Espuma de poliuretano flexível:A Primer ((2)

August 1, 2025

Espuma Produção

As propriedades da espuma podem ser melhor compreendidas com um pouco de conhecimento sobre como a FPF é feita. A espuma de poliuretano flexível é produzida a partir da reação de dois produtos químicos chave, um poliol e um isocianato com água. Estes são misturados em quantidades específicas com outros ingredientes, e a reação da espuma começa quase imediatamente. Bolhas são formadas,e a mistura se expande. Foi comparado ao crescimento do pão. Em questão de minutos, a reação está completa.

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	Processo de Espuma Slabstock Para fabricar espuma para estofamento, são utilizados dois procedimentos básicos. Em um deles, a mistura química é despejada em uma esteira móvel, onde é permitida a reação e expansão. As laterais da esteira permitem que a espuma suba em um bloco ou placa de qualquer lugar de dois a quatro pés de altura. A placa contínua é deixada para curar por normalmente 24 horas (mais tempo para graus especiais). Este procedimento de fabricação é o processo de produção slabstock. A espuma curada é subsequentemente fabricada em formas úteis. A maioria das espumas para uso em móveis e camas são produzidas desta forma.
	Processo de Espuma Moldada Um segundo método,moldagem de espuma, é um processo onde itens individuais são produzidos despejando produtos químicos em moldes com formatos especiais e permitindo que a reação da espuma ocorra. Exemplos de usos incluem assentos automotivos, móveis contratuais e travesseiros.
	Mistura de Matéria-Prima O processo de produção de espuma pode ser controlado por meio de alterações na mistura de matéria-prima da espuma. Além do poliol, isocianato e água usados para produzir espuma, uma variedade de outros produtos químicos e aditivos podem ser incluídos com base nas especificações do cliente para alterar as propriedades finais da espuma. Estes incluem:Agentes de expansão auxiliares, que aumentam o agente de expansão primário (dióxido de carbono), podem ser usados para tornar a espuma mais macia ou leve;Catalisadores, que controlam a velocidade da reação para melhorar a produtividade ou alterar as propriedades da espuma;Surfactantes, que auxiliam na formação de células de espuma;Aditivos retardantes de chama, usados para melhorar a resistência da espuma à ignição ou queima. (Infelizmente, estes tendem a ter uma influência negativa no conforto, suporte e durabilidade da espuma.);Cargas, que aumentam o peso da espuma, mas podem possivelmente ter uma influência negativa nas propriedades físicas da espuma. Ao ajustar a mistura química da espuma, os produtores de espuma podem fabricar literalmente centenas de diferentes graus de espuma, cada um com suas próprias propriedades de desempenho.Propriedades que Afetam o Desempenho da Espuma

