Поролон как сделать: Изготовление поролона своими руками — технология

Технология производства поролона | Delo1

 Поролон — это вспененный полимер, пенополиуретан. Собственно слово «поролон» — это есть торговая марка, но оно вошло в наш язык для обозначения определенного материала, так же, как и, например, слово «ксерокс» для обозначения любого копира. В настоящее время поролон так широко вошел в наш обиход, что, думается, не имеет большого смысла объяснять, что такое поролон. Поролон был изобретен в Германии в 50-х годах прошлого столетия. Больше всего поролон применяется при изготовлении мебели, матрасов и т.п. На поролон нет прямого ГОСТа. Плотность поролона определяется по ГОСТ 409-77 и, частично, по ГОСТ 19917-93.

 

Поролон для мебельного производства делится на следующие типы: стандартные, повышенной жесткости, жесткие и мягкие. Различие типов поролона заключается в отношении жесткости к плотности материала. Например, стандартный поролон плотностью 25 кг\куб, должен иметь жесткость 3,4 кПа.

 

Существует два вида производства поролона: непрерывный и циклический (блочный или «ящик»). Предлагаемое нами оборудование относится к циклической технологии производства поролона («ящик»). Оборудование для непрерывного производства поролона стоит очень дорого (от нескольких млн. евро), по этому и не будем останавливаться на его особенностях! Оборудование для циклического производства поролона — напротив стоит недорого в сравнении с линиями непрерывного производства поролона.

 

Блочная технология производства поролона («ящик») состоит из нескольких этапов:

1. Темперирование компонентов — нагревание компонентов до температуры 21 — 22 градуса по Цельсию. При производстве поролона температура компонентов играет большую роль. Чем однороднее прогрето сырье для производства поролона, тем качественнее будет получаемый продукт — поролон!

 

2. Дозирование компонентов. Дозирование может быть ручным — при помощи обычных весов или механизированным — при помощи специальных дозаторов.  Дозировка компонентов производится согласно технологической карты производства поролона.

 

3. Замешивание компонентов в смесителе. Замешивание происходит в специальном смесителе в течение 8 минут. После смешивания всех компонентов в смесь добавляется изоцианат и все еще раз перемешивается в течение 40 секунд. 

 

4.  Заливка компонентов в форму ( в ящик) с последующей выдержкой. Форма предварительно устилается полиэтиленовой пленкой. В форму заливаются смешанные компоненты. Форма выдерживается 15 — 20 минут, пока крышка не поднимется до упора.

 

5.  Вызревание поролона. Вызревание — это завершение всех химических процессов при производстве поролона. Полученный в форме блок поролона извлекают и перемещают в зону вызревания поролона. Вызревание поролона должно происходить в течение 48 — 96 часов в помещении с комнатной температурой.

 

6. Резка блока на листы и складирование. После вызревания блок поролона режется на листы требуемого размера и складируется на складе готовой продукции. 

 

Технология производства поролона кажется простой на первый взгляд. Но на самом деле это очень сложный процесс. Для того, чтобы делать качественный поролон, рекомендуем взять на работу хорошего технолога. 

Производство поролона при малых вложениях в бизнес

Производство поролона (эластичного пенополиуретан) технологически простой процесс. Данный факт стоит рассматривать как бизнес идею для небольших вложений. Главное придерживаться всех норм безопасности при производстве. Фактически сделать полорон можно в элементарных лабораторных условиях на уроке химии.

Широкое применение поролона

Сегодня мы с вами повсеместно встречаемся с поролоном каждый день в разных его проявлениях. Поролоном обтягивают мягкую мебель, делают звукоизоляцию, утепляют двери и т.д. Эластичный пенополиуретан (ППУ) встречается и на нашей кухне, и в ванной, и в детской комнате, и в нашей мебели и во многом другом, с чем сталкивается человек на протяжении дня. Исходя из того, что поролон пользуется большим спросом, следует задуматься о его производстве. Тем более что цена минимальной комплектации оборудования вполне доступна для малого бизнеса.

