta askatasunez isurtzen da.

2. etapa: Krema etapa (Aparra sortzearen hasiera)

Estatua

Erreakzio-abiadurak azeleratzen dira. Urak isozianatoarekin erreakzionatzen du CO₂ kantitate esanguratsuak sortzeko. Sistema zuri bihurtzen da, burbuila txikiak agertzen dira eta hasierako hedapena hasten da.

Ezaugarri biskoelastikoak

• Biskositatea azkar handitzen da oligomeroak eta kate molekular luzeagoak eratzen diren heinean.
• Elastikotasun ahula agertzen hasten da aurretiazko kate-elkarteak eratzeagatik.
• Sistemak gehienbat likatsua izaten jarraitzen du eta isurtzen eta luzatzen jarraitzen du.

Ezaugarri nagusia

Burbuilak etengabe sortzen eta hazten dira. Sistemak, batez ere, bere biskositatean oinarritzen da gas burbuilak kapsulatzeko eta gasa ihes egitea saihesteko.

3. etapa: Igoera etapa (Apar intentsiboa sortzeko aldia gelifikazio aurretik)

Estatua

Erreakzio-abiadurak gailurrera iristen dira. Gas kantitate handiak sortzen dira, apar-bolumena azkar hedatzen da eta zelulak azkar hazten dira. Hau da aparra eratzeko etapa kritikoena.

Ezaugarri biskoelastikoak

• Biskositatea nabarmen handitzen jarraitzen du.
• Fluiditatea nabarmen gutxitzen da.
• Gurutzatze-erreakzioak areagotu egiten dira, eta horrek elastikotasuna azkar handitzen du.
• Portaera biskoelastikoa nabarmenagoa bihurtzen da, pixkanaka nagusitasun elastikorantz aldatuz.
• Materialak trakzio-erresistentzia eta kolapsoarekiko erresistentzia garatzen ditu.

Luzatzean, aparra deformatu egiten da, baina indarra kentzen denean partzialki berreskuratzen da. Hazten ari diren burbuilak matrizearen barruan egonkor mantentzen dira eraginkortasunez.

Prozesuaren ondorioak

• Elastikotasuna nahikoa ez bada eta biskositatea nagusitzen bada, burbuilak lehertu, batu edo kolapsatu egin daitezke.
• Elastikotasuna goizegi edo indartsuegi garatzen bada, aparraren hedapena mugatuta dago, eta ondorioz, azken dentsitatea handiagoa da.

4. etapa: Gel puntua (trantsizio kritikoaren etapa)

Estatua

Funtsean, hiru dimentsioko sare gurutzatu bat ezartzen da. Aparra sortzeak eta gelifikazioak oreka lortzen dute, eta prozesu osoko punturik kritikoena bihurtzen dute hau.

Biskoelastikotasun eraldaketa

• Sistemak bere fluxua galtzen du.
• Itxurazko biskositatea infinitura hurbiltzen da.
• Elastikotasuna bihurtzen da propietate nagusia.
• Deformazioa batez ere elastikoa bihurtzen da, konpresio edo luzapenaren ondoren azkar berreskuratuz.
• Zelula-hormak solidotzen diren heinean, zelula-egiturak behin betiko finkatzen dira.

Ekoizpenaren garrantzia

• Gelifikazioa goizegi gertatzeak hedapen osatugabea eta apar-dentsitate handia ekar ditzake.
• Gelifikazioa beranduegi gertatzeak gas-galera, aparra uzkurtzea eta kolapsoa eragin ditzake.

5. etapa: Ontze eta Heltze etapa (Gelazioaren ondorengoa)

Estatua

Geratzen diren talde erreaktiboek erreakzionatzen jarraitzen dute, lotura gurutzatuen sarea are gehiago indartuz. Aparraren hedapena gelditzen da, eta materiala pixkanaka gogortzen da.

Ezaugarri biskoelastikoak

• Lotura gurutzatuen dentsitatea handitzen jarraitzen du.
• Zurruntasuna pixkanaka handitzen da.
• Elastikotasuna egonkortu egiten da.

Apar malguarentzat:

• Elastikotasun handia mantentzen da.
• Gogortasun eta erresilientzia ona mantentzen dira.

