聚氨酯和软工具

Azom谈论Mitch Johnson，博士，普通塑料制造公司高级技术总监，关于聚氨酯的许多应用和益处，特别是对于软工程。

您能否简要介绍一般塑料以及它如何参与聚氨酯行业？

一般塑料在70多年来一直在商业，我们已经在塔科马，瓦片整个时间。我们制造刚性和柔韧的泡沫，包括模压泡沫零件和机加工零件。我们一直在制造多年来几十年的聚氨酯泡沫。

您能否介绍聚氨酯和您使用的不同类型？

聚氨酯是一个令人难以置信的多功能工业产品的家庭，大多数人每天都使用这些产品。为了制备聚氨酯泡沫，可以将异氰酸酯混合，在这种情况下，配制的多元醇，使它们在室温下聚合以形成细胞塑料。这是一个需要很少的能量并且可以利用可再生资源的过程。

聚氨酯在柔性泡沫中使用很多，但涂料也是巨大的应用。它们可以是非常灵活的，非常坚韧的材料和氨基甲酸酯的配方能力真的是无穷无尽的。亚博网站下载有很多组合可以放在一起实现不同的属性。

我们制造了许多刚性泡沫，我们认为是一种高密度刚性泡沫制造商。我们确实制作了大约三和四个PCF（每立方英尺磅）泡沫，但我们在10到40 PCF范围内做了很多。在工业中，这被认为是高密度的聚氨酯泡沫。

哪些行业通常使用聚氨酯?

最大的刚性聚氨酯泡沫的工业是绝缘体，包括喷雾泡沫，用于绝缘壁，冰箱，冷却器以及汽车应用。

我们更多的是一个利基产业，迎合了工具和核心材料。亚博网站下载例如制作夹层板，其中有一层玻璃纤维或碳纤维，然后是一层泡沫，然后是相同碳纤维的层或玻璃纤维在相对侧。该材料将大得多，重量和重量更强，而不是所有碳纤维的固体片的重量和更轻。在我之前触动之前，我们最大的市场之一是航空航天行业，其中力量和重量轻的是成功的关键。

与某些传统材料相比，与某些传统材料相比，在这些应用中使用聚氨酯的益处是什么？亚博网站下载

传统上，刚性聚氨酯泡沫可以被认为是合成木材。木材是一种非常强大的材料，但它带来了大量的水分，并且密度，强度，树脂含量和衰变的可能性会随着时间的推移可能存在大量的变化。

我们制作的硬质聚氨酯泡沫是封闭的，所以它不吸收水分，不支持微生物或真菌的生长，如果不受紫外线的照射，它会永久保存。如果设计得当，聚氨酯泡沫芯将在零件的使用寿命内保持其性能。

一般塑料通常如何制造这些泡沫以及您在该地区的独特如何？

当然，这些都是私有信息，我们有特殊的制造流程，但我认为我们想要传达的是，我们是一家垂直整合的公司。我们引入基本的原料，并制定出我们自己的配方。

我们还能够在批处理上定制事物 - 这是我们的优势之一，能够为客户开发和制造小型，短期的馒头库存或纸张产品。我们有一个非常快的转变，具有类型的项目。

你能突出什么工具板是什么，你特别制作什么工具板？

一般来说，工具基本上是用来制造复合材料或热成形零件的模具或形状。我们的聚氨酯工具是一种低成本，快速制造这些工具的方法。

Traditionally, those tools have been made out of wood or metal, but with urethane you’re able to get a much more dimensionally stable material than with wood, and obtain much tighter tolerances over time, because wood of course is very sensitive to environmental conditions such as heat and moisture.

您可以从聚氨酯加上这些非常复杂的形状，我们的工具板能够保持非常锋利的边缘并保持公差。我们的材料上的残余压力也很低 - 它们不会翘曲并在您身上移动。亚博网站下载

大多数聚氨酯被设计为在相当低的温度下使用，例如室温下典型的“湿铺应用”，或低温固化预浸料。所以在过去的几年里我们一直在研究泡沫聚合物用于更高温度的过程。这允许使用更广泛的复合基体树脂和固化要求。

您是否可以更详细地详细介绍为什么您将在金属工具上使用软工具？

最大的司机是项目成本。加工或塑造铝制工具是非常昂贵的耗时，这也是做一个非常大的铝制工具的挑战，因为你总是有接缝可以带来，然后你有可能真空泄漏。

此外，如果你只打算做1-4个部分，使用像inar这样的金属材料将是非常昂贵和耗时的。这就是软工具的用途，因为你可以很快地加工它，密封它，然后把它的一部分拉下来。这使得它在原材料方面比一般使用铝或金属工具成本低得多。亚博网站下载然而，泡沫工具通常不能保持INVAR工具所能保持的非常紧的公差，这总是需要权衡的。金属工具通常用于较大的部分运行，由于耐用性和可重复性。

为什么治愈时间是成功的关键?

用于加工的聚氨酯泡沫通常在20到50 PCF之间，它们是比铝更好的绝缘体。铝当然可以导热(比20pcf多4000倍的PU泡沫)，所以你可以从复合材料的两面得到固化，你也可以更快地冷却它。

聚氨酯泡沫是良好的热绝缘体，因此该部件仅通过暴露于热空气的侧面看到热量。因此，消除部分需要更长的时间，因为您通常必须斜坡较慢的温度较慢并更长时间才能实现复合部件的适当固化。

在查看“冷却”方面时，泡沫在外表面上比内部更热。这使得泡沫在泡沫的外表面上扩展更多。当烤箱或高压釜开始冷却时，泡沫的外壳比表面下方的暖泡沫开始快。这是由于泡沫的低导热率。如果冷却太快，外表面可以裂开需要修理。

选择使用泡沫作为工具基板的工程师需要考虑热膨胀，以及在泡沫中移动热量的能力。我们通常建议请求一个小型测试块泡沫，我们首先运行一些快速测试，以验证您想要使用的固化循环，这是验证计算的最佳方法。

展望未来，在加工或聚氨酯方面有什么进展吗?

几年前，我们开始销售称为FR-4700的产品，该材料由高温树脂制成，可以处理先进复合部件所需的高温固化循环。市场上有很少的其他产品，价格低成本，快速加工，易于使用。

通过该产品，复合工具可以由使用BMI基质树脂的整体泡沫母包制成。

所以在路上，我们正在进行的道路正在降低热膨胀并增加导热率，​​使工具更真实到所需的最终形状，因此可以计算较少的补偿。导热率的这种增加也将缩短循环时间。这就是普通塑料在未来的成本低，软工程中具有更多金属状的特性的地方。

总而言之，我们的优势之一是能够调整泡沫的性能以达到预期的工艺结果。这也是我们希望鼓励客户不断提出的要求。如果他们需要的流程不太适合当前的产品，我们可以讨论一下他们真正需要的流程是什么，并与他们一起开发这个流程。

关于米切尔约翰逊

博士，博士，博士，普通塑料制造公司高级技术总监，拥有超过15项专利。在这一角色中，他领导了新产品开发，推动了公司的先进材料和流程的持续改进。亚博网站下载负责公司的研发集团，米奇监督一支化学家和技术人员，并与客户合作，创建满足特定要求和应用的产品。米奇于2008年从3M公司加入了一般塑料。

作为一名产品开发者，他创造了许多涂料、保护材料和泡沫。亚博网站下载他在犹他大学获得博士学位，进行有机化学领域的论文工作，并在洛斯阿拉莫斯国家实验室进行博士后研究，在那里他研究有机金属镧化学。