معرفی شیمیایی و خواص عمومی پلی ال یخچالی صنعتی
پلی‌ال یخچالی با نام تجاری Sanyol3430 یک پلی‌ال بر پایه پلی‌اتر است. این پلی‌ال یک مایع شفاف با رنگ زرد کمرنگ تا قهوه‌ای مایل به قرمز است و به‌طور کلی یک پلی‌ال با وزن مولکولی کم و عاملیت بالا است و حاوی گروه هیدروکسیل نوع دوم است.
روش تولید پلی ال یخچالی صنعتی
به‌طورکلی، پلی‌اتر پلی‌ال‌ها از واکنش اکساید آلی و گلایکول ساخته می‌شوند. اکسایدهای آلی اصلی عبارتند از اتیلن اکساید، پروپیلن اکساید، بوتیلن اکساید و اپی کلروهیدرین. گلایکول‌های اصلی نیز عبارتند از اتیلن گلایکول، پروپیلن گلایکول، آب، گلیسیرین، سوربیتول و ساکارز. پلی‌ال 3430، از واکنش اپوکساید و مخلوطی از ساکارز و سوربیتول در حضور کاتالیزور و افزودنی‌هایی مانند سیلیکون‌ها تولید می‌شود .
ویژگی‌های فنی محصول پلی ال یخچالی صنعتی
این پلی‌ال به‌طوری طراحی شده که قابلیت استفاده و ترکیب با عامل فوم‌زای سیکلوپنتان را دارد و به طور گسترده برای ساخت فوم‌های سخت پلی‌یورتانی مخصوص یخچال یا فریزر استفاده می‌شود. اصلی ترین ویژگی‌های این پلی‌ال، عملکرد عالی، جریان پذیری و قالبگیری خوب آن است بخصوص هنگامی که با ایزوسیانات‌های Kumho M-200، PM-200 و KP-200 برای ساخت فوم‌های پلی‌یورتان، فرموله شود. فوم تولید شده دارای توزیع چگالی خوب، مقاومت فشاری بالا، پایداری ابعادی عالی (جمع‌شدگی یا شیرینکیج کم)، عایق حرارتی خوب و مقاومت بالا در برابر رطوبت است .
کاربردهای پلی ال یخچالی صنعتی
پلی‌اتر پلی‌ال‌ها به‌طور گسترده در تولید گریدهای مختلف پلی‌یورتان استفاده می‌شوند و در محصولات گوناگون از فوم‌های انعطاف‌پذیر و سخت گرفته تا پوشش‌ها، چسب‌ها و الاستومرها به‌کار برده می‌شوند.
عایق یخچال صنعتی
از فوم‌های سخت پلی‌یورتان برای عایق‌کاری وسایلی مانند یخچال و فریزر استفاده می‌شود. عملکرد بالای این فوم‌ها در عایق‌بندی، مصرف انرژی را کاهش می‌دهد و به این وسایل اجازه می‌دهد با کارایی بالاتری کار کنند. علاوه بر خواص عایق‌بندی عالی این فوم‌ها، استفاده از آن‌ها باعث می‌شود درهای یخچال و فریزر نازک تر و سبک تر شوند و در نتیجه باعث صرفه جویی در مصرف انرژی و افزایش حجم داخلی آن‌ها می‌شود. فوم‌های سخت پلی‌یورتانی از واکنش یک دی ایزوسیانات، یک پلی‌ال، عامل فوم‌زا و سایر مواد افزودنی دیگر تشکیل می‌شود. از آن‌جایی که این فرآیند با انبساط و پخت سریع حجم همراه است، سلول‌هایی تشکیل می‌شود که با محبوس کردن گاز درون خود، این ماده را به یک عایق حرارتی عالی تبدیل می‌کند.
شرایط فرآیندی و نکات کاربردی پلی ال یخچالی صنعتی
- پلی‌ال 3430 را می‌توان با ماشین‌ها و تجهیزات فشار بالا (یا فشار پایین) در فرآیند تولید فوم، استفاده کرد. همچنین برای دستیابی به بالاترین عملکرد اختلاط مواد و تولید فوم، استفاده از تجهیزاتی که به طور مداوم، مقادیر دقیق پلی‌ال و ایزوسیانات را اندازه‌گیری کندلازم و ضروری است. زیرا درصورت نوسان در نسبت‌های مواد اولیه، زمان خروج فوم از قالب نیز دچار تغییر و اختلال خواهد شد که کیفیت محصول نهایی را دچار اختلال خواهد کرد.
- پلی‌ال 3430 قابلیت استفاده در خط‌های تولید مختلف با Demolding Time متفاوت (از 5 تا 13 دقیقه) را دارد و با توجه به نیاز مشتری، قابلیت تنظیم فرمولاسیون را دارد.
