Gulningsfaktorer af svamp

Analyse af kernefaktorer, der påvirker gulfarvningen af ​​polyurethansvamp

Gulningen af ​​blødt polyurethanskum har længe været en udfordring for både skumproducenter og polyolleverandører. Mange skumproducenter, især dem, der har specialiseret sig i høje-produkter, har forsøgt at forbedre skummets anti--gulnende ydeevne ved at tilføje antioxidanter og lysstabilisatorer, men de faktiske forbedringsresultater har ofte været utilfredsstillende.

Generelt set fra tilsætningsstoffers perspektiv omfatter gulning af svamp følgende fire typer:

Fire hovedtyper af gulning og deres mekanismer

1. Termisk oxidativ gulning

Årsag: Under skumdannelse (reaktionstemperaturer kan overstige 100 grader) og efterfølgende bearbejdning (såsom varmpresning eller skæring), gennemgår polyurethan-molekylkæderne oxidativ nedbrydning under høj temperatur og oxygen, hvilket genererer kromoforer (f.eks. quinonstrukturer), der fører til gulning.

Modforanstaltning: Det er her, antioxidanter primært spiller en positiv rolle ved at afbryde den oxidative kædereaktion for at forhindre nedbrydning.

2. Gulning af gasdampe

Årsag: Når svampen udsættes for luft, der indeholder nitrogenoxider (NOx, hovedsageligt fra køretøjers udstødning og industrielle emissioner), reagerer aminforbindelser (især fra amin-baserede antioxidanter eller katalysatorer) med NOx og danner gule nitrosaminer eller azoforbindelser.

Modforanstaltning: Undgå eller reducer brugen af ​​aminstoffer, der let reagerer med NOx.

3. Stoffarvning

Årsag: Visse små molekylære stoffer (hovedsageligt flygtige) i svampen migrerer til lyse-farvede stoffer i kontakt med den (såsom sofabetræk eller madrasstoffer), hvilket forårsager lokal gulfarvning af stoffet.

Primær årsag: Data indikerer klart, at antioxidanten BHT er hovedårsagen til stoffarvning. BHT selv kan oxidere og danne gule stoffer, og dets flygtighed letter migration til stoffets overflade.

4. UV-ældning Gulning

Årsag: Visse strukturer i polyurethan-molekylkæderne (såsom urethangrupper dannet af aromatiske isocyanater MDI/TDI) gennemgår fotonedbrydning under ultraviolet lys og danner kromoforer.

Modforanstaltning: Tilsætning af lysstabilisatorer (såsom UV-absorbere eller hindrede aminlysstabilisatorer) er nødvendig for at afbøde dette, hvilket går ud over almindelige antioxidanters evne.

Kernemodsigelse: Antioxidanters "dobbelte rolle".

Positiv effekt: Forhindrer termisk oxidativ gulning under forarbejdning. Uden antioxidanter kan svampen allerede nedbrydes og gulne under produktionen. Dette er den grundlæggende årsag til, at polyolproducenter skal tilføje antioxidanter.

Negative effekter: Nogle antioxidanter fungerer selv som "katalysatorer" eller "reaktanter" for andre typer af gulning.

Amin-baserede antioxidanter: Selvom de er effektive mod termisk oxidation, forværrer de gulning af gasrøg og let-induceret gulning.

BHT-baserede antioxidanter: Selvom de er lave-omkostninger, er de den primære synder bag stoffarvning.

Vejledning om årsag og løsning

Skumproducenter overser ofte den dybe indvirkning af det forudindstillede antioxidantsystem i opstrømspolyoler på slutproduktets gulningsevne.

Løsningsvejledning:

Start med valg af råmateriale (polyol):

Spørg hos polyolleverandører om de antioxidantsystemer, de bruger. For høje-skumprodukter med høje krav til anti-gulning skal du prioritere polyoler med "lav-flygtighed, høj-holdbarhed" antioxidantsystemer, der ikke er-BHT og ikke-amin.

Moderne højtydende antioxidanter, såsom "hindered phenol + phosphite" blandede systemer, kan give god termisk oxidativ stabilitet, samtidig med at BHT's flygtighedsproblemer og amin-relaterede gasrøggulning undgås.

Optimer formulering og behandling:

Overvej omhyggeligt antioxidanter/lysstabilisatorer efter-behandling: Hvis basispolyolens antioxidantsystem er uforeneligt, er det ofte ineffektivt at tilføje tilsætningsstoffer senere, og det kan medføre nye problemer (f.eks. tilsætning af amin-baserede antioxidanter, der forværrer gulning af gasrøg).

Overvej den anvendte type isocyanat: For udendørsprodukter, der kræver ekstrem UV-resistens, kan du overveje at bruge alifatiske isocyanater (f.eks. HDI) som basis for polyurethan. Deres gulningsmodstand er langt overlegen i forhold til almindeligt anvendte aromatiske isocyanater (TDI/MDI), dog til en væsentlig højere pris.

Sammenfattende kan løsningen af ​​gulningsproblemet ikke kun stole på "afhjælpende" additive foranstaltninger under skumproduktion. I stedet kræver det en systematisk gennemgang af hele forsyningskæden ud fra et materialevidenskabsperspektiv. At vælge polyoler med antioxidantsystemer, der matcher slutproduktets krav til gulningsmodstand, er den mest fundamentale og effektive tilgang til at løse denne udfordring.