Анализатор монтажных пен FOAMAT 285

 

Качество пенополиуретана (ПУ), полиизоциануратной пены (ПИР), фенольной и эпоксидной пены зависит от условий ее образования. Анализатор FOAMAT 285 позволяет измерять параметры образующейся пены и сравнивать их со стандартными показателями. Это особенно важно при разработке специальных изделий, чтобы оценить процесс пенообразования, а также понять влияние новых добавок, стабилизаторов, вспенивающих агентов. Таким образом, обеспечивается стабильное качество выпускаемой продукции.

Анализатор FOAMAT 285 может применяться для различных пен: гибкие формованные, блочные, полу-жесткие и жесткие пены с сильным выделением тепла. Если Вас интересуют жидкие пены – пенящиеся водные растворы – перейдите на страницу Анализатор пены DFA100.

Базовая комплектация анализатора FOAMAT 285 состоит из ультразвукового датчика с вентилятором, штатива для размещения датчика, термопары и программного обеспечения. Производитель предлагает емкости для пены различной конструкции и размера для специфических задач, в том числе емкости с обогревом.

УЗ-датчик измеряет расстояние до пенной булочки с высокой точностью, вентилятор гомогенизирует воздух.

Тонкие термопары измеряют температуру внутри пены. Макс. внутренняя температуру измеряется при помещении термопары в нижнюю треть пены.

Классический метод определения характеристик пены заключается в измерении высоты подъема пены (профиля подъема). По скорости нарастания пены в емкости оценивается критическое время запуска, которое указывает на начало реакции между компонентами после смешения. Время нарастания – еще один важный параметр пены. Это время между началом смешения и макс. расширением пены.

H (черный) – высота подъема пены, мм
Т (красный) – температура реакции, °С
Р (зеленый) – давление подъема, Па
D (голубой) – диэлектрическая поляризация

Давление пены (Модуль давления FPM)

Когда начинается реакция гелеобразования, формируются устойчивые клеточные стенки, которые препятствуют дальнейшему расширению пены, давление нарастает. Повышение давления газа вызывает напряжение в пене. Высокие давления создаются при производстве стеновых элементов и теплоизоляционных панелей. Эти силы находятся под прямым углом к потоку пены.

Давление подъема пены измеряют в картонных цилиндрах диаметром 70, 100 или 150 мм, которые размещаются на основании с датчиком нагрузки (модуль FPM). Объем расширения ограничен стенками картонного цилиндра и основанием FPM. Тонкая фольга защищает основание от загрязнения. FPM заменяет обычные тестовые чашки и коробки.

В то время как кривая роста отражает образование вспенивающего агента, повышение давления отражает свойства ячейки, на которые влияет реакция полимеризации. Измерение давления может дать ценную информацию о влиянии катализаторов на гелеобразование. Кроме того, повышающееся давление определяет точку сдувания гибких пен и позволяет различать образование открытых и закрытых ячеек. Кривая давления показывает объективную точку геля. Для производственных целей снижение давления указывает время извлечения из формы. Поскольку во время измерения давления пена может свободно расширяться кверху, FOAMAT может одновременно измерять профиль подъема.

Устройства FPM доступны с картонными цилиндрами разного диаметра. Для пен с высокой плотностью или низкой скоростью экструзии рекомендуется цилиндр 70 мм. Для пен с низкой плотностью и большого объема предпочтительно 150 мм. Цилиндр 100 мм обладает универсальными характеристиками и может использоваться для многих типов пен. Чтобы моделировать производственные условия в пресс-форме, прижимную пластину из FPM можно нагревать с помощью электрического управления с обратной связью.

Вязкость пены

Особое преимущество измерения давления с модулем FPM заключается в том, что это позволяет рассчитать вязкость пены непосредственно на основе данных измерений. Применяется уравнение вязкости жидкости в трубке Хагена-Пуассейля.

Модель определяет вязкость как силу, которая необходима для перемещения секции пены через трубку с заданной скоростью. Картонный цилиндр в FPM похож на трубку, а сила рассчитывается по показаниям давления.

Данных о давлении, полученных с помощью FPM, и профиля подъема FOAMAT достаточно для расчета зависимости вязкости от времени. Этот алгоритм интегрирован в программное обеспечение FOAM.

Диэлектрическая поляризация (Модуль поляризации CMD)

Диэлектрическая поляризация - это параметр, который дает представление об электрохимических процессах, происходящих во время образования пены. Диэлектрическая поляризация в основном вызывается цепочечными молекулами с большим дипольным моментом из-за их полярных концов (группы OH, NCO для пен PU и PIR). Образование цепи предшествует реакции сшивки, которая в конечном итоге подавляет всю подвижность диполей за счет отверждения.

