Детали, полученные из наполненных полипропилена и полиэтилена, отличаются большими изотропностью и точностью размеров, чем из нена-полненных аналогичных материалов.
Опытное внедрение технологии изготовления деталей мебели из наполненной композиции на основе полиэтилена и полипропилена осуществлено на МПФО «Мосфурнитура». Экономический эффект составляет в среднем 0,25 тыс.р. на 1т композиции.
НАСТИЛОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Для производства мягкой мебели в настоящее время широко применяются материалы на основе газонаполненных полимеров, которые по своим эксплуатационным и технологическим свойствам не уступают, а в большинстве случаев превосходят ранее применявшиеся традиционные материалы. Для изготовления мягких элементов мебели в основном применяются пенорезина (губчатая резина из латекса), пенополиуретан на основе сложных полиэфиров (поролон) и на основе простых полиэфиров (ППУ). Широкое внедрение этих материалов позволило не только улучшить архитектурно-художественные формы мебели, но и создать экономичные по материало - и трудоемкости конструкции изделий, улучшить условия труда, повысить культуру производства мягкой мебели.
Современные модели мягкой мебели комфортабельны, включают детали сложной конфигурации, четкость форм которых обеспечивается применением формованных эластичных элементов из пенополиуретана на простых полиэфирах и пенорезины.
Широко стали применятся беспружинные элементы, в процессе изготовления которых не используется пружинный блок, что резко снизило трудозатраты и дало большую экономию металла, расширились возможности механизации процессов производства мягкой мебели.
ПЕНОРЕЗИНА
Изготавливается предприятиями химической промышленности из натурального («квалитекс») и синтетического бутадиен-стирольного латекса (СКС-С), отличающихся высоким содержанием сухого вещества (60....70%), хорошей текучестью и низким поверхностным натяжением.
Смеси для изготовления пенорезины содержат вспенивающий агент (20%-ный раствор калиевого мыла олеиновой кислоты или 35....40%-ный раствор аммониевого мыла синтетической жирной кислоты), вулканизирующую систему (серу, ультраускорители вулканизации - меркаптобен-зтиазолят и диэтилдитиокарбомат цинка), желатинизирующие агенты (дисперсию Na2SiF6, 10....20%-ный раствор хлористого аммония, окись цинка). Для получения более равномерной структуры пенорезины в латексную смесь обычно вводят вторичные желатинизирующие агенты (ди-фенилгуамидин, соли четвертичных пиридиновых или аммониевых оснований, амины и др.). Кроме того, в нее добавляют наполнители (каолин, мел, тальк и т.п.) и пластификаторы (вазелиновое масло).
В мировой практике применяются два способа изготовления губчатых резин из латексов (пенорезин): способ фирмы «данлоп» и способ Талалая. Эти способы различаются в основном методами получения латексной пены и её желатинизации и вулканизации. Физико-механические показатели пенорезин, получаемых этими способами, также несколько различны.
Губчатые резины выпускают в виде блоков пластин различных размеров или в виде формованных изделий. Блочную пенорезину изготавливают на оборудовании непрерывного действия, в котором латексную пену заливают на движущийся конвейер, пропускают через профилирующие устройства, а затем желатинизируют и вулканизируют.
Формованные изделия изготавливают в специальных формах. При формовании изделий по способу «Данлоп» проводят механическое вспенивание латексной смеси с соотношением воздушной и жидкой фаз (кратностью пены) примерно 4:7, вводят желатинизирующие добавки, заполняют пеной формы с последующей желатинизацией и вулканизацией в среде насыщенного пара или горячего воздуха при температуре 130 — 140°С.
При формировании изделий из пенорезины по способу Талалая проводится механическое вспенивание латексной смеси до кратности пены 2:3, после чего в неё вводят желатинизирующий агент и заливают в форму, заполняя лишь часть её объема. Затем в форме создают вакуум, в результате чего пена расширяется и заполняет форму. После этого пену замораживают при температуре -20°С и коагулируют углекислым газом. Образовавшийся пенистый гель нагревают и вулканизируют.
Пенорезину выпускают с перфорацией и без перфорации, причем диаметр перфорации в пенорезине, изготовленной по методу «Данлоп» должен быть не больше 45 мм., а по методу Талалая - не больше 3 мм. В связи с тем, что пенорезина содержит на 90.. ..95% сообщающиеся поры, она обладает хорошей воздухопроводностью, что имеет большое значение при применении её в качестве настилочного материала при производстве мягкой мебели.
Основные физико-механические показатели пенорезины, полученной по методу «Данлоп», приведены ниже.
Твердость. МПа......................................................... 0.003... .0,016
Кажущаяся плотность, г/кв.см.................................. не более 0,10...0,12
Эластическое восстановление, %.............................. не менее 81,0
Предел прочности при разрыве, Н/кв.м.................. не менее 0.294'10
Остаточная деформация после многократного сжатия % не более 5.0
Влажность, %............................................................. не более 5.0
Коэффициент старения по твердости........................ 0.9. ...1.4
Кажущаяся плотность пенорезины по методу Талалая - не более 0,03*...0,08 кв.см.
