平泡流水线发泡机混合室参数有:混合腔内径(直径)、混合腔长度、搅拌轴上钉齿数量及分布、混合室外套筒上钉齿数量及分布。 混合腔的内径在早年有8厘米~10厘米,现在的发泡机混合腔内径大多10厘米。混合腔的内径决定着发泡时搅拌轴转速。 发泡时原料在混合室停留的时间很短,假设混合腔是内径10厘总长度35厘米的柱状结构,那么空置时体积是: (10/2)?(10/2)?3.14?35=2747.5立方厘米 ≈ 2.75升
设搅拌轴等占混合腔总空间30%,则混合腔体积是2.75?70%≈1.93升
假设发泡流量PPG100,TDI 65,……每分钟总流量是165升
则发泡原料在理想状态下在混合室理论停留时间是大约是1.43秒,要在不到2秒时间把所注入的原料搅匀需要向反应体系做大量的功,这些功是靠搅拌轴高速搅拌来实现。
E=(1/2)×m×v×vn,这是大名鼎鼎的动能公式
当混合室内径增加10%,混合室内搅拌轴对应点的半径也增加10%,相同转速下该点线速度v增加10%,搅拌轴对反应体系做的功增加
〔(1.1×1.1)-1〕×100% = 21%
由于平方关系的存在,混合腔直径对搅拌轴速度影响巨大。通常混合腔直径10厘米且混合头长度一般时,发泡时搅拌速度在4000~4500转每分钟。而混合腔直径8厘米且混合头长度一般时,发泡时搅拌速度要在5000~5500转每分钟。同理,混合腔的长短也有类似的影响,不同密度的泡以及有些添加副料的泡对转速也有不同的选择。
发泡时机头转速过高会给泡孔的整合、发泡的稳定性、机器性能维护等带来诸多挑战,这也许是发泡机混合腔内径最终回归到10厘米的原因吧。
对于特殊发泡场合,发泡混合腔直径与发泡转速对比有些变化,但仍遵寻向反应体系做功适量的模式。比如全高压发泡机,由于各原料是射入混合室中并雾化,原料射入时的压强(背压)在几十个,本身具备较强动能。因此不需要借助搅拌向反应体系输入更多动能。
比如8厘米直径的混合腔用3000转每分钟发泡。由于原料雾化高压进入,发泡时前期乳化能力和原料粘度较强,14密度的摆发其沉降板可以调成斜线(非曲线)。由于转速与高压雾化,其反应模式与非高压发泡机不相同,配方设计也出现不同的设计空间。
发泡时最重要的部分是混合头,有些发泡机表面看着老旧,发起泡来没豆孔,泡孔又细腻。有的发泡机发泡时感觉很稳定,配方可调空间大。
发泡时机头转速、机头压力、注入空气量构成发泡操作有机整体。
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