- یکی از پارامترهای مهم در انتخاب پلی‌ال مناسب جهت تولید فوم‌های سخت یخچالی، ویسکوزیته یا گرانروی آن است که بر پارامترهای تولید مانند زمان ژل شدن (Gel Time) و زمان متوقف شدن رشد فوم (Tack Free Time) موثر است و در نهایت بر کیفیت فوم تولیدی تاثیرگذار است. هرچه گرانروی یا روندگی ماده مناسب باشد، رشد فوم بهتر است در غیر اینصورت، اگر ویسکوزیته بالاتر از حدمجاز باشد، فوم به‌طور یکدست رشد نمی‌کند و اگر ویسکوزیته خیلی پایین باشد احتمال شیرینکیج و تغییر ابعاد وجود دارد.
- اهمیت دیگر ویسکوزیته پلی‌ال در تولید فوم‌های یخچالی، متناسب بودن ویسکوزیته پلی‌ال با هد دستگاه تزریق است. درصورت وجود اختلاف زیاد، احتمال عدم پرشدن مناسب قالب فوم و یا تغییر ابعاد فوم نهایی، وجود دارد.
- پلی‌ال 3430، قابلیت استفاده با عوامل فوم زای گاز 141 و گاز سیکلوپنتان را دارد. اما برای تولید فوم یخچالی از گاز سیکلوپنتان استفاده می‌شود زیرا گاز 141، با بخش‌های استایرن و ABS یخچال ناسازگار است. در این بین علاوه بر گازهای سیکلوپنتان کره‌ای، گریدهای چینی و ایرانی نیز قابلیت استفاده با این پلی‌ال را به خوبی نشان داده است.
عملکرد فوم پلی یورتان تولید شده با پلی ال یخچالی صنعتی
مقاومت فشاری فوم پلی یورتان
مقاومت فشاری یکی از مهم‌ترین پارامترهای مکانیکی فوم‌های سخت پلی‌یورتانی مورد استفاده در صنایع برودتی است، زیرا نشان‌دهنده توانایی فوم در تحمل نیروهای خارجی، فشارهای ناشی از مونتاژ و تنش‌های مکانیکی در طول عمر یخچال است. مقدار مناسب مقاومت فشاری در فوم‌های عایق یخچالی، علاوه بر حفظ یکپارچگی ساختاری، از تغییر شکل و کاهش عملکرد حرارتی سیستم جلوگیری می‌کند.
فوم تولیدشده از سیستم پلی‌ال Sanyol 3430 در ترکیب با ایزوسیانات مناسب و عامل فوم‌زای سیکلوپنتان، دارای مقاومت فشاری در محدوده 180-220 KPa است. این مقدار، نشان‌دهنده تشکیل یک ساختار سلولی پایدار با توانایی تحمل بار مکانیکی مناسب در کاربردهای یخچال و فریزر صنعتی است.
پایداری ابعادی فوم پلی یورتان سخت
یکی از ویژگی‌های کلیدی فوم‌های سخت پلی‌یورتانی، پایداری ابعادی است که میزان تغییر حجم یا جمع‌شدگی (Shrinkage) فوم را در شرایط مختلف دمایی و رطوبتی مشخص می‌کند. در فوم‌های یخچالی، تغییر ابعاد فوم می‌تواند باعث ایجاد فاصله بین لایه عایق و پوسته خارجی یخچال شده و در نهایت موجب کاهش راندمان حرارتی و افت عملکرد محصول نهایی شود.
ساختار سلول بسته، چگالی مناسب و کنترل دقیق فرآیند واکنش پلی‌ال و ایزوسیانات، نقش مهمی در کاهش تغییرات ابعادی فوم دارند. فوم حاصل از پلی‌ال Sanyol 3430 دارای پایداری ابعادی عالی بوده و میزان تغییر ابعاد آن پس از 72 ساعت کمتر از 0.5 درصد در دمای منفی 30 درجه سانتی‌گراد و کمتر از 0.9 درصد در دمای 80 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی 70 درصد گزارش شده است.
ضریب هدایت حرارتی فوم پلی یورتان
ضریب هدایت حرارتی یا k-factor یکی از مهم‌ترین معیارهای ارزیابی عملکرد عایق‌های حرارتی است و نشان می‌دهد ماده تا چه میزان در برابر انتقال حرارت مقاومت می‌کند. هرچه مقدار k-factor پایین‌تر باشد، عملکرد عایق حرارتی فوم بهتر خواهد بود.
بر اساس نتایج آزمون، فوم تولیدشده با سیستم Sanyol 3430 دارای ضریب هدایت حرارتی 0.022 W/mK است که این مقدار، عملکرد مناسب این محصول را برای استفاده در عایق یخچال‌ها و فریزرهای صنعتی و تجهیزات سرمایشی نشان می‌دهد.