v ật liệu PU xố p
3.2.1.Ảnh hưởng của tỷ lệ hàm lượng izoxyanat/polyol đến tính chất cơ lý
3.2.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ hàm lượng izoxyanat/polyol đến tính chất cơ lý của vật liệu PU xốp của vật liệu PU xốp
Tính chất của PU xốp có thể thay đổi trong giới hạn rộng phụ thuộc vào nguyên liệu sử dụng. Các tính chất như tỷ trọng, khả năng chảy, độ bền nén,
độ bền kéo,… có thểđiều chỉnh để phù hợp với mục đích yêu cầu sử dụng. Tỷ
lệ hàm lượng NCO/OH trong đơn phối liệu là một trong những yếu tố quan trọng quyết định tới tính chất cơ lý của sản phẩm, quyết định tới mức độ khâu mạch của vật liệu PU xốp. Để khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ hàm lượng thành phần izocyanat/polyol (tỷ lệ MDI/PPG) đến tính chất cơ lý của vật liệu xốp PU, chúng tôi đã tiến hành một dãy các thí nghiệm, trong đó đơn phối liệu tỷ
kiện khác chúng tôi giữ nguyên không đổi như: hàm lượng chất tạo xốp là 10%, hàm lượng chất hoạt động bề mặt silicon là 0,5%, hàm lượng amin bậc 3 là 1,5%, hàm lượng chất xúc tác octoat thiếc là 0,2% tính theo hàm lượng của PPG.
Các mẫu được chế tạo theo phương pháp đổ khuôn theo như mô tả trong phần 2.2.1 với các điều kiện gia công: nhiệt độ phản ứng 40oC, thời gian trộn hợp là 15 giây, tốc độ khuấy 1500 vòng/phút, thời gian duy trì nhiệt độ trong khuôn 10 phút kể từ khi khuấy trộn.
Các tấm PU xốp sau khi tạo thành được cắt chế tạo các mẫu đo theo tiêu chuẩn để xác định độ bền kéo, độ bền nén. Ảnh hưởng của tỷ lệ hàm lượng izoxyanat/polyol đến tính chất cơ lý của vật liệu PU xốp được trình bày trong bảng 3.2:
Bảng 3.2. Ảnh hưởng hàm lượng tỷ lệ MDI/PPG đến tính chất cơ lý của các mẫu vật liệu PU xốp
STT Tỷ lệ MDI/PPG Độ bền kéo [Kpa] Độ bền nén [Kpa]
1 0,80 171 96 2 0,90 180 124 3 1,00 220 136 4 1,10 240 165 5 1,15 252 178 6 1,20 245 162 7 1,25 205 139 8 1.30 175 112
Kết quả bảng 3.2 cho thấy: Khi tỷ lệ MDI/PPG tăng từ 0,8 lên 1,15 độ
bền kéo của vật liệu PU xốp tăng lên từ 171KPa lên 252KPa, độ bền nén tăng từ 96KPa lên 178KPa. Khi tỷ lệ MDI/PPG tiếp tục tăng lên độ bền kéo và độ
bền nén không tăng mà có xu hướng giảm đi. Nguyên nhân là do tỷ lệ phản
ứng khâu giữa nhóm NCO và OH để tạo vật liệu PU xốp thay đổi. Mức độ
khâu mạch của PU xốp phụ thuộc vào tỷ lệđương lượng giữa các nhóm NCO và OH. Khi thừa một trong hai nhóm NCO hoặc OH thì phản ứng xẩy ra chưa triệt để, mức độ khâu mạch chưa hết, dẫn đến tính chất cơ lý của vật PU xốp
thay đổi. Thực tế do PPG có chứa một lượng nước nhỏ nên hàm lượng nhóm OH sẽ nhiều hơn so với lý thuyết do vậy hàm lượng NCO sẽđược dùng nhiều hơn.
Để minh chứng điều này, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu xác định mức
độđóng rắn tạo lưới của vật liệu PU xốp, thông qua việc xác định hàm lượng phần gel của các mẫu PU. Các mẫu được cắt theo kích thước tiêu chuẩn, sau
đó tiến hành xác định hàm lượng phần gel trên dụng cụ chiết Soxhlet, trích ly bằng axeton trong thời gian 16 giờ. Kết quả xác định hàm lượng phần gel
được trình bày ở hình 3.3 sau:
92 87 80 94 93 90 88 85 75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 Tỷ lệ MDI/PPG Hà m l ượ ng ph ầ n ge l, %
Hình 3.3. Ảnh hưởng hàm lượng tỷ lệ MDI/PPG đến khả năng đóng rắn của vật liệu PU xốp
Từ hình 3.3 ta thấy: ban đầu hàm lượng phần gel của mẫu vật liệu PU tăng từ 85% lên 94% khi tăng tỷ lệ MDI/PPG lên từ 0,8 đến 1,15. Tuy nhiên, khi tiếp tục tăng tỷ lệ MDI/PPG hàm lượng phần gel của vật liệu PU xốp giảm xuống từ 94% xuống 80%. Kết quả này là phù hợp với kết quả khảo sát độ
bền kéo và nén đã trình bày ở trên.
Từ kết quả trên, chúng tôi chọn tỷ lệ hàm lượng MDI/PPG để chế tạo vật liệu PU xốp là 1,15/1.