Современные материалы значительно упрощают процесс производства и значительно улучшают физико-химические характеристики конечной продукции. Специалисты компании Химтраст разработали полимер-полиол ЛапС 48-40, основанный на полистироле, который способствует улучшению эксплуатационных характеристик и качества поролона, таких как упругость, несущая способность и долговечность товаров.
Пенополиуретан: история создания и применения
Пенополиуретан, также известный как ППУ или поролон, представляет собой уникальный материал, открытый еще в минувшем столетии. Его разработка и применение оказали значительное влияние на развитие множества отраслей промышленности. В наши дни ППУ встречается повсеместно — от строительства зданий до производства мебели; его использование широко и многообразно. Однако путь от изобретения до его массового применения был долгим и непростым. Так, где же и как родился поролон?
Истоки ППУ восходят к Германии 1930-х годов. Группа ученых, включая доктора Отто Байера, занималась поиском альтернативных материалов для резины, что было особенно актуально с учетом надвигающейся войны. В результате работы профессора химического факультета Берлинского университета, который исследовал полимеры на основе диизоцианатов и полиолов, было сделано открытие, ставшее основой для развития целого класса полиуретановых материалов. После множества экспериментов с полиамидами в итоге был создан первый в мире жесткий пенопласт. Хотя его свойства были нестабильными, потенциальные возможности продукта вдохновили научное сообщество.
| Это интересно: в 1940 году в Леверкузене жесткий пенополиуретан начали производить массово, и его использовали в качестве… лепнины! |
Применение во время Второй мировой войны
Выяснилось, что вспененный полиуретан идеально подходит для авиации. В часы Второй мировой войны немцы активно использовали его в производстве авиационного оборудования и бронетехники. В авиастроении ППУ применялся для создания различных элементов самолетов. Например, традиционные материалы заменялись на легкий, вибростойкий и ячеистый пенопласт при изготовлении деталей обшивки и изоляции кабины пилота. Применение таких покрытий значительно увеличивало скорость самолетов за счет снижения их веса. Кроме того, поролон не поддерживает горение, что также играло важную роль в этом контексте.
Также жесткий пенополиуретан был использован для производства бронежилетов и бронированных дверей благодаря своей способности поглощать ударную энергию. ППУ также применяли для уплотнения швов и промежутков в бронемобилях, предоставляя дополнительную защиту от проникновения воды и песка внутрь корпуса.
После окончания войны применение пенополиуретана стало поистине масштабным.
Материалы, необходимые для производства поролона
- полиол (это спирты, содержащие стабилизаторы и катализаторы, невредны для здоровья и не взрывоопасны, однако склонны к расслаиванию и должны храниться при температуре не выше 26 градусов по Цельсию);
- изоцианат (вещество, способное в своем свободном состоянии вызвать приступы астмы и подлежащее длительному хранению при низких температурах).
Существует пять стандартных этапов в производственном процессе изготовления поролона:
- Подготовка сырья. На данном этапе сотрудники фабрики тщательно смешивают компоненты и прогревают их до заданной температуры, необходимой для начала реакции вспенивания материала.
- Дозировка и подача ингредиентов. На производстве имеются специализированные технологические карты, которые помогают сотрудникам определить, в каком количестве нужно смешивать различные компоненты.
- Выдержка полученной смеси. Этот этап обычно занимает не более 15-20 минут.
- Извлечение готового материала из форм.
- Вызревание поролона. Этот процесс осуществляют при комнатной температуре на протяжении 2-7 дней.
- Нарезка готовых изделий, которые затем отправляются конечным потребителям.
Формы выпуска поролона
Блочный. Такой вид поролона имеет кубическую или прямоугольную форму и характеризуется повышенной жесткостью. Поверхность поролона имеет твердую корку, которая при обработке удаляется.
Листовой. Обычно этот тип поролона обладает прямоугольной формой и может иметь различную толщину. Листовой поролон бывает как мягким, так и повышенной жесткости. Готовый продукт часто нарезается по индивидуальным заказам в зависимости от потребностей конечного потребителя.
Жидкий. Этот вариант необходим для заделки трещин и заполнения мелких полостей.
