1產(chǎn)品介紹

圖 1通用泡沫鑒定系統(tǒng) FOAMAT 285 配有不同的測(cè)試容器。 基本系統(tǒng)由支架、超聲波風(fēng)扇傳感器 LR 4、控制器單元和 PC 軟件 FOAM 組成。 高級(jí)測(cè)試容器 ATC 和 ATC XL（左）是最復(fù)雜的測(cè)試容器。 創(chuàng)新的 Box Foam Container BFC 200 用于塊狀泡沫。 泡沫壓力測(cè)量設(shè)備 FPM 2、FPM 70 和 FPM 150（右）使用不同直徑的一次性紙板圓筒。 也可以使用一次性杯子。 號(hào) 3621819、 和 。
聚氨酯泡沫 (PU)、聚異氰酸酯泡沫 (PIR)、酚醛和環(huán)氧樹(shù)脂泡沫的質(zhì)量取決于其形成過(guò)程中的條件。 因此，定期采集具有代表性的樣品并記錄其地層參數(shù)非常重要。 通過(guò)在發(fā)泡過(guò)程中測(cè)量成型參數(shù)來(lái)確保一致的產(chǎn)品質(zhì)量。 測(cè)量的曲線(xiàn)以主曲線(xiàn)的形式與的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。 許多汽車(chē)系統(tǒng)供應(yīng)商將這種方法應(yīng)用于汽車(chē)內(nèi)部零件和模塊。 家具行業(yè)以及建筑和設(shè)備絕緣行業(yè)也測(cè)量成型參數(shù)以確保質(zhì)量。 當(dāng)開(kāi)發(fā)具有特殊性能的泡沫部件時(shí)，測(cè)量泡沫形成參數(shù)可以深入了解反應(yīng)是如何進(jìn)行的，以及泡沫形成如何受到添加劑、發(fā)泡劑、穩(wěn)定劑和混合比的影響。 通過(guò)提供不同類(lèi)型的測(cè)試容器，新的通用泡沫鑒定系統(tǒng) FOAMAT 285 結(jié)合了多功能性和高測(cè)量精度。 FOAMAT 285 是完善的泡沫鑒定系統(tǒng) FOAMAT 281 的后續(xù)型號(hào)。

2起升簡(jiǎn)介

表征泡沫的經(jīng)典方法是測(cè)量上升高度或上升輪廓。泡沫樣品的膨脹可以在杯子、盒子或圓柱體中測(cè)量。從上升率評(píng)估臨界啟動(dòng)時(shí)間。它表明混合后反應(yīng)組分之間的反應(yīng)開(kāi)始。上升時(shí)間是另一個(gè)基本的泡沫參數(shù)。它定義為開(kāi)始混合和泡沫膨脹之間的時(shí)間。新型超聲波風(fēng)扇傳感器 LR 4（圖 1、5、7）專(zhuān)為高精度測(cè)量到泡沫面包的距離而設(shè)計(jì)。它具有一個(gè)用于空氣均化的集成風(fēng)扇、一個(gè)超聲波換能器和一個(gè)用于聲速補(bǔ)償?shù)臏囟扔?jì)?？梢詼y(cè)量所有類(lèi)型的泡沫，包括軟質(zhì)模塑和塊狀泡沫、半硬質(zhì)泡沫和具有強(qiáng)熱釋放的硬質(zhì)泡沫?？梢约訜崤蛎浫萜饕源_保相同的起始條件以及達(dá)到所需的反應(yīng)溫度。在質(zhì)量保證測(cè)試中，將作為泡沫指紋的上升曲線(xiàn)與其主曲線(xiàn)進(jìn)行比較。主曲線(xiàn)（圖 2）是一個(gè)公差帶，顯示了“良好”泡沫樣品的邊緣。雖然上升高度測(cè)量仍然是泡沫測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)方法，但可以使用額外的 FOAMAT 傳感器，揭示泡沫形成過(guò)程的更多細(xì)節(jié)。 圖 2曲線(xiàn)顯示了通過(guò) FOAMAT 測(cè)量的硬質(zhì)泡沫與 FPM/CMD 150 的反應(yīng)。上升高度 (H)、反應(yīng)溫度 (T)、上升壓力 (P) 和介電極化 (D) 由軟件 FOAM 同時(shí)記錄。 彩色區(qū)域是 QC 的主曲線(xiàn)。