Таким образом, показатели твердости изменяются в широких пределах и полностью удовлетворяют требованиям мебельной промышленности. Для более эффективного использования пенорезины и повышения комфортабельности изделий мягкой мебели рекомендуется выбирать пенорезину по плотности в зависимости от функционального назначения элементов. Так, рекомендуется применять при изготовлении боковин и спинки кресла пенорезину, изготовленную по способу Талалая с кажущейся плотностью 0,03... .0,06 г/куб.см, при изготовлении сидений - 0,08 г/куб.см.
При формировании изделий из пенорезины, получаемой по методу «Данлоп», допускается усадка до 20%, что приводит к значительным отклонениям заданных размеров изделий. В связи с тем, что величина усадки пенорезины в различных партиях колеблемся в значительном диапазоне, габарит формы невозможно обосновать. Поэтому на практике получают изделия то меньше, то больше требуемых размеров, что приводит к необходимости дополнительных трудовых и материальных затрат при изготовлении изделий мебели. Отклонение размеров при формовании изделий из пенорезины, полученной по методу Талалая, не превышает 5%.
Недостатком пенорезины, получаемой по методу «Данлоп», является её высокая гигроскопичность и устойчивый неприятный запах. У губчатой резины, изготовленной по методу Талалая, эти недостатки выражены в значительно меньшей степени.
В связи с тем, что по физико-механическим и эксплуатационным свойствам пенорезина, полученная по методу Талалая, превосходит пенорезину, изготовленную по методу «Данлоп», и приближается к пенополиуретану на простых полиэфирах, в США и странах Западной Европы свыше 90% объема пенорезины, применяемой в производстве мебели изготавливается по методу Талалая. В отечественной мебельной промышленности из объема потребляемой пенорезины на долю пенорезины, полученной по способу Талалая, приходится примерно 10%.
ЭЛАСТИЧНЫЕ ПЕНОПОЛИУРЕТАНЫ
Пенополиуретаны являются наиболее распространенными и технологичными пенопластами. Мировое потребление их в 1985 году составило
4,2 млн.т, в том числе в Западной Европе 2,8 млн.т. пенополиуретаны разработаны и начали применяться сравнительно недавно: жесткие - в конце 40-х, эластичные -- в середине 50-х годов; в настоящее время они широко применяются во многих отраслях промышленности, особенно в автомобиле- и самолетостроении, в мебельной промышленности и др.
Свойства пенополиуретанов определяются в основном рецептурой и способом получения. Прочностные показатели эластичного ППУ зависят от плотности материала, размера и формы ячеек.
Процесс образования пенополиуретановой системы проходит в результате протекающих одновременно двух реакций: желатинизации
О О
OCN - R - NCO + НО - R' - ОН [ - О - R' - С - NHR - NYC]
и вспенивания
О О
OCN R - NCO + Н2 [NH - С - NH - R - NH - С] + СО2.
Качество пенополиуретана зависит от протекания этих реакций, интенсивность которых должна быть примерно одинаковой. Если доминирует реакция вспенивания, то образующаяся пена вспенивается до того, как произойдет её желатинизация, и снижается прочность полученного материала. Если желатинизация происходит более интенсивно, образуется плотная пена, склонная к усадке.
Полиэфиры, входящие в состав полиуретановых композиций, обладают поверхностно-активными свойствами и значительно различаются по активности в зависимости oт функциональности - молекулярного веса, содержания гидроксильных групп. Свойства полиэфиров оказывают большее влияние на желатинизацию системы, чем на вспенивание. Например, изменение содержания гидроксильных групп в полиэфире на 10% значительно изменяет скорость желатинизации при образовании эластичных пенополиуретанов, тогда как скорость вспенивания не меняется.
Функциональность изоцианатов (содержание изомеров, кислотность) влияет как на скорость желатинизации, так и на скорость поднятия пены. Потом при разработке рецептур пенополиуретановых композиций учитывается реакционная способность полиэфиров и изоцианатов, и они применяются в таких соотношениях, которые обеспечивают равномерность протекания реакций желатинизации и вспенивания.
Для получения эластичных пенополиуретанов применяют простые и сложные полиэфиры, изоцианаты, катализаторы, поверхностно-активные вещества, вспенивающие агенты и другие добавки. В данной работе описаны полиуретаны па простых полиэфирах, как наиболее перспективные пастилочные материалы.
В качестве катализаторов при производстве эластичного ППУ на простых полиэфирах холодного формирования применяют в основном соединения олова (октоат олова), которые обеспечивают протекание реакций в направлении образования полиуретанов, ускорение реакции между изо-цианатами и концевыми гидроксильными группами простых полиэфиров по отношению к реакциям между изоцианатами и водой. При этом катализаторы более эффективно подавляют конкурирующие реакции при низких температурах, т.е. в начале экзотермического процесса. Для регулирования скорости вспенивания и высоты подъема пены к октоату олова добавляют третичные амины.