Контурный. Изготовленный по индивидуальным чертежам, этот поролон имеет сложную форму и используется для наполнения спинок и сидений мягкой мебели и автомобильных кресел.
Акустический. Может быть любого цвета, размера и формы. Это рельефные плитки с высокой степенью звукоизоляции, которые бывают как рельефными, так и гладкими. Первый вариант может быть выполнен в форме пирамид или волн, второй — иметь различную толщину. Они необходимы для качественного звукопоглощения. Степень шумоизоляции зависит от толщины и формы поролона, который изготавливается на основе крошки, остающейся после создания основного материала.
Также поролон может выпускаться в бобинах или рулонах. Листы ППУ в этих случаях имеют толщину от 2 до 3 миллиметров. Иногда они оснащаются тканевой или синтетической подкладкой. Этот вариант особенно удобен для обивки изделий.
Если вы заинтересованы в покупке качественного готового поролона по привлекательной цене, свяжитесь со специалистом компании ФомЛайн, чтобы получить интересное и максимально выгодное предложение.
Изготовление поролона
Существует два основных метода производства поролона:
- непрерывный процесс;
- прерывный или периодический процесс.
Прерывный метод используется для последовательного производства небольших партий продукции. Основной технологический процесс включает пять ключевых этапов производства.
- Подготовка компонентов. Состав доводится до требуемой температуры вспенивания, указанной производителем. Если этот шаг будет проигнорирован, реакции между компонентами не произойдет.
- Процесс дозирования и подачи компонентов. Ингредиенты смешиваются в нужных пропорциях в соответствии с инструкцией или технологической картой производителя. Этот этап может выполняться либо вручную с использованием весов, либо механизированно с помощью дозаторов.
- Выдержка смеси. Аккуратно перемешанные ингредиенты заливают в подготовленные формы и выдерживают в течение 15-20 минут.
- Извлечение из форм. Готовые блоки поролона аккуратно извлекаются и оставляются при комнатной температуре.
- Вызревание. Этот процесс длится от 2 до 7 дней, в зависимости от свойств марки поролона. В течение этого времени завершаются химические реакции между компонентами.
- Нарезка. Готовые изделия разрезаются согласно требованиям по толщине и ширине.
Непрерывный метод производства подразумевает использование установок высокой точности дозирования. Все необходимые компоненты загружаются в смесительный бак, после чего тщательно перемешиваются и разливаются в блоковые формы, где происходит вспенивание. По завершении химической реакции боковые стенки форм открываются, и готовые блоки извлекаются. Этап вызревания при непрерывном методе занимает от 1 до 7 дней, в зависимости от марки поролона. Затем блоки нарезаются на листы необходимой толщины.
Производство полимер-полиолов
Компания Химтраст является единственным производителем полимер-полиола на территории России.
Современные материалы значительно упрощают производственные процессы и значительно увеличивают физико-химические свойства конечной продукции. Специалисты компании Химтраст разработали полимер-полиол ЛапС 48-40 на основе полистирола, что позволяет улучшить эксплуатационные характеристики и качество поролона, включая упругость, несущую способность и долговечность производимых изделий.
Этот материал добавляется вместо полиэфира в количестве от 10% до 20%. Мы провели испытания образцов поролона, произведенного на основе ЛапС 48-40. О результатах эксперимента можно узнать в статье по ссылке, которая прилагается.
Продукт доступен для заказа и представлен в упаковках по 50, 200 и 1000 кг.
В этом году мы запускаем производство нового продукта — полимер-полиола на акрилонитрил-стирольном сополимере — САН полимер-полиол с содержанием полимерной фазы от 40% до 45%. Этот продукт является аналогом полимер-полиолов известных международных производителей, таких как Voralux HL-400 от Dow, Arcol HS-100 от Covestro и Lupranol 4002/1 от BASF. Поролон, произведенный на основе САН полимер-полиола, не имеет постороннего запаха, что очень важно для индустрии производства мебели.
Полимер-полиолы компании Химтраст активно применяются для производства поролона марок HR, ST и EL. Мы осуществляем доставку товаров во все регионы Российской Федерации и страны СНГ. По запросу отправляем тестовые образцы.