3反應(yīng)溫度

化合物的形成和交聯(lián)反應(yīng)導(dǎo)致泡沫樣品中的放熱溫度升高。薄熱電偶非常適合測(cè)量泡沫內(nèi)部的溫度，因?yàn)樗鼈兙哂械蜔崛萘坎⑶乙子趹?yīng)用。它們幾乎不干擾泡沫的形成并且可以重復(fù)使用。通過(guò)將熱電偶放置在泡沫的下三分之一處來(lái)測(cè)量核心溫度。

4上升壓力

當(dāng)膠凝反應(yīng)開(kāi)始時(shí)壓力會(huì)增加。形成穩(wěn)定的泡孔壁，阻礙進(jìn)一步的泡沫膨脹。剩余的發(fā)泡劑被截留并加熱。增加的氣壓會(huì)在泡沫中產(chǎn)生應(yīng)力。硬質(zhì)泡沫在墻體元件和絕緣板的生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生高壓。它們的應(yīng)力與泡沫流動(dòng)方向成直角。在圓柱形測(cè)試容器中，硬質(zhì)泡沫樣品底部的應(yīng)力可以達(dá)到很高的值。產(chǎn)生的負(fù)載稱(chēng)為“上升壓力”，因?yàn)樗Q于總上升高度。使用獲得的 FPM（泡沫壓力測(cè)量）裝置（圖 3）測(cè)量上升壓力，該裝置可用于 70、100 和 150mm 的氣缸直徑。膨脹泡沫的應(yīng)力加載到氣缸底部，施加的力由測(cè)力傳感器測(cè)量。膨脹體積受限于 圖 3可以從泡沫壓力測(cè)量裝置 FPM 150 中取出裝有固化泡沫樣品的紙板圓筒（右）。CMD（固化監(jiān)測(cè)裝置）傳感器安裝在 FPM 150 壓力板（左）的頂部。 它可以同時(shí)測(cè)量介電極化和上升壓力。
紙板圓筒和 FPM 底板的壁。薄箔保護(hù)基板免受污染。 FPM 取代了普通的測(cè)試杯和測(cè)試盒。
雖然上升曲線(xiàn)反映了發(fā)泡劑的產(chǎn)生，但上升壓力反映了受聚合反應(yīng)影響的電池特性。壓力測(cè)量可以產(chǎn)生有關(guān)催化劑對(duì)膠凝的影響的有價(jià)值的信息。此外，上升壓力決定了軟質(zhì)泡沫的吹出點(diǎn)，它可以區(qū)分開(kāi)孔和閉孔的形成。壓力曲線(xiàn)揭示了目標(biāo)凝膠點(diǎn)。出于生產(chǎn)目的，壓力下降表示脫模時(shí)間。由于在測(cè)量壓力時(shí)泡沫可以自由膨脹到頂部，因此 FOAMAT 能夠同時(shí)測(cè)量上升曲線(xiàn)。 FPM 設(shè)備可用于不同的紙板圓筒直徑。對(duì)于高密度泡沫或低擠出率，建議使用 FPM 70（圖 6）。它的膨脹體積由直徑為 70 毫米的紙板管限制。對(duì)于低密度泡沫和大泡沫樣品， FPM 150（圖 3）。 FPM 2 圓筒直徑為 100 毫米，具有的功能，可用于多種類(lèi)型的泡沫。為了模擬模具中的生產(chǎn)條件，可以通過(guò)電氣閉環(huán)控制對(duì) FPM 壓力板進(jìn)行加熱。