Оборудование для производства поролона

Производят поролон по двум производственным технологиям:

1. Непрерывная производственная технология.
2. Периодическая производственная технология.

Периодический метод производства поролона более прост, именно поэтому он идеально подходит для маленького бизнеса и новичков в этой сфере. При этом оборудование для периодического метода изготовления, несколько дешевле, да и такой метод не потребует специального обучения. Оборудование может установить и компания, которая занимается продажей и установкой рабочего оборудования. Услуги такой компании обычно не превышают 10% от стоимости самих станков. Минимальный набор оборудования:

1. Вспенивающий аппарат.
2. Тепловая камера.
3. Станок нарезки поролона.
4. Дозирующий аппарат.
5. Блок-формы.

Дополнительно можно приобрести дробильный аппарат (он позволит производству быть безотходным) а также упаковочный аппарат (для скручивания поролоновых листов в рулоны и упаковки их в полиэтиленовую пленку).

Минимальный набор оборудования можно приобрести от 7000$.

Периодическая технология при производстве эластичного пеннополиуретана

Периодическая производственная технология заключается в следующем:

1. В смесительный бак, необходимого объема, заливают пенополиуретановую смесь (вода, изоционат, полиол и другие нормативные компоненты) в определенном количестве.
2. В зависимости от того какой вид и с какими характеристиками должен получится поролон соблюдается строгая рецептура для смешивания компонентов. Хотя их можно приобрести уже продозированые для каждого типа эластичного полиуретана. Подготовленные компоненты немного дороже, но существенно упрощают подготовку перед производством. В зависимости от пропорций компонентов в процессе реакции в поролоне образуются ячейки отличительных размеров и формы. Чем мельче ячейки, но крупнее стенки полостей тем лучше он сопротивляется нагрузкам. Например, мебельный эластичный полиуретан на разрыв должен выдерживать 270 Ньютонов.
   Такой качественный поролон будет эластичен и быстро восстанавливает свою форму. С другой стороны он требует больше расходных материалов и поэтому обладает более высокой себестоимостью.
3. Смесь перемешивают в специальном оборудовании. В специальную блок-форму заливают смешанную смесь. В этой блок-форме происходит процесс вспенивания. После этого, полученный пенистый блок, выдерживают в форме еще некоторое время. По истечению отведенного промежутка времени в блок-форме открывают боковые стенки и вынимают готовый поролоновый блок. Но, для придания поролону полной готовности, его перемещают в отдельное помещение, в котором продержат еще не менее суток. И только после этого поролоновые блоки нарезают необходимой толщины листами, которые в основном используются в мебельной индустрии.

Такая технология производства  не потребует больших финансовых затрат на оборудование и персонал. Именно поэтому она подходит для малого бизнеса.

Рентабельность бизнес-идеи

Рассчитаем рентабельность на примере одной стандартной порции поролона произведенного периодическим методом производства. Чтобы получить один блок (2000х1000х1100 мм) готового продукта необходимо приобрести шестикомпонентную порцию сырья 50кг (в комплекте все необходимые компоненты уже находятся в точных пропорциях) = 140$. После производственного процесса на выходе получаем блок поролона, который следует разрезать на поролоновые листы (2000х1000х10мм). Розничная цена одного такого листа составляет 2$. У нас должно получится как минимум 100 листов (потому что 2 из них скорее всего будут бракованы).

И того 2$ х 100 – 140$ = 60$ прибыли. При наличии большого производственного помещения линия стоимостью в 7000$ позволяет производить эластичный полиуретан 10 тонн в месяц.

Свойства в качественном поролоне

Сам по себе поролон довольно плотный и легкий материал. Он, как и все остальные виды пенополиуретана, имеет пористую структуру и состоит в основном из воздушных пузырьков (до 90% от объема).

