Mút cứng polyurethane (rigid foam).
Thành phần của mút cứng khác so với mút mềm là nó sử dụng các triol ngắn (polyol ngắn chứa 3 nhóm OH) hoặc những polyol đa chức (chứa nhiều nhóm OH), đặc trưng với khối lượng M khoảng 400. Nó sử dụng MDI thô và quan trọng hơn là dùng tác nhân thổi vật lý. Nhờ lượng liên kết ngang lớn giúp mút cứng hơn (Nhiệt thủy tinh hóa Tg của mút cứng cao hơn nhiệt độ phòng)
(công thức mang tính minh họa)
Trên là một công thức đặc trưng cho mút cứng. Độ cứng của mút dựa vào cac vòng benzen của isocyanate và tỷ lệ giữa iso/polyol. Muốn có độ cứng cao hơn có thể sử dung các polyol hệ đường (do chứa nhiều nhóm -OH), số nhóm chức của hệ này vào khoảng f = 6. Phụ thuộc vào nồng độ của isocyanate (NCO) so với nhóm hydroxyl (OH) mà phản ứng của mút dạng này tỏa nhiều nhiệt hơn so với mút mềm và cũng sử dụng ít xúc tác hơn.
Trong công thức trên sử dụng xúc tác triethylene diamine để xúc tác phản ứng giứa iso và polyol. Lượng liên kết ngang được tăng lên nhờ thêm glycerin, quá trình foam hóa được hỗ trợ bằng tác nhân thổi vật lý (ví dụ HCFC 141b, cyclopentan, CO2…) . Tuy nhiên nước cũng có thể được thêm vào để đóng vai trò thổi phụ trợ giúp tăng độ bền cơ học của sản phẩm. Mút cứng thường được đổ vào khuôn hoặc trong các khe, thí dụ như sản xuất tủ lạnh, thùng chứa hay các tấm cách nhiệt Panel. Những thiết bị khuấy trộn đổ hóa chất vào khuôn thường được sử dụng trong lĩnh vực mút này (RIM- reaction injection molding), tuy nhiên cũng có thể sử dụng thiết bị dạng phun (spray) cho những ứng dụng đặc biệt.
Mút polyurethane mềm (Flexible polyurethane foam)
Mút mềm có độ mềm dẻo nhờ mạch polyol dài, Tg (nhiệt thủy tinh hóa) thấp, độ liên kết ngang thấp. Độ mềm dẻo của mút phụ thuộc vào phân tử khối của polyol, tỷ số mol giữa isocyanate/nhóm hydroxyl (OH), phụ thuộc cả vào loại isocyanate sử dụng (TDI cho độ mềm dẻo cao hơn sử dụng MDI thô). Xúc tác cho quá trình tạo mút mềm thường là một hệ, bao gồm nhiều loại xúc tác amine và các xúc tác cơ kim (metal ogarnic catalyst). Qúa trình tạo mút đòi hỏi phải trộn nhanh và đều hai thành phần isocyanate và polyol. Tất cả các thành phần khác được cho vào chung với polyol, hoặc đôi khi được cung cấp đến đầu trộn như một thành phần thứ 3 (thí dụ như xúc tác).
(công thức minh họa lấy từ quyển nào quên rồi, sửa lại sau nhé!)
Trên đây là một công thức đặc trưng cho mút mềm (flexible). ở đây xúc tác DABCO và N-ethylmorpholine được cho vào khoảng 1% so với thành phần polyol, trong khi lượng xúc tác Sn-octoate (Tin octoate) chỉ khoảng 0,15%. DABCO là xúc tác cân bằng, nó xúc tác cho cả phản ứng gel hóa lẫn foam hóa, N-ethylmorpholine giúp xúc tác tạo tế bào mở (open cell). Chất hoạt động bề mặt có nhiều vai trò giảm sức căng bề mặt và thuận lợi cho quá trình phân chia tế bào. Tăng lượng chất hoạt động bề mặt sẽ giúp tế bào mút đẹp hơn, thành mỏng hơn, nhưng nếu vượt quá giới hạn sẽ dẫn đến xụp foam. Tỷ trọng của mút mềm vào khoảng 30 đến 80kg/m3. Tỷ trọng của polyurethane thuần khiết vào khoảng 1100kg/m3.
Mút có thể là dạng tế bào mở (hở Open cell) hoặc kín (Closed cell). Tế bào mở thu được bằng cách ép mút sau giai đoạn gel hóa (thường sau khi dỡ khuôn sản phẩm sẽ được đưa qua máy ép), nhưng lượng tế bào mở được điều chỉnh bằng cách lựa chọn xúc tác thích hợp. Mút sử dụng trong đồ nội thất đòi hỏi có các tế bào mở, trong khi mút cứng (mút cách nhiệt) cần có các tế bào kín (closed cell) vì chúng chứa khí có độ dẫn nhiệt thấp. Mút mềm polyester có độ bền cao hơn và bền oxi hóa, nhưng lại kém bền về mặt thủy phân (phá hủy bởi nước) so với mút mềm polyether. Mút polyester chịu hóa chất tốt hơn và tất nhiên đắt hơn mút tổng hợp từ PPG. Sản xuất mút khối mềm được thực hiện bằng quá trình liên tục. Các thành phần polyol, isocyanate và ngay cả xúc tác được trộn cùng nhau trên đầu trộn của máy và đổ vào băng tải chuyển động. Khối lỏng đó foam hóa thành khối lớn (nở tự do) và sau đó được cắt thành từng miếng co độ dày thích hợp cho mỗi ứng dụng, ví dụ cho sản xuất nệm mút.
Mút mềm thường dùng sản xuất đồ nội thất (ghế sofar, nệm lò xo (phần mút bọc lót bề mặt)) sản xuất ghế xe hơi, yên xe máy…
Em đang cần chút thông tin về doanh nghiệp sản xuất PU foam, open cell với kích thước lỗ từ 4-6mm. Bác biết hiện tại ở Việt nam (Hà nội hoặc phía bắc càng tốt), giới thiệu cho em. Cám ơn bác!
Mút polyurethane da liền (Integral skin foam)
(công thức lấy từ Polyurethane and Related foam - Kaneyoshi Ashida)
Mút dạng nở tự do hoặc đổ trong khuôn, trên bề mặt mút hình thành một lớp da. Điều này được sử dụng để tạo ra những sản phẩm mút có lớp da mà độ dày có thể điều chỉnh được. Để tạo mút da liền không được dùng nước, nhưng phải sử dụng tác nhân thổi vật lý. Sản phẩm được thực hiện trong khuôn kín. Tỷ trọng của lớp da có thể điều chỉnh bằng nhiệt độ khuôn, lượng chất đổ vào khuôn (đổ nhiều tạo áp suất cao) và hóa chất tháo khuôn (thường dùng silicone). Nhiệt độ thấp sẽ cho lớp da dày hơn, kể cả áp suất cao và chất tháo khuôn cũng là tác nhân chống foam hóa giúp tạo lớp da dày hơn.
Xin hỏi, bạn đang làm trong công ty sản xuất PU foam a. Mình đang cần một chút thông tin về loại mousse này. Bạn có tài liệu “Polyurethane and Related foam - Kaneyoshi Ashida” không, cho mình xin với, cảm ơn bạn nhiều!