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細說礦用聚氨酯篩網材質反應模式

發布時間:2022-07-17人氣:43

        從事礦用聚氨酯篩網工作久了就想探尋內在規律。探尋方法大至兩種。一種是通過聚氨酯配方的質量份數來摸索,比如某配方當百份礦用聚氨酯篩網中TDI加或減1公斤時,T-9大約減或加7克。比如多少密度的聚氨酯硅油用多少、顏色數量加多少,還能導出密度與硅油用量的簡單的經驗公式(近似成反比)。再比如TDI的最小用量,又是一個有礦用聚氨酯篩網與濕度存在的經驗公式等等。另一種是“ 掐頭去尾 ”,一個連續的化學反應,中間變化不去管它,只在意初始反應濃度(配方)和反應結束時狀態的兩個片段??梢赃@么說,大多數推導出來的經得住生產檢驗的簡單的經驗公式都是建立在此基礎之上的,聚氨酯篩網成品質量是其要點。如果我們把反應過程分解成幾十到幾百個反應場景去認識去計算那就有趣了。如何去界定這些反應場景呢?我們還真找到了一個物質:催化劑(觸媒)。教科書上說催化劑反應的模式是:催化劑反應~催化劑析出~催化劑再反應,如此一個循環我們可以界定為一個局部反應。比如?。旱V用聚氨酯篩網的TDI用量是60千克,觸媒的用量是0.2千克,那么這配方某種反應有多少個循環呢有多少個反應場景?我們來算算:

       60x1000/174=344.83

       0.2x1000x2/340=1.1765

      (344.83-1.1765)/1.1765=292.1

       有292個循環,有292個反應場景。如果一個一個去細算,沒有幾個小時算不利索。

       隨著礦用聚氨酯篩網到了一定年限比如半年以上,發現自己之前建立在質量層次認識(即聚氨酯篩網使用周期也可以說是壽命)反應規律的效果近乎為零。即便自己手中有一千多個成熟的生產配方還是不能從這些變動的數字中尋找出我們想象當中的規律,還是有種云里霧里的感覺。從養家糊口的角度看不想去像搞科研樣鉆這些反應變化,但是起碼要保證平時聚氨酯篩網生產中多些預判與多重保障,少些提心吊擔與走彎路。即便這不高的要求我們也沒能從物質質量層次認識上得到滿足。這說明還有其它不被我們熟知運用的方法沒被我們使用(更別說掌握)。外人都認為,都研發了一二十年的聚氨酯篩網還不是十拿九穩輕松加自然。事實情況是,絕大多數聚氨酯篩網新手,要么發著變化稍顯簡單的配方走量,一天開機不停。要么從事技術附加值高的配方,要求多,平衡區間窄,產量不是太大。不論是哪種情況,生產高質量、高壽命礦用聚氨酯篩網時都要打起十二分精神,生產出高壽命的聚氨酯篩網才是關鍵。所以哇,即便是我生產了、近三十年的礦用聚氨酯篩網,我一旦給自己放假幾個月,心態精神都不是怎么感覺好。為什么會是這個樣子呢?僅僅是工作壓力嗎?我想認識方法和不能游刃有余是關鍵。

礦用聚氨酯篩網


       鑒于此,我們不自覺地把眼光聚集到物質組成更小的單位上:基團。當我們以質量認識異氰酸酯時,會有TDI-80、TDI-65、粗MDI、改性MDI、MDI-50、MDI-100等等。當我們關注到活性反應基團時,以上這些原料的不同就等價于N=C=O基團受取代基和空間位阻影響而活性的不同。當把眼光再看向更小的反應單位時,我們會發現礦用聚氨酯篩網的高回彈聚氨酯、慢回彈聚氨酯、普通聚氨酯空前的相似和統

一,區別在反應速率上。

聚氨酯篩網澆筑過程

       

        一個配方相當于兩軍開戰前的排兵布陣。以甲苯二異氰酸酯(TDI)和三羥基礦用聚氨酯篩網(PPG)反應為例,有1位OH(PPG)、2位OH(PPG)、3位OH(PPG)、2.4-4位NCO(TDI)、2.4-2位NCO(TDI)、2.6-2位NCO(TDI)、2.6-6位NCO(TDI)、H(水)、OH(水)九種反應物質。