Основные параметры оценки качества поролона:

1. Прочность эластичного пенополиуретана. На этом этапе проверяют уровень придельной прочности, которая определяется уровнем удлинения при разрыве.
2. Эластичность. Данный показатель на прямую зависти от жесткости эластичного ППУ, чем больше жесткость, тем меньше эластичность. Проверяют такой пункт качества, измеряя высоту «прыжка» шарика, который падает на образец.
3. Жесткость. Данный показатель проверяют, сжимая образец продукта на 40% от общей длины образца. Жесткость зависит от размера пор, чем больше размер воздушных шариков, тем выше жесткость.
4. Уровень плотности ППУ измеряется в кг/куб метр. И это главный показатель качества.
5. Процент остаточной деформации. Этот параметр указывает на способность эластичного пенополиуретана удерживать свои первоначальные показатели на протяжении всего срока эксплуатации. Измеряют её при помощи сжимания образца пенополиуретана на протяжении определенного количества времени, и устанавливают процентное соотношение от первоначальных показателей.
6. Комфортность эластичного ППУ. Этим параметром отличается мебельный поролон маркировки HR.

Исходя из этих основных оценочных параметров, его делят на три основных вида:

1. Стандартный (ST).
2. Высокоэластичный (HR).
3. Жесткий пенополиуретан (HL).

В мебельной индустрии используют в основном ЭППУ с маркировкой HR. С маркировкой ST также используют для производства мебели, но лишь для той, на которую не будут производиться большие нагрузки.

Сбыт произведенной продукции

Все-таки основными потребителями эластичного пенополиуретана являются мебельные производители. Поэтому перед началом такого бизнеса необходимо обдумать пути сбыта производимой продукции. Но не стоит забывать также о производителях мягких игрушек, бытовых компаниях (производство различного вида губок), акустика и многие другие сферы деятельности. Эластичный пенополиуретан всегда был продаваемым видом расходных материалов, поэтому его легко будет реализовать.

На сегодняшний день, можно с некой уверенностью сказать, что рынок производства поролона достаточно конкурентный. Поэтому не стоит рассчитывать на крупные заводы и предприятия в качестве партнеров-потребителей. А вот если у вас в городе есть мелкие мебельные предприятия, вы вполне можете составить конкуренцию крупным конкурентам.

Производственные меры предостережения

Сам эластичный пенополиуретан безопасный для человека, поэтому из него разрешается производить мягкую мебель. Хоть сам готовый поролон не опасный для здоровья и соответствует всем гигиеническим нормам, процесс его производства требует строгого соблюдения мер производственной предосторожности. Химические компоненты при контакте со слизистыми оболочками у человека могут вызывать раздражения. Изоцианат (обязательный компонент) оказывает негативное влияние на кожу и дыхательные пути. Поэтому оператор должен одевать респиратор, защитные очки и защитный костюм. Также необходимо производственное помещение оборудовать приточной и вытяжной вентиляцией, которая спроектирована в соответствии с нормами безопасности. Это позволит избавится от неприятного запаха. А все вредные вещества распадаются под влиянием воздуха на абсолютно безопасные для человека элементы. Запрещено выливать в канализацию не переработанные компоненты, так как это влияет на засорение окружающей среды. Не переработанное сырье следует безопасно утилизировать.

Как производится пена? производство вспененного каучука

Производство вспененного каучука

В вспененном каучуке используется другой агент, обычно газ или химическое вещество, образующее газ, для создания массы мелких пузырьков в жидкой комбинации.

Эта смесь может содержать полиолы, полиизоцианаты, воду и добавки, такие как антипирены, наполнители и красители.

Существует множество различных типов пенообразователей, которые способны образовывать ячеистую основу, и компаундер контролирует пенообразование, регулируя количество воды или используя такие агенты, как поверхностно-активное вещество.

Полиолы и полиизоцианаты в пеноматериалах представляют собой жидкие полимеры, которые при соединении с водой вызывают теплогенерирующую или экзотермическую реакцию. Используя определенные типы и комбинации жидких полимеров, компаундировщик материалов может производить вспененный каучук, который может быть либо гибким, либо жестким.