Технология производства поролона
Производственный процесс пенополиуретана считается экологически опасным, а в некоторых случаях и вредным для здоровья человека. Это связано с тем, что при его производстве используются полиол, ароматические диизоцианаты – в основном толуилендиизоцианат (толуолдиизоцианат) или метилендифенилдиизоцианат (дифенилметандиизоцианат), а также некоторые катализаторы и стабилизаторы пены.
Некоторые из этих компонентов могут быть токсичными при испарении, однако они разлагаются на безопасные ингредиенты под воздействием влаги и кислорода, и именно поэтому производственные помещения должны быть оснащены хорошей вентиляцией и водопроводом, а сотрудники должны использовать респираторы для защиты здоровья.
Собственный процесс производства поролона, как и других видов полиуретановых материалов, можно разделить на две категории: по объемам, то есть мощности завода, а также по методам производства — на непрерывное или периодическое.
Эти две категории связаны между собой: как правило, непрерывный метод используется для крупных производств (с объемом более 2000 тонн в год), хотя некоторыми средними заводами (объем от 500 до 2000 тонн в год) он также может быть использован; в то время как периодический метод применяется на большинстве малых предприятий (объемом до 500 тонн в год) и некоторых средних.
Сама процедура производства поролона выглядит следующим образом. Жидкие химические вещества, представляющие собой композицию для получения поролона, загружаются в смеситель определенного объема, после чего быстро смешиваются в смеси вспенивания (в соответствии с режимами смешивания, от которых зависят основные характеристики конечного результата, такие как плотность, сжимаемость, относительная остаточная деформация при сжатии, разрывное напряжение и относительное удлинение при разрыве), и заливаются в подвижные формы с откидными стенками.
После смешивания реактивов, происходит химическая реакция в форме, что приводит к образованию пены и ее подъему до верхней границы формы. Полученный блок поролона затем выдерживается в форме в течение установленного времени (примерно 15-20 минут), после чего форма разбирается, а блок перемещается в помещение для окончательной формовки (доохлаждения и завершения химических реакций внутри блока).
По истечении 1-3 суток готовый поролон разрезается на листы нужной толщины (обычно от 5 до 150 мм) на горизонтальном ленточнопильном оборудовании. Листовой поролон отправляется на реализацию.
Методы производства поролона различаются прежде всего тем, что в непрерывном процессе заливочная машина подает необходимое количество компонентов в смеситель, и полученная смесь не направляется в форму, а на специальный движущийся транспортер, где происходит вспенивание. Непрерывные пласты готовы к разрезанию на блоки нужной длины. После вызревания блоки нарезают на листы нужной толщины.
Оборудование для производства поролона
Оборудование для производства поролона, как для непрерывного, так и для периодического методов, в принципе одинаково. Оно состоит из машины для вспенивания, форм (для периодического метода), транспортера (для непрерывного производственного процесса), горизонтального или вертикального ленточного станка для резки и комплектов оборудования для дозирования компонентов, обслуживания станков, насосов и прочего. Различия касаются основном производительности оборудования.
Готовая производственная линия с малой мощностью (от 100-140 до 500 тонн в год) с возможностью дальнейшего расширения обойдется примерно в 16,700 долларов, что по текущему курсу составляет около 510 тысяч рублей. С учетом монтажа и обучения персонала стоимость возрастет до 24,700 долларов (примерно 755 тысяч рублей).
Помещение и персонал, необходимые для производства поролона
К основным требованиям, предъявляемым к производственному помещению, относятся минимальная высота потолков (не менее 3 метров) и поддержание температуры не ниже 18 градусов Цельсия. Если температура в области заливки блоков опускается ниже 18 градусов, производство поролона становится невозможным.
Температурное ограничение касается только участка заливки блоков (30-50 квадратных метров), который можно изолировать, чтобы поддерживать необходимый температурный режим. В дальнейшем блоки могут выдерживаться в помещениях с более низкой температурой, а резка и хранение готовой продукции могут проводиться при любом температурном режиме.