雖然1~3位PPG中的羥基初始活性是一樣的,但是當一個羥基反應后,其它兩個羥基的活性會大幅下降,也就是說沖鋒陷陣的是33.3%的PPG。異氰酸酯也一樣,由于2.4-4位TDI的高活性和對水第一步反應的敏感性,在聚氨酯上升過程中起主導作用。決定這場戰爭的效果,一是官兵素質,也就是上面那九種反應物質。另一個是每種反應物身上賦予向前沖鋒的動力。

       讓礦用聚氨酯篩網彈性力主要有二種,一種是瞬間發力后就完成使命結束了,好比射箭時拉滿弓積蓄的勢能,在松開弓時轉化為瞬間的初始動能,結束,這個動力是配方原料溫度(初始反應溫度)來實現。另一種是持續發力加速,好比給箭身裝個動力噴射系統,當箭射出一瞬間,這個助推器開始工作,持續推行讓箭加速向前,這個動力是由配方的催化劑(催化劑濃度)提供的。所以哇,什么料溫高催化劑要減,怎么減,可部分替代嗎?沒那么簡單。

       這涉及到各反應物質之間因為濃度、活性、反應模式而引起的爭奪與分配。比如反應活性基團中水和礦用聚氨酯篩網對TDI的爭奪,2.4TDI與2.6TDI對水與礦用聚氨酯篩網的競爭反應,礦用聚氨酯篩網和水和TDI對催化劑反應的競爭,催化劑效力(活化能)與反應體系即時溫度對反應速率影響的競爭,放熱與熱量被氣體稀釋的競技,該競技又包括產生OCO的放熱反應與氣化帶走熱量的物理發聚氨酯劑反應等等,在幾十數百個反應場景中以上競爭反應都在上演,這是聚氨酯軟聚氨酯反應多向性的根本原因。影響因素太多,太復雜。所以哇,在實際生產中往往控制反應過程中內在溫度變化曲線來規范各種反應。至于如何制約高分子化學反應的可逆性也有些費神。

       事物有陰也有陽。單看正向反應速度是很快很快的,呈指數級增長,這樣下去反應要不了多久會失控。所以哇,一定有阻礙其反應速率提升的因素。隨著反應進行主要有以下幾點:反應物濃度快速減少、生成物濃度快速增加、大量氣體快速產生對反應熱的稀釋,需注意的是氣體產生對反應物和生成物濃度稀釋下降的作用很小。這些阻礙因素也是以指數級形式增長的。一增一減,才有我們看到的聚氨酯沫平穩上升的表象。

聚氨酯觸媒

       

微觀決定著宏觀,比如水對TDI反應放出二氧化碳的過程我們都知道分兩步走,第一步放出二氧化碳,第二步再生成別的非氣態物質。通過鍵離能我們能大至計算出第一步反應釋放出約70%的熱量,也就是說生成二氧化碳氣體與釋放出絕大部分熱量近乎同步。如果倒過來,第一步反應釋放30%熱量,第二步反應釋放70%熱量,那在宏觀上反應場景就完全變了!

        眾多因素錯蹤復雜在一起共存,其外在表現一定是個曲線,比如胺錫催化劑在聚氨酯沫開孔平衡時的宏觀分布,螺旋上升的曲線也好,正弦余弦震蕩的曲線也罷,再有,化學反應中離不開對數,離不開自然對數。

        胡思亂想那么多,平時聚氨酯緊趕慢趕并且被氣味熏著,誰還想這些。但以上不妨礙我們把經驗建立在相對合理的變化模式上,對吧。每天一睜眼我們的生命進程也存在類似以上諸多復雜的變化,不同的是我們選擇了無視,憑感覺和心情生活,就像我們憑感覺和經驗發聚氨酯一樣。有了以上諸多復雜因素的認識我們就能對反應過程進行推演,就像玄學能預判百年人生和萬年社會一樣。


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