Во время процедуры полимеризации молекулы полиолов и полиизоцианатов сшиваются с образованием трехмерных структур.

Значение пенообразователей в производстве пенорезины невозможно переоценить из-за их связи с гибкостью и жесткостью.

Как правило, эластичные пенопласты используют газообразный диоксид углерода, образующийся в результате реакции воды с полиизоцинатом. В большинстве жестких пен используются гидрофторуглероды (ГФУ) и гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), газы с более высоким уровнем токсичности и воспламеняемости, чем у хлорфторуглеродов (ХФУ).

Применение пены

Гибкие пенополиуретаны используются для контроля вибрации и амортизации. Они обеспечивают повышенное поглощение энергии с повышенной плотностью, предсказуемые характеристики при сжимающей нагрузке и низкую остаточную деформацию при постоянном сопротивлении.

Эти пены не расширяются при сжатии, что делает их хорошим выбором в ограниченном пространстве. Различные области применения включают прокладки капота в мобильном оборудовании, амортизаторы для промышленного оборудования и виброизоляторы для бытовой техники.

Полистирольные каучуки представляют собой жесткие, прочные, легкие и влагостойкие конструкционные материалы.

Помогают уменьшить вес продукта и имеют высокое соотношение жесткости к весу. Другие типы конструкционных пенопластов имеют структуру, подобную сэндвичу, с сердцевиной из пенопласта между двумя тонкими, но прочными слоями. Сетчатые пены используются для фильтров и смешиваются с бактерицидами, фунгицидами и другими добавками.

Вспененная резина, из которой изготавливаются эластомерные прокладки, может быть присоединена к вакуумным инструментам для производства.

При производстве поролона листовые материалы или экструзии превращаются в готовую продукцию. Гидроабразивная резка обеспечивает точные и быстрые разрезы и исключает ошибки при резке и отходы материала, связанные с ручной резкой. Изделия из пенорезины, изготовленные по индивидуальному заказу, также поддерживают использование лент, в которых используется либо система термоактивируемой ленты (HATS), либо чувствительный к давлению клей (PSA).

Для нестандартных прокладок доступны различные методы склеивания, но не все они подходят для вспененного каучука.

Как изготавливается губчатая резина

Как и пенопласт, губчатая резина имеет ячеистую структуру и доступна с различной плотностью. Как правило, они бывают мягкими, средними и твердыми. У нас есть два типа губчатой ​​резины.

Материалы с открытыми порами содержат открытые, взаимосвязанные карманы пузырьков газа, которые пропускают воздух, воду и другие химические вещества, когда материал не сжат.

Губчатая резина с закрытыми порами содержит шарообразные ячейки, которые удерживают газообразный азот и, таким образом, предотвращают прохождение этих веществ при низком давлении.

Для производства пористого каучука с открытыми порами бикарбонат натрия добавляют к другим ингредиентам в нагретую форму. Когда неотвержденный бисквит поднимается, как пирог, пищевая сода создает открытые, взаимосвязанные клетки.

Для изготовления губчатого каучука с закрытыми порами добавляется химический порошок, который разлагается под воздействием тепла и давления. Высвобождаемый газообразный азот помогает придать губчатому каучуку с закрытыми порами его сильную остаточную деформацию при сжатии и характеристики восстановления.

Хотя азот является газом, он не образует пену, как газообразные пенообразователи, используемые с поролоном.

Читайте также: Пена SBR

Вспенивание – это особый производственный процесс, а поролон содержит в основном открытые ячейки. Хотя некоторые ячейки пенорезины закрыты, эти резиновые материалы не проходят испытания ASTM на водопоглощение, что является стандартным требованием для материалов с закрытыми порами.

Использование губчатой ​​резины

Губчатая резина изготавливается из неопрена, EPDM, нитрила, силикона и многих других эластомерных материалов. Часто профили из губчатой ​​резины изготавливаются в виде готовых прокладок, которые используются для амортизации и обеспечивают хорошее сжатие и восстановление.