Датчик поляризации диэлектрика CMD (Curing Monitor Device) располагается на основании FPM. Из-за повышающегося давления пена прижимается к поверхности CMD. Диэлектрическая поляризация измеряется как увеличение емкости по сравнению с пустым контейнером. Диэлектрическая поляризация показывает образование промежуточных продуктов, таких как амин, и окончательное отверждение пены, уменьшаясь до низкого и постоянного сигнала, когда химическая реакция завершается. Модуль CMD поставляется с модулем давления FPM.

Весовая система

Чтобы получить воспроизводимые данные измерений, компоненты реакции должны быть точно взвешены. Несмотря на максимальную осторожность со стороны пользователя, остатки, прилипшие к мешалке и оставшиеся в чашке для смешивания, могут привести к неточности в проверенной массе пены.

Интеграция лабораторных весов в систему FOAMAT автоматически регистрирует массу каждого компонента в документации партии. Кроме того, потеря веса из-за высвобождения вспенивающих агентов и летучих компонентов в процессе вспенивания, а также из-за плавучести может регистрироваться непрерывно.

Также можно измерить массу остатка, оставшегося в чашке для смешивания. Еще одним преимуществом интеграции весов является определение плотности пены по массе готового образца пены и его конечной высоте подъема.

Новое программное обеспечение FOAM также обеспечивает расчет кривой плотности и кривой удельного объема на основе кривой высоты подъема, кривой потери веса, геометрии испытательного контейнера и массы готового образца пены.

Моделирование производства (Контейнер ATC и ATC XL)

Одноразовые стаканчики, коробки и картонные цилиндры обычно используются для измерения физических параметров образования реактивных составов пены. Обычно это тестовые контейнеры без температурного контроля. Однако в реальном производстве формы и другие поверхности из пенопласта подвергаются точному термостатированию. Неопределенные температуры портят взаимосвязь между лабораторными исследованиями и производственной ситуацией. Это особенно важно для пен из PIR и фенольных пен, которые отверждаются только при повышенных температурах.

Усовершенствованный испытательный контейнер ATC и более крупная версия ATC XL преодолевают эту проблему за счет двух замкнутых контуров с контролируемой температурой для нагрева нижней пластины и полуцилиндрических боковых стенок. Контейнеры АТС совместимы с модулем давления FPM и с модулем отверждения CMD. Кроме того, внутренняя температура измеряется с помощью термопары, вставляемой через стенку ATC. ATC может использоваться повторно и заменяет такие расходные материалы, как стаканчики, картонные цилиндры и бумажные коробки.

По завершении испытания пружинные фиксаторы ATC разблокируются. Верхнюю часть ATC можно поднять и вынуть образец пены, просто нажав на него вниз. Поскольку внутренняя поверхность ATC покрыта разделительным агентом, образец пены можно легко удалить из устройства.

Благодаря постоянным температурам результаты измерений ATC более сопоставимы с производственной ситуацией. Уменьшение диэлектрической поляризации раскрывает информацию о процессе отверждения. Как и ожидалось, отверждение идет быстрее при более высоких температурах и образуется больше пены. Данные о давлении очень стабильны при измерении с помощью ATC.

В сочетании с новой системой аттестации пены FOAMAT 285, ATC является универсальным аксессуаром для измерения параметров пены всех типов составов в выбираемых температурных условиях. Данные о давлении и диэлектрической поляризации предоставляют ценную информацию о том, как добавки влияют на гелеобразование и отверждение пены. Благодаря постоянным повышенным температурам, ATC открывает новое измерение в контроле качества и разработке рецептур полиуретановой, полиуретановой, эпоксидной и фенольной пены.

Условия окружающей среды (Метеостанция GFT)

Температура в помещении, относительная влажность и давление воздуха измеряются метеорологической станцией GFT. Все эти метеорологические данные сохраняются вместе с другими данными испытаний и отображаются вместе с другими параметрами измерений.

Контейнер BFC 200 помещается на штатив. Термопара вставляется в пену с помощью специального позиционирующего держателя. Данные об окружающей среде измеряются метеорологической станцией GFTB.

Измерение однокомпонентной пены (Модуль OCFM)

Устройство для измерения однокомпонентной пены OCFM специально разработано для измерения профиля подъема, давления подъема и температуры реакции однокомпонентных пен (OCF). Модуль OCFM состоит из цилиндрической емкости расширения, заполненной пеной OCF, и специального держателя для выравнивания расширительной емкости под УЗ-датчиком.

Испытательный объем расширительного бачка ограничен стенками узкого картонного цилиндра, основанием модуля давления FPM50 и подвижной заглушкой вверху.

Программа FOAM строит кривые для реакций в однокомпонентной пене.
Высота подъема (H), давление подъема (P) и температура реакции (T) регистрируются одновременно.