普通海绵配方中发泡剂的作用和影响

普通海绵配方中的发泡剂
1 .水
水和TDI反应生成的二氧化碳是软泡发泡中使用的主要发泡剂，增加配方中水用量将会提高脲的含量，加大泡沫的硬度，降低泡沫密度，泡沫栽荷能力下降。但是，TDI和水反应生成大量热，水用量过高，会使泡沫出现烧芯或燃烧。在仅仅使用水作发泡剂情况下，一般限制每100份聚醚多元醇，使用的最大水量不能超过4.8份，即只能生产密度≧21kg/m3软泡。因此，生产密度低于21kg/m3的软泡时，一般要采用物理发泡剂。
2.物理发泡剂
氯氟烃（CFC）和二氯甲烷（MC）是聚氨酯泡沫最早使用的物理发泡剂，由于氯氟烃化合物对大气臭氧层的破坏作用，国际上已禁止CFC-11，因此，在软质泡沫生产中，二氯甲烷成为最主要的替代物。二氯甲烷是一种沸点为39.8℃的不燃性气体，与CFC-11相似也属于低沸点物质（CFC-11沸点为23.8℃，同样可在发泡过程中气化，降低泡沫塑料密度。但是，由于二氯甲烷的毒性较大，对它在空气中的浓度限制也在增加。
物理发泡剂不会与异氰酸酯反应生成脲，增加物理发泡剂用量，泡沫密度下降，硬度也下降。
加入物理发泡剂的数量，既要防止泡沫发生烧芯现象，又要保证不因物理发泡剂带走过多热量而影响泡沫熟化，同时要保证泡沫物性没有明显下降，因此，发泡剂的用量有一定限制，一般配方中MC用量不应超过水的9倍。
水与CFC-11和二氯甲烷的发泡效率，有下列的经验关系；
1份水=10份CFC-11=9份MC
这一经验关系完全取决于环境条件下，在热带国家及高纬度地区则可能有些变化。

根据前述发泡效率的经验关系，发泡指数定义如下：
发泡指数=水 + CFC-11/10  + MC/9（以100份多元醇）
发泡指数即配方中所用发泡剂量与密度的关系



由图可见，如果生产25kg/m3密度的泡沫，发泡指数应该是3.8，也就是说，每100份聚醚需要3.8份水或水与物理发泡剂的混合物，例如，用3.2份水时，应使用5.4份MC（等同与6份F11）。若用2.5份水，则使用11.7份MC（根据发泡指数关系式计算）。因配方中MC的用量一般不超过水用量的9倍，在这个例子中，发泡指数为3.8，则每100份聚醚中水的用量，最少应为1.9份。而MC不应超过17.1份。在实际生产中，因MC汽化具有滞后性，它的经验用量，一般大于理论值的30%


配方中TDI指数、水、MC用量的确定，可参照公式计算：


   Tmax:泡沫块中心可达到的最高温度，即最佳熟化温度，125℃≤Tmax≤155℃,一般推荐泡沫密度≤20kg/m3时Tmax=150℃,而密度＞20kg/m3时Tmax=140℃
Ti：配方中TDI指数
WH:配方中水用量（重量份）
WF：配方中MC用量（重量份）