海綿的合成過程中,主要是有鏈增長反應(yīng)、發(fā)泡及交聯(lián)等過程,這些反應(yīng)與原料的分子結(jié)構(gòu)、官能度、分子量等有關(guān)。
1、擴(kuò)鏈反應(yīng)
異氰酸酯與二官能度聚醚多元醇擴(kuò)鏈反應(yīng),由于反應(yīng)中異氰酸過量5%左右,所以擴(kuò)鏈終產(chǎn)品為異氰酸酯基團(tuán),這樣反復(fù)進(jìn)行促進(jìn)使鏈迅速增長。
2、發(fā)泡反應(yīng)伴隨著鏈增長
在生產(chǎn)海綿的過程中,發(fā)泡氣體主要來源于TDI與水反應(yīng),生成大量CO2氣體,同時新生成胺又與異氰酸酯反應(yīng)生成脲鍵化合物,這樣反復(fù)進(jìn)行伴隨著鏈增長。
3、交聯(lián)反應(yīng)
交聯(lián)反應(yīng)對制備海棉非常重要,發(fā)生過早過晚,都會導(dǎo)致海綿的質(zhì)量下降甚至報廢。
3.1多官能度化合物交聯(lián)
聚醚多元醇與異氰酸酯反應(yīng)直接影響海綿密度,交聯(lián)點(diǎn)分子量為2000-20000,分子量越小,交聯(lián)密度越大,泡沫的硬度越高,柔軟性、彈性相對下降。
3.2水與異氰酸酯反應(yīng)生成脲鍵化合物,進(jìn)一步與異氰酸酯反應(yīng)生成三向結(jié)構(gòu)縮二脲交聯(lián)化合物。
3.3脲基甲酸酯交聯(lián)
氨基甲酸酯基中的氮原子上的氫與異氰酸酯反應(yīng)生成三向交聯(lián)結(jié)構(gòu)的脲基甲酸酯。
三、生產(chǎn)工藝及流程
目前,海綿生產(chǎn)中大多數(shù)采用一步箱式發(fā)泡法,將各種原料在高速攪拌下,迅速加入成形箱,在成形箱中完成鏈增長、發(fā)泡、交聯(lián)、固化等反應(yīng),從而完成海綿生產(chǎn)。該工藝優(yōu)點(diǎn)是工藝流程短,物料粘度低,容易控制,節(jié)省能源,設(shè)備投資小,適用密度范圍廣。