Общая площадь цехов, предназначенных для изготовления поролона, должна составлять от 200 до 250 квадратных метров, включая помещение для работников и небольшой кабинет технолога. Также необходимо наличие электропроводки на 380 В и корректно смонтированной вентиляции. Для ленточных ножниц потребуется наличие легкой основы.
Наличие удобных подъездных путей к цеху и территория перед ним должны обеспечивать возможность разгрузки бочек с сырьем (объемом по 200-250 кг).
Для производства листового поролона требуется один человек с образованием химика-технолога или прошедший соответствующее обучение, которое обычно предоставляют производители линий по производству поролона. Хотя наличие химического образования не является строгим требованием, оно все же желательно.
Для обслуживания оборудования требуется 3 человека на заливочную машину и 2 человека на резочную машину, а также 2-3 работника для погрузки и разгрузки материала и выполнения других задач — образование и квалификация рабочих служащих здесь не играют решающей роли.
Перспективы развития бизнеса по производству поролона
Основным направлением развития бизнеса, связанного с поролоном, становится выпуск формованных изделий. Такие изделия в основном используются для изготовления сидений и спинок автомобильных кресел, а также в сфере производства мебели — особенно в сегменте высококачественных мягких меблировочных изделий.
Кроме того, не требующие больших вложений варианты включают производство ковриков, губок, изоляционных полосок для окон, детских игрушек, вешалок для одежды и других бытовых предметов.
Не следует забывать о внедрении новейших технологий: в западных странах вместо привычного поролона начали активно использовать негорючие пенополиуретаны, производимые с добавлением специальных компонентов.
Все материалы по тегу: поролон
Производственное оборудование
Для изготовления поролона активно используется как технология непрерывного цикла, так и периодические производственные процессы.
Линия, предназначенная для изготовления пористого материала, включает в себя:
- аппараты для дозирования ингредиентов;
- смеситель для предварительной подготовки;
- ленточный транспортер для непрерывного процесса или формы для периодической заливки;
- станок для раскроя готовых листов (вертикальный или горизонтальный);
- установка для упаковки.
Выбор оборудования следует осуществлять с учетом требуемой продукции — будь то поролон в рулонах или фигурные изделия.
Особенности производственного процесса
При периодической схеме производства возможно получение от 500 до 2000 тонн товаров в год. Непрерывные линии, как правило, обладают большей мощностью.
Технологический процесс, независимо от выбранной схемы производства, включает такие этапы:
- Подготовка компонентов и дозирование ингредиентов. Для эффективной реакции вспенивания все ингредиенты должны иметь достаточно высокую температуру, поэтому они подогреваются. Затем компоненты помещаются в смеситель и перемешиваются в течение нескольких минут. После этого изоцианат добавляется в эту смесь, и происходит дальнейшее смешивание в приемном бункере машины для вспенивания, где начинается реакция и вспенивание.
- Подача вспененной смеси на транспортер или заливка в разборные формы (которые могут иметь любую конфигурацию и выстилаются пленкой). Поролон выдерживается определенное время для завершения реакции, формирования нужной структуры и отвердения блоков, что занимает 15-30 минут.
- Дозревание — удерживание в хранилище в течение 2-3 суток для окончательной затвердевания материала.
- Резка на крупные блоки, если применяется непрерывный цикл, или извлечение поролона из разборных форм.
- Раскрой на листы необходимого размера и толщины или на готовые изделия.
Поскольку в процессе производства поролона используются токсичные компоненты, важно, чтобы цех находился в промышленной зоне. Минимальная площадь такого помещения должна составлять 250 квадратных метров, из которых оборудование для формовки займет около 35 квадратных метров. Это должно быть отдельное помещение с возможностью поддержания температуры в пределах от 20 до 28 градусов Цельсия. Более низкая температура отрицательно скажется на пористости материала, так как вспенивание будет протекать медленно. Также в помещении для формовки должны быть потолки высотой не менее 3 метров и обязательно наличие вытяжной вентиляции. Остальные помещения (для раскроя и хранения материалов) могут иметь более низкие температуры, требования к ним менее строгие.
