スポンジフォームとは

スポンジは、軟質ポリウレタンフォームに属するポリウレタンフォームの一種です。 多孔性のハニカム構造のため、柔らかさ、弾力性、吸水性、耐水性に優れているという特徴があり、ソファ、マットレス、衣料品、軟包装などの産業で広く使用されています。

1.主な原材料

1.1 ポリエーテルポリオール

スポンジは主にポリエーテル プロピレン グリコールとポリエーテル グリセロールを使用しますが、これらは官能性 (2-3) が低く、水酸基価が低く、分子量が大きいです。 分子式は次のとおりです。

1.2 有機イソシアネート

最も一般的に使用されるのは、TDI と呼ばれるメチルベンゼン ジイソシアネートで、2,4-TDI、2,6-TDI という 2 つの異性体があります。 スポンジ 2 の生産では、4-TDI は 80% を占め、2,6-TDI は 20%

1.3 水

スポンジの製造には水が欠かせません。 水は TDI と反応して CO2 ガスを放出します。これは連鎖成長にも関与します。

1.4 触媒

ポリエーテルポリオールとイソシアネートとの反応を促進して鎖を増加させる触媒は、オクタン酸第一スズおよびジブチルスズである。 架橋反応を促進し、イソシアネートと水との反応から放出されるCO2ガスを促進できる触媒には、トリエタノールアミン、トリエチレンジアミン、トリエチルアミンなどがあります。

1.5 外部発泡剤

一般的に使用されるのは、モノフルオロトリクロロメタン (F-11) などの低沸点フルオロカーボン化合物です。 環境に優しくないため、シクロペンタンは一般的にF-11またはジクロロメタンの代わりに使用され、効果は良好です。 超軽量密度スポンジの製造用でない場合は、主原料の比率も適切に調整でき、外部発泡剤は使用されません。

1.6 泡安定剤

（整泡剤） シリコーン整泡剤が一般的です。 現在、ケイ素-炭素結合Si-C共重合体が主に使用されており、添加量は0.5パーセント-5パーセントです。

2. スポンジの合成原理

スポンジの合成過程では、主に連鎖成長反応、発泡、架橋などがあります。これらの反応は、原料の分子構造、機能性、分子量に関係しています。

2.1 鎖伸長反応

イソシアネートと二官能性ポリエーテルポリオールの鎖延長反応。反応中の過剰なイソシアネートは約 5% であるため、鎖延長の最終生成物はイソシアネート基であり、これは繰り返し促進されて鎖を急速に成長させます。

2.2 発泡反応は連鎖成長を伴う

発泡ガスは主にスポンジの製造過程で、TDIと水が反応して多量のCO2ガスが発生すると同時に、新たに発生したアミンがイソシアネートと反応して尿素結合化合物を生成し、連鎖成長で繰り返されます。

2.3 架橋反応

架橋反応は、スポンジの調製にとって非常に重要です。 早すぎても遅すぎても、スポンジの品質が低下したり、廃棄されることさえあります。

2.3.1 多官能性化合物の架橋

ポリエーテルポリオールとイソシアネートの反応は、スポンジの密度に直接影響します。 架橋点の分子量は2000-20000です。 分子量が小さいほど、架橋密度が大きくなり、フォームの硬度が高くなり、柔らかさと弾力性が相対的に低下します。

2.3.2 ビウレット架橋

水はイソシアネートと反応してウレア結合化合物を形成し、さらにイソシアネートと反応して三方向性ビウレット架橋化合物を形成します。

2.3.3 アロファネート架橋

ウレタン基の窒素原子上の水素がイソシアネートと反応し、三元架橋構造のアロファネートを形成します。

3. スポンジの製造技術と工程

現在、スポンジの生産のほとんどはワンステップボックス発泡法を採用しています。 さまざまな原材料が高速攪拌下でフォーミングボックスにすばやく追加され、フォーミングボックスで連鎖成長、発泡、架橋、硬化などの反応が完了し、スポンジが完成します。 製造。 このプロセスの利点は、プロセス フローが短い、材料の粘度が低い、制御が容易、省エネルギー、設備投資が少ない、適用密度が広いなどです。