Производство поролона своими руками

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 25.08.2024

За последние десятилетия появилось несколько новаторских разработок в сфере утилизации и вторичного использования поролона.

Материал представляет собой вспененный пенополиуретан (ППУ) и имеет широкую сферу применения.

По данным европейских экспертов, доля поролона составляет около 5 % в общей массе полимерных отходов, поэтому его переработка считается одним из наиболее перспективных направлений бизнеса.

Источники отходов и методы переработки

Основными источниками поролона вторичного вспенивания считаются:

  • в производственном секторе — обрезки и некондиционный материал;
  • в сфере потребления — отходы теплоизолирующих материалов, упаковки, автомобильных деталей, постельных принадлежностей, подложек под ковровые покрытия.

Из всех разработок последних лет наибольшее распространение получили регенерация энергии, химическая и механическая переработка.

Регенерация энергии

Этот способ подходит для уничтожения смешанных бытовых отходов с долей поролона до 20 %.

При этом ППУ не вызывает повышения зольности и выделения вредных газов. Сжигание проводят в цементных печах и пиролизных установках.

Химический способ

Деполимеризацию, или разложение на составляющие с меньшей молекулярной массой, проводят двумя способами:

Полученные в результате вещества — полиолы — служат сырьем для жестких и полужестких полиуретанов.

Массовая доля вторичного продукта при производстве составляет до 90 %.

Химическая переработка обеспечивает расщепление макромолекул с полным разрушением поперечных сшивок, однако работает только с однородными отходами с известным составом.

Механическая переработка

Механический рециклинг подразумевает дробление отходов и получение поролона вторичного вспенивания (ПВВ). Крошка из фабричных обрезков служит наполнителем в производстве эластомеров с хорошо прогнозируемыми свойствами.

ПВВ имеет массу применений:

  1. Мебель. Вторично вспененный поролон применяется для изготовления беспружинных матрасов. Из него делают бескаркасную мебель различных форм и размеров, а также рекламные подиумы.
  2. Спорт. ПВВ является основой для матов и ограждений. В зависимости от назначения (гимнастические, борцовские, детские, атлетические) применяют продукт с различной плотностью.
  3. Звукоизоляция. Помимо теплоизолирующих свойств материал отличается хорошим звукопоглощением. Из него делают виброизолирующие развязки для строительных конструкций, вентиляционного оборудования, акустические панели для обшивки стен зданий, кузовов автомобилей.
  4. Медицина. Вторичный поролон применяют для изготовления ортопедических оснований, кушеток, ковриков для антисептической обработки.

В отличие от первых двух способов, подразумевающих наличие сложного и дорогостоящего промышленного оборудования, большие объемы вторичного сырья, механическая переработка может вестись в условиях небольшого цеха в качестве бизнес-проекта.

Свойства материала

Свойства Первичный Вторичный
Кажущаяся плотность, кг/м 3 18 – 40 45 – 600
Условная прочность на разрыв, кПа 80 – 120 40 – 55
Относительное растяжение при разрыве, % 120 – 170 90 – 350
Напряжения при сжатии, кПа 2 – 4,5 9 – 100

Данные для таблицы взяты из рекламных материалов производителей.

Основное отличие вторично вспененного поролона от первичного – более высокая плотность. Это оказывает влияние на сферу применения.

К преимуществам первичного материала относят однородность по структуре и составу, более высокую прочность на разрыв.

Но с учетом того, что изделия из ПВВ работают исключительно на сжатие и имеют высокую износостойкость, спрос на материал оказывается высоким. Кроме того, вторичный поролон выдерживает удары, быстро восстанавливает свою форму после снятия нагрузки.

Дробилки для получения крошки

Первые представляют собой машины с одним или двумя валами, на которых есть зубья или резцы. Это мощные агрегаты, используемые также для измельчения твердых полимеров.

Для дробления поролона подходят только те валы, где зубья имеют переменный шаг. Основное преимущество валковых дробилок — возможность загружать отходы большой ширины.

К недостаткам относят высокие энергозатраты на изготовление 1 кг крошки, а также дороговизну оборудования для производства.

Аппараты такого типа выбирают крупные производители ППУ и изделий из него для переработки отходов контурной резки и некондиции.

Универсальные ножевые измельчители пользуются большей популярностью, поскольку стоят дешевле и при этом имеют высокую производительность. Однако из-за небольших габаритов приемных отверстий перед дроблением широкие куски поролона приходится разрезать на полосы.

По конструкции дробилка представляет собой барабан, внутри которого вращается вал с ножами. Чаще всего установки имеют прямой привод и вращаются с частотой 1000 — 3000 об/мин.

На внутренней поверхности барабана закреплены ответные (неподвижные) ножи, а часть его представляет собой сменную калибрующую сетку, которая регулирует размер фракции.

При выборе необходимо учесть, что в каталогах указана максимальная производительность дробилок, рассчитанная для идеальных условий эксплуатации. На практике на нее влияют габариты, плотность исходного сырья и квалификация оператора, выполняющего загрузку.

Он позволяет набивать сырье сразу в мешки или накопительный бункер для дальнейшей переработки.

В некоторых дробилках ножи и центробежный вентилятор пневмотранспорта насажены на один вал, что значительно снижает габариты конструкции.