Apar zurrunerako:

• Elastikotasuna gutxitzen da.
• Materiala egoera solido zurrun batera igarotzen da.
• Deformazioa elastikoa baino plastikoagoa bihurtzen da.

Hasieran barne-tentsio hondarrak existitzen dira, baina pixkanaka askatzen dira sendatzean, propietate biskoelastikoak egonkortzea ahalbidetuz.

Ondorengo aldaketak

Inguruko baldintzetan behar bezain ondo sendotu ondoren, gurutzadura ia osoa da, eta propietate mekaniko eta biskoelastikoak nahiko egonkor mantentzen dira.

3. Portaera biskoelastikoan eragina duten faktore nagusiak

1. Katalizatzaileak (Kontrol faktore kritikoena)

Katalizatzaile puzgarriak

• Gasaren sorrera bizkortu.
• Biskositatearen garapen goiztiarra sustatzea.
• Aparrak azkarrago hedatzea lortu.

Gel Katalizatzaileak

• Lotura gurutzatuen erreakzioak bizkortu.
• Ezarri sare elastikoa lehenago.
• Gel-denbora laburtu.

Katalizatzaileen desoreka

Putz egiteko eta gelifikatzeko katalizatzaileen arteko oreka desegokiak apar-gelatizazio bat eten egiten du, biskoelastikotasun-profila distortsionatzen du eta aparra kolapsatzea, uzkurtzea edo zelula-egitura lodiak sor ditzake.

2. Lehengaien tenperatura

Tenperatura altuagoa

• Erreakzio-abiadura orokorrak bizkortzen ditu.
• Biskositatearen eta elastikotasunaren garapen-tasak handitzen ditu.
• Gelifikazio goiztiarra eragiten du.

Tenperatura baxuagoa

• Erreakzio-abiadurak moteltzen ditu.
• Propietate biskoelastikoen igoera mailakatuagoa sortzen du.
• Gelifikazioa atzeratzen du eta gas-galera arriskua handitzen du.

3. NCO indizea (Isozianato indizea)

NCO indize altua

• Lotura gurutzatu sendoagoak sustatzen ditu.
• Elastikotasuna eta zurruntasuna azkarrago handitzen ditu.
• Apar hauskorragoa sortzen du.

NCO indize baxua

• Lotura gurutzatu nahikorik ez izatea eragiten du.
• Elastikotasun ahulagoa eta hondar-biskositate handiagoa dakar.
• Apar leunagoa sortzen du, deformazio handiagoarekin eta berreskuratze okerragoarekin.

4. Gainazal-aktibo eta betegarriak

Silikonazko gainazal-aktiboen

• Aurpegi arteko tentsioaren kontrola hobetu.
• Sustatu biskoelastikotasun-banaketa uniformea ​​apar osoan zehar.
• Biskositate edo elastikotasun desberdintasun lokalizatuek eragindako zelula-egitura irregularrak saihestu.

Betegarri ez-organikoak

• Hasierako sistemaren biskositatea handitu.
• Elastikotasuna murriztu.
• Egin apar-egitura zurrunagoa oro har.

5. Poliolaren egitura

Funtzionaltasun handiko poliolak

• Sare gurutzatu trinkoak errazago eratu.
• Elastikotasuna eta zurruntasuna azkar handitu.

Pisu molekular handiko eta kate luzeko poliolak

• Lotura gurutzatu prozesu mailakatuagoa sortu.
• Sortu portaera elastiko leunagoa.
• Biskositatea denbora luzeagoan mantentzea.
• Apar-formulazio malguen ezaugarriak dira.

4. Laburpena: Aparra sortzean zehar biskoelastikotasunaren joera orokorra

Funtsean, aparra sortzeko prozesu osoa eraldaketa erreologiko bat da, non sistemak eboluzionatzen duen...likido biskoso hutsabateanhiru dimentsioko sare elastomeriko gurutzatua.

arteko orekaapar-hedapena eta gelifikazioa, sistemaren propietate biskoelastiko aldakorrek islatzen duten bezala, zuzenean zehazten dute azken aparraren egitura, dimentsio-egonkortasuna eta produktuaren kalitate orokorra.