5粘度/流動(dòng)性

測(cè)量 FPM 圓柱形膨脹容器底部壓力的一個(gè)特別優(yōu)勢(shì)是，它允許直接根據(jù) FOAMAT 獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算泡沫的粘度。應(yīng)用了管中流體的 Hagen-Poisseuille 粘度方程（圖 4）。該模型通過(guò)力來(lái)定義粘度，這是使一段泡沫以給定速度通過(guò)管子所需的力。在 FPM 中，紙板圓柱體類(lèi)似于管子，并且根據(jù)壓力讀數(shù)計(jì)算力。 FPM 獲得的壓力數(shù)據(jù)和 FOAMAT 的上升曲線(xiàn)足以計(jì)算粘度與時(shí)間的關(guān)系曲線(xiàn)。該算法集成到 FOAM 軟件中。 圖 4圖 5重量損失由集成在 FOAMAT 系統(tǒng)中的實(shí)驗(yàn)室天平測(cè)量。 留在混合杯中的泡沫殘留物用于此目的。

6介電極化

介電極化是一個(gè)測(cè)量參數(shù)，可以深入了解泡沫形成過(guò)程中發(fā)生的電化學(xué)過(guò)程。介電極化本質(zhì)上是由鏈狀分子引起的，由于它們的極性末端（OH、PU 和 PIR 泡沫的 NCO 基團(tuán)）而具有大的偶極矩。鏈形成先于交聯(lián)反應(yīng)，最終通過(guò)固化抑制所有偶極子遷移率。介電偏振傳感器 CMD（固化監(jiān)控裝置）位于 FPM 的壓板上（圖 3）。由于上升壓力，泡沫被壓在 CMD 的表面上。介電極化被測(cè)量為相對(duì)于空容器的容量增加。介電極化顯示了中間體（如胺）的形成和泡沫的最終固化，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)完成時(shí)，信號(hào)降低到低且恒定的信號(hào)。 CMD 與壓力測(cè)量裝置 FPM 一起提供。 圖 6Hagen-Poisseuille 粘度方程的物理模型應(yīng)用于泡沫壓力測(cè)量裝置 FPM。

圖 7兩個(gè) FOAMAT 測(cè)試容器的尺寸比較：FPM 70（左）設(shè)計(jì)用于高密度泡沫樣品的上升高度和壓力測(cè)量。 圖為 70 毫米紙板圓筒中的密封泡沫。 高級(jí)測(cè)試容器 ATC（右）可從底部加熱到頂部，并具有半圓柱形側(cè)壁。 下部包含一個(gè) FPM/CMD 150 設(shè)備，用于壓力和極化測(cè)量。 絕緣的上部可以抬起以方便固化泡沫樣品的彈出。

7平衡整合

為了獲得可重現(xiàn)的測(cè)量數(shù)據(jù)，必須準(zhǔn)確稱(chēng)量反應(yīng)組分。盡管代表用戶(hù)非常小心，但粘附在攪拌器上并留在混合杯中的殘留物可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)試泡沫質(zhì)量的不確定性。將實(shí)驗(yàn)室天平集成到 FOAMAT 系統(tǒng)中（圖 5）會(huì)自動(dòng)在批次文檔中記錄每個(gè)組件的質(zhì)量。此外，可以連續(xù)記錄在發(fā)泡過(guò)程中由于發(fā)泡劑和揮發(fā)性成分的釋放以及由于浮力而導(dǎo)致的重量損失。還可以測(cè)量留在混合杯中的殘留物的質(zhì)量。天平積分的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是根據(jù)成品泡沫樣品的質(zhì)量及其最終上升高度確定泡沫密度。新軟件 FOAM 還提供了從上升高度曲線(xiàn)、重量損失曲線(xiàn)、測(cè)試容器幾何形狀和成品泡沫樣品的質(zhì)量計(jì)算密度曲線(xiàn)和比容曲線(xiàn)。

