Фактори пожовтіння губки
Аналіз основних факторів, що впливають на пожовтіння поліуретанової губки
Пожовтіння поліуретанової м’якої піни вже давно є проблемою як для виробників піни, так і для постачальників поліолу. Багато виробників пінопласту, особливо ті, що спеціалізуються на високо-кінцевих продуктах, намагалися покращити анти-пожовтіння пінопласту шляхом додавання антиоксидантів і світлостабілізаторів, але фактичні результати покращення часто були незадовільними.
Загалом, з точки зору добавок, пожовтіння губки включає наступні чотири типи:
Чотири основні типи пожовтіння та їх механізми
1. Термоокисне пожовтіння
Причина: під час утворення піни (температура реакції може перевищувати 100 градусів) і подальшої обробки (наприклад, гаряче пресування або різання) поліуретанові молекулярні ланцюги зазнають окисної деградації під дією високої температури та кисню, утворюючи хромофори (наприклад, хінонові структури), які призводять до пожовтіння.
Протидія: антиоксиданти в першу чергу відіграють позитивну роль, перериваючи окислювальну ланцюгову реакцію, щоб запобігти деградації.
2. Пожовтіння диму газу
Причина: коли губка піддається впливу повітря, що містить оксиди азоту (NOx, головним чином із вихлопних газів транспортних засобів і промислових викидів), амінні сполуки (зокрема з антиоксидантів або каталізаторів на основі -амінів) реагують з NOx, утворюючи жовті нітрозаміни або азосполуки.
Контрзахід: Уникайте або зменшіть використання амінних речовин, які легко реагують з NOx.
3. Фарбування тканини
Причина. Певні маломолекулярні речовини (переважно леткі) у губці мігрують на світлі -тканини, які контактують із нею (наприклад, чохли на дивани чи тканини матраців), спричиняючи локальне пожовтіння тканини.
Основна причина: дані чітко вказують на те, що антиоксидант BHT є основною причиною фарбування тканини. Сам BHT може окислюватися з утворенням жовтих речовин, а його летючість сприяє міграції до поверхні тканини.
4. УФ-старіння Пожовтіння
Причина: певні структури в поліуретанових молекулярних ланцюгах (наприклад, уретанові групи, утворені ароматичними ізоціанатами MDI/TDI) зазнають фотодеградації під ультрафіолетовим світлом, утворюючи хромофори.
Контрзахід: додавання світлостабілізаторів (таких як УФ-поглиначі або утруднені амінні світлостабілізатори) є необхідним для пом’якшення цього, що виходить за рамки можливостей звичайних антиоксидантів.
Основне протиріччя: «Подвійна роль» антиоксидантів
Позитивний ефект: Запобігає термоокислювальне пожовтіння під час обробки. Без антиоксидантів губка може руйнуватися та жовтіти під час виробництва. Це основна причина, чому виробники поліолів повинні додавати антиоксиданти.
Негативні ефекти: деякі антиоксиданти самі діють як «каталізатори» або «реагенти» для інших типів пожовтіння.
Антиоксиданти-на основі амінів: хоча вони ефективні проти термічного окислення, вони посилюють пожовтіння від газових парів і пожовтіння,-спричинене світлом.
Антиоксиданти на основі BHT-: незважаючи на низьку-вартість, вони є основною причиною появи плям на тканині.
Основна причина та шляхи вирішення
Виробники пінопласту часто не помічають сильного впливу попередньо встановленої антиоксидантної системи в поліолах, що знаходяться на початку виробництва, на показники пожовтіння кінцевого продукту.
Напрямки вирішення:
Почніть із вибору сировини (поліол):
Запитайте у постачальників поліолів про антиоксидантні системи, які вони використовують. Для високо-пінопластових продуктів із високими вимогами до-пожовтіння віддавайте пріоритет поліолам із «низькою-леткістю, високою-довговічністю» антиоксидантними системами, які не є-BHT і не-аміни.
Сучасні високо-антиоксиданти, такі як змішані системи «утруднений фенол + фосфіт», можуть забезпечити хорошу термоокислювальну стабільність, уникаючи при цьому проблем з випаровуванням BHT і пожовтіння, пов’язаного з -амінами.
Оптимізація формулювання та обробки:
Ретельно подумайте про антиоксиданти/світлостабілізатори після -обробки: якщо антиоксидантна система основного поліолу несумісна, просте додавання добавок пізніше часто є неефективним і може спричинити нові проблеми (наприклад, додавання антиоксидантів на основі -амінів погіршує пожовтіння диму).
Зверніть увагу на тип використовуваного ізоціанату: для зовнішніх виробів, які потребують надзвичайної стійкості до ультрафіолету, розгляньте можливість використання аліфатичних ізоціанатів (наприклад, HDI) як основи для поліуретану. Їхня стійкість до пожовтіння значно перевершує зазвичай використовувані ароматичні ізоціанати (TDI/MDI), хоча й за значно вищої вартості.
Підсумовуючи, вирішення проблеми пожовтіння не може покладатися виключно на «лікувальні» добавки під час виробництва піни. Натомість це вимагає систематичного перегляду всього ланцюжка поставок з точки зору матеріалознавства. Вибір поліолів з антиоксидантними системами, які відповідають вимогам стійкості до пожовтіння кінцевого продукту, є найбільш фундаментальним і ефективним підходом до вирішення цієї проблеми.