Existem várias propriedades físicas da espuma de poliuretano flexível que orientam a seleção da FPF para diferentes aplicações. A seguir, uma breve descrição das principais propriedades físicas da espuma e a importância de cada uma. As propriedades físicas da espuma são medidas em um laboratório sob condições cuidadosamente controladas de umidade e temperatura. Deve-se ter cuidado para reproduzir essas condições ao testar amostras para propriedades físicas. Densidade Densidade é uma medida da massa por unidade de volume. Medida e expressa em libras por pé cúbico (pcf) ou quilogramas por metro cúbico (kg/
m3), a densidade é uma das propriedades mais importantes de todas as espumas. A densidade é uma função da química usada para produzir a espuma e dos aditivos incluídos com a química da espuma. (Aditivos são às vezes usados para dar à espuma propriedades especializadas. Por exemplo, aditivos de gel para espuma viscoelástica, ou“memória” usada em colchões podem ser usados para ajudar os usuários a dormir mais frescos.)A densidade afeta a durabilidade e o suporte da espuma. Tipicamente, quanto maior adensidade, melhor a espuma reterá suas propriedades originais e fornecerá o suporte e o conforto que foi originalmente projetada para produzir. IFDIndentation Force Deflection (IFD) é uma medida da firmeza da espuma-
ness. A firmeza é independente da densidade da espuma, embora muitas vezes se pense que espumas de maior densidade são mais firmes. É possível ter altaespumas de densidade que são macias—ou espumas de baixa densidade que são firmes, dependendo do IFD. A especificação IFD está relacionada ao conforto. É uma medida da sensação da superfície da espuma. É medida indentando a espuma em 25% de sua altura original. As espumas são tipicamente oferecidas em faixas de IFD de ±10%.Fator de SuporteUma segunda medida de IFD é às vezes tomada indentando a espuma em 65 por cento de sua altura original. Esta segunda medida de IFD é usada para
ajudar a determinar a capacidade da espuma de fornecer suporte profundo. Tipicamente, quanto mais diferença entre o IFD de 25 por cento e o IFD de 65por cento, mais capacidade a espuma tem de suportar peso. A razão do IFD de 65 por cento dividido pelo IFD de 25 por cento é chamado de fator de suporte da espuma. Os fatores de suporte para espuma variam de cerca de 1,5 a 2,6. Quanto maior o número, melhor a capacidade da espuma de fornecer suporte.Espumas com altos fatores de suporte oferecem várias vantagens. Um IFD de 25 por cento baixo em uma espuma com um alto fator de suporte para criar maciez extra na superfície sem fazer com que a espuma "toque o fundo" quando o peso é aplicado. Tipicamente, quanto maior a densidade da espuma, melhor o fator de suporte.Fadiga Dinâmica Existem vários testes que são usados para determinar a durabilidade da espuma, ou quão bem a espuma retém suas propriedades originais de firmeza e altura. Alguns são
testes laboratoriais padrão; outros são testes personalizados desenvolvidos por diferentes fabricantes. Mas virtualmente todos eles são baseados na flexão ou compressão da espuma um número específico de vezes para uma deflexão ou carga de peso definida, e medindo a firmeza e altura da espuma antes e depois do teste. As diferenças são chamadas de fadiga.No teste de fadiga, as amostras de espuma podem ser comprimidas algumas mil vezes, ou muitas milhares de vezes. A porcentagem de perda de IFD é então medida. Testes mais curtos fornecem uma ideia de quanta firmeza uma espuma pode perder através do uso inicial, enquanto testes mais longos fornecem dados sobre a durabilidade geral da espuma.
Cisalhamento por Rolo Um teste de fadiga por flexão particularmente severo é o cisalhamento por rolo, onde um peso rolante é executado sobre uma amostra de espuma de duas direções, tipicamente por cerca de 25.000 ciclos. Este teste de cisalhamento por rolo fornece uma combinação de compressão e
abrasão, e ajuda a identificar como a espuma resistiria a aplicações particularmente difíceis, como mobiliário comercial ou como almofada de carpete. Novamente, a perda de IFD é medida, e múltiplas medições podem ser tomadas, em diferentes períodos de tempo após a espuma ter tido a chance de "recuperar." Resistência ao Rasgo As espumas de poliuretano flexíveis também são medidas por sua capacidade de resistir rasgar, quebrar ou esticar. Isso é importante em aplicações onde as espumas devem ser manuseadas com frequência, como em estofados. Os testes para determinar essas propriedades são resistência à tração, resistência ao rasgo e alongamento. Eles determinam a capacidade da espuma de ser esticada ou flexionada sem
rasgar. Essas medições de durabilidade são particularmente importantes para espumas que contêm grandes quantidades de cargas (como espumas modificadas por combustão), porque esses aditivos podem aumentar a tendência das espumas de rasgar ou desfiar. Ao especificar espumas que contêm aditivos, resistência à tração, testes de rasgo e alongamento devem ser revisados para ver se a espuma pode exigir manuseio especial Resiliência (Rebote da Bola) Resiliência é um indicador da elasticidade da superfície ou "elasticidade" da
espuma. A resiliência pode estar relacionada ao conforto. A resiliência é tipicamente medida deixando cair uma bola de aço na almofada de espuma e medindo a altura do rebote da bola. A resiliência da espuma varia de cerca de 20 por cento de rebote da bola a até 80 por cento de rebote. Maior resiliência em uma espuma muitas vezes significa que as almofadas do assento do sofá, por exemplo, têm uma melhor "mão" ou sensação da superfície. Espumas também podem ser feitas para ter resiliência muito baixa para certas aplicações. Por exemplo, produtos viscoelásticos (espuma de memória) tipicamente exibem resiliência muito baixa.
Histerese Histerese é outro teste laboratorial usado para determinar a capacidade da espuma de reter suas propriedades originais de firmeza.
A histerese é medida indentando primeiro a amostra de espuma em 25 por cento e medindo a firmeza, depois indentando-a em 65 por cento e novamente medindo a firmeza, e finalmente liberando a indentação para o nível de 25 por cento sem permitir que a espuma relaxe completamente. Sem liberar totalmente a indentação, a espuma não se recuperará imediatamente de toda a sua firmeza original de 25 por cento, mas a porcentagem de firmeza que ela recupera é considerada um bom indicador da durabilidade geral da almofada. Ao contrário de outros testes de durabilidade, a histerese pode ser realizada rapidamente em uma variedade de amostras de espuma.Métodos de TestePara saber mais sobre o teste de espuma de poliuretano flexível, consulte o método de teste da ASTM International, D3574, Métodos de Teste Padrão para Materiais Celulares Flexíveis—Placa, Colada e Espumas de Uretano Moldadas, que detalha os procedimentos e terminologia do teste.

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