8環(huán)境條件

室溫、相對(duì)濕度和氣壓由氣象站 GFTB 測(cè)量（圖 7）。所有這些氣象數(shù)據(jù)都與其他測(cè)試數(shù)據(jù)一起存儲(chǔ)，并與其他測(cè)量參數(shù)一起顯示。

9生產(chǎn)模擬

一次性杯子、盒子和紙板圓筒通常用于測(cè)量反應(yīng)性泡沫配方的物理生成參數(shù)。這些通常是非溫度控制的測(cè)試容器。然而，在實(shí)際生產(chǎn)中，模具和其他泡沫表面是精確恒溫的。不確定的溫度破壞了實(shí)驗(yàn)室調(diào)查和生產(chǎn)之間的相關(guān)性情況。 這對(duì)于僅在高溫下固化的 PIR 和酚醛泡沫尤為重要。 Advanced Test Container ATC 和更大版本的 ATC XL（圖 8）通過(guò)兩個(gè)用于加熱底板和半圓柱形側(cè)壁的溫度控制閉環(huán)克服了這個(gè)問(wèn)題。 為了測(cè)量泡沫形成參數(shù)，它們包括泡沫壓力測(cè)量 (FPM) 和固化監(jiān)測(cè)裝置 (CMD)。 此外，核心溫度為通過(guò)插入 ATC 壁的熱電偶進(jìn)行測(cè)量。 ATC 可重復(fù)使用，可替代杯子、紙板圓筒和紙盒等消耗品。

10易于處理

測(cè)試完成后，ATC 彈簧鎖被釋放。 ATC 的上部可以抬起，只需將其向下推即可彈出泡沫樣品。由于 ATC 的內(nèi)表面覆蓋有脫模劑，因此可以輕松地將泡沫樣品從設(shè)備中取出。

11可靠的測(cè)試結(jié)果

由于溫度一致，ATC的測(cè)量結(jié)果與生產(chǎn)情況更具可比性。介電極化的降低揭示了有關(guān)固化過(guò)程的信息。正如預(yù)期的那樣，在更高的溫度下固化速度更快，并且產(chǎn)生更多的泡沫體積。使用 ATC 測(cè)量時(shí)，壓力數(shù)據(jù)非常一致。
結(jié)合新的泡沫鑒定系統(tǒng) FOAMAT 285，ATC 是一種多功能附件，用于在可選擇的溫度條件下測(cè)量所有類(lèi)型配方的泡沫參數(shù)。壓力和介電極化數(shù)據(jù)提供了有價(jià)值的信息，添加劑如何影響泡沫的膠凝和固化。 ATC 具有持續(xù)升高的溫度，為 PU、PIR、EPOXY 和酚醛泡沫配方的質(zhì)量控制和開(kāi)發(fā)開(kāi)辟了一個(gè)新的領(lǐng)域。 圖 8柔性聚氨酯 (PU) 泡沫的上升曲線(xiàn) (H)、溫度 (T)、上升壓力 (P) 和介電極化 (D) 曲線(xiàn)。 從上升高度數(shù)據(jù)評(píng)估開(kāi)始時(shí)間和上升時(shí)間。 固化時(shí)間由介電極化的降低來(lái)確定。 圖 9BFC 200（箱式泡沫容器）放置在支架的底板上。 使用特殊的定位支架將熱電偶插入泡沫中。 環(huán)境數(shù)據(jù)由氣象站 GFTB 測(cè)量。 圖 10Advanced Test Container ATC XL（中）的測(cè)試體積是標(biāo)準(zhǔn) ATC（右）的四倍。 它們中的每一個(gè)都包括由彈簧鎖夾住的上部和下部。 泡沫樣品（左）可以很容易地從上部的底部開(kāi)口彈出。