Губчатые резиновые листы также поддерживают различные виды производства, такие как изготовление, включая операции с добавленной стоимостью, такие как наклеивание прокладок лентой. По сравнению с твердой резиной губчатая резина мягче и менее устойчива к сжатию; кроме того, губчатая резина по-прежнему имеет высокое отношение прочности к весу.

Пенопласты с открытыми порами используются в протезах, медицинских губках, прокладках для электрокардиограммы (ECD), медицинских фильтрах и стерилизационных мешках.

Для всех этих целей требуются эластомерные компоненты, пропускающие воду и газы. Детали из пенопласта или резины также используются в подъемниках для пациентов, оборудовании больничных палат, которое помогает людям с ограниченной подвижностью садиться или вставать.

Губчатая резина с закрытыми порами, изготовленная из фторсиликона, используется в фармацевтическом оборудовании, таком как таблетировочные машины.

Силиконовая губчатая резина, одобренная FDA, может потребоваться для контакта с пищевыми продуктами или для медицинских целей. Однако у нас есть различия между одобренными FDA и совместимыми с FDA, поэтому покупатели должны проявлять должную осмотрительность при выборе материала.

Губчатая резина также используется в уплотнителях колб для дверей, люков и ограждений.

Эти триммеры имеют отдельные секции груши и фиксатора и изготовлены из разных материалов. Как правило, колба изготавливается из губчатого каучука EPDM.

Вспененный каучук и губчатый каучук

Разница между вспененным каучуком и губчатым каучуком начинается с ингредиентов, продолжается в процессе производства материала и распространяется на молекулярную структуру. Хотя термины «вспененный каучук» и «губчатый каучук» иногда используются как взаимозаменяемые, эти эластомеры имеют различия, которые могут быть неочевидны. Кроме того, губчатая резина и поролон используются в различных типах уплотнений и изоляции.

Если вы не понимаете, как изготавливается и используется поролон и губчатая резина, вы рискуете выбрать материал, который допускает протекание, обеспечивает неадекватную амортизацию или не выдерживает воздействия окружающей среды. Резина также может сморщиться, стать хрупкой или потерять сжимаемость. Выбирая компаунд на основе MTAP, аббревиатуры, обозначающей материал, температуру, область применения и давление, инженеры могут удовлетворить требования, выходящие за рамки необходимости использования только вспененного каучука или губчатого каучука.

Как изготавливается поролон

Поролон использует вспенивающий агент, обычно газ или химическое вещество, образующее газ, для создания массы мелких пузырьков в жидкой смеси. Эта смесь может содержать полиолы, полиизоцианаты, воду и добавки, такие как антипирены, наполнители и красители. Существует множество различных типов пенообразователей, способных образовывать ячеистую структуру, и составитель регулирует пенообразование, регулируя количество воды или используя поверхностно-активные вещества.

Полиолы и полиизоцианаты в пенорезине представляют собой жидкие полимеры, которые при соединении с водой вызывают теплогенерирующую или экзотермическую реакцию. Используя определенные типы и комбинации жидких полимеров, изготовитель компаундов может создавать вспененный каучук, который может быть либо гибким, либо жестким. Во время полимеризации молекулы полиолов и полиизоцианатов сшиваются с образованием трехмерных структур.

Значение пенообразователей в производстве пенорезины невозможно переоценить из-за их связи с гибкостью и жесткостью. Обычно в гибких пенопластах используется газообразный диоксид углерода, образующийся в результате реакции воды с полиизоцинатом. В большинстве жестких пен используются гидрофторуглероды (ГФУ) и гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), газы с более высоким уровнем токсичности и воспламеняемости, чем у хлорфторуглеродов (ХФУ).

Использование поролона

Гибкие пенополиуретаны используются для контроля вибрации и амортизации. Они обеспечивают повышенное поглощение энергии с повышенной плотностью, предсказуемые характеристики при сжимающей нагрузке и низкую остаточную деформацию при постоянном сопротивлении. Эти пены не становятся шире при сжатии, что делает их хорошим выбором в ограниченном пространстве. Области применения включают прокладки капота в мобильном оборудовании, амортизаторы для промышленного оборудования и виброизоляторы для бытовой техники.

Пенополистирол – это жесткий, прочный, легкий и влагостойкий конструкционный материал. Они помогают уменьшить вес продукта и имеют высокое соотношение жесткости к весу. Другие типы конструкционных пенопластов имеют структуру, подобную сэндвичу, с сердцевиной из пенопласта между двумя тонкими, но прочными слоями. Сетчатые пены используются для фильтров и смешиваются с бактерицидами, фунгицидами и другими добавками. Вспененная резина, из которой изготавливаются эластомерные прокладки, может быть прикреплена к вакуумным инструментам для производства.

При производстве поролона листовые материалы или экструзии превращаются в готовую продукцию. Гидроабразивная резка обеспечивает точные и быстрые разрезы и исключает ошибки при резке и отходы материала, связанные с ручной резкой. Изделия из пенорезины, изготовленные по индивидуальному заказу, также поддерживают использование лент, в которых используется либо система термоактивируемой ленты (HATS), либо чувствительный к давлению клей (PSA). Для нестандартных прокладок доступны различные методы склеивания, но не все они подходят для поролона.

Как изготавливается губчатая резина

Как и поролон, губчатая резина имеет ячеистую структуру и доступна с различной плотностью. Как правило, они бывают мягкими, средними и твердыми. Существует два основных типа губчатой ​​резины. Материалы с открытыми порами содержат открытые взаимосвязанные карманы, которые пропускают воздух, воду и другие химические вещества, когда материал не сжат. Губчатая резина с закрытыми порами содержит воздушные ячейки, которые удерживают газообразный азот и, таким образом, предотвращают прохождение этих веществ при низком давлении.

Для производства губчатого каучука с открытыми порами бикарбонат натрия добавляют к другим ингредиентам в нагретую форму. Когда неотвержденный бисквит поднимается, как пирог, пищевая сода создает открытые, взаимосвязанные клетки. Чтобы сделать губчатую резину с закрытыми порами, добавляется химический порошок, который разлагается под воздействием тепла и давления. Высвобождаемый газообразный азот помогает придать губчатому каучуку с закрытыми порами его высокую остаточную деформацию при сжатии и характеристики восстановления.

Хотя азот является газом, он не образует пену, как газообразные пенообразователи, используемые для пенорезины. Вспенивание является специфическим производственным процессом, и поролон содержит в основном открытые ячейки. Хотя некоторые ячейки пенорезины закрыты, эти резиновые материалы не проходят испытания ASTM на водопоглощение, что является стандартным требованием для материалов с закрытыми порами.

Использование губчатой ​​резины

Губчатая резина изготавливается из неопрена, EPDM, нитрила, силикона и многих других эластомерных материалов. Часто профили из губчатой ​​резины изготавливаются в виде готовых прокладок, которые используются для амортизации и обеспечивают хорошее сжатие и восстановление. Губчатые резиновые листы также поддерживают изготовление по индивидуальному заказу, включая дополнительные операции, такие как наклеивание прокладок лентой. По сравнению с твердой резиной губчатая резина мягче и менее устойчива к сжатию; однако губчатая резина по-прежнему имеет высокое отношение прочности к весу.

Пенопласты с открытыми порами используются в протезах, медицинских губках, прокладках для электрокардиограммы (ECD), медицинских фильтрах и стерилизационных мешках. Для всех этих применений требуются эластомерные компоненты, пропускающие воду и газы. Детали из пенорезины также используются в лифтах для пациентов, оборудовании больничных палат, которое помогает людям с ограниченной подвижностью садиться или вставать. Губчатая резина с закрытыми порами, изготовленная из фторсиликона, используется в фармацевтическом оборудовании, таком как таблетировочные машины.