Подобные конструкции, оснащенные двигателями 2,2 — 7,5 кВт, способны перерабатывать от 20 до 100 кг ППУ в час.

Технология производства и оборудование

Перерабатывающие предприятия чаще всего продают крошку производителям вторично вспененного поролона. Для производства готового продукта необходимы следующие компоненты:

  • полиол — высокомолекулярные спирты с гидроксильнымчислом 50 — 500 и молекулярной массой 400 — 3000 г/моль, являются основой для полиуретановой композиции;
  • изоцианат — отвердитель, инициатор полимеризации;
  • вода — вспенивающее вещество, пузырьки углекислого газа выделяются в результате ее реакции с изоцианатом.

Для стабилизации текучести смеси и времени полимеризации необходимо подобрать полиол с нужной молекулярной массой и изоцианат с соответствующей реакционной способностью.

Большинство производителей этих химических реактивов продают двухкомпонентные системы, готовые к смешиванию.

Для промышленного производства ПВВ они поставляются в бочках по 220 л.

Технология производства состоит из следующих этапов:

  1. Смешивание. Крошка подается в премиксер. Там происходит ее смешивание с полиолом (до полного смачивания поверхностей). При этом исходное сырье должно быть сухим. В миксер вторичного смешивания вводятся изоцианат и вспомогательные компоненты.
  2. Формовка. Смесь заливается в опалубку. Для предотвращения прилипания поверхности, контактирующие со смесью, покрывают полиэтиленовой пленкой. Полиуретан не прилипает к этому материалу.
  3. Полимеризация. После заливки смесь подпрессовывается до заданного объема и выстаивается. В это время происходит полимеризация жидких компонентов. На некоторых производствах готовый блок дополнительно выстаивается в течение суток после распалубки.
  4. Производство конечной продукции. Готовый блок распускают на плиты, листы, подвергают контурной резке, вырубке.

Видео по теме

На видео показаны устройство и принцип работы дробилки для поролона:

Заключение

Несмотря на то, что исследования и практическая работа в сфере производства вторично вспененного поролона ведутся уже более десяти лет, некоторые технологические ресурсы этого материала освоены не до конца.

Например, большинству производителей удалось добиться того, что ПВВ выдерживает больше циклов нагрузки, чем первичный ППУ, но далеко не все смогли наладить выпуск изделий с ровной и гладкой поверхностью.

Поролон (грамотнее - мягкий пенополиуретан, ППУ) производят в виде блоков (блочный) или различных форм (так называемый формованный ППУ, когда пена заливается в специальные формы).

Блочный поролон с последующей порезкой на станках контурной резки в виде деталей по своим физико-механическим свойствам лучше своих формованных аналогов. Кроме того, детали из блочного поролона «дышат», а формованные изделия покрыты коркой, которая не пропускает воздух.

Формованные изделия более экономичны и могут иметь различную стереометрию, в то время как станки контурной резки не позволяют вырезать из блочного поролона детали любой формы.

С точки зрения химических .

Поролон (грамотнее - мягкий пенополиуретан, ППУ) производят в виде блоков (блочный) или различных форм (так называемый формованный ППУ, когда пена заливается в специальные формы).

Формованные изделия более экономичны и могут иметь различную стереометрию, в то время как станки контурной резки не позволяют вырезать из блочного поролона детали любой формы.

С точки зрения химических компонентов поролон бывает сделанным на простых и сложных полиэфирах. Последний не может использоваться для производства мягкой мебели, поскольку разрушается под действием влаги.

реклама

При непрерывном способе производства сформировавшаяся пена движется по конвейеру. Это позволяет получать блоки различной длины вплоть до 60 метров. По своим свойствам блок однороден; может отличаться лишь пусковая часть блока - первые 1,5 м длины.
ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА.

Физико-механические свойства поролона отражают следующие характеристики: плотность, жесткость, воздухопроницаемость, размер ячейки, эластичность, остаточная деформация, прочность на разрыв, относительное удлинение.

Для высокоэластичных пен применяется еще два показателя: коэффициенты опоры и комфорта.

Плотность. Ее называют иногда кажущейся плотностью, поскольку в ячейках поролона находится еще и воздух - основная характеристика, во многом определяющая все остальные. Например, если мы говорим о стандартном поролоне плотностью 25 кг/м3, то напряжение сжатия будет находиться в пределах 3,4-3,5 кПа. Особенно важно, что в основном именно от плотности зависит срок использования поролона, и чем она выше, тем дольше срок его использования.

Нужно иметь в виду, что блок поролона неоднороден, поэтому измеряют плотность в различных точках по высоте среза, а потом определяют среднюю величину плотности.

Напряжение сжатия. Эта величина характеризует жесткость поролона и показывает согласно международному стандарту ISO 3386 DIN 5377, какую силу в кПа нужно приложить к образцу поролона, чтобы сжать его на 40%.

Отдельные производители искусственно повышают жесткость поролона, сознательно используя рецепты его получения с полузакрытой структурой (для такого поролона характерен треск при его нажатии). Однако после механического открытия ячеек, вследствие нажатия, поролон приобретает естественную более низкую жесткость.

Показатели прочности. К ним относятся предел прочности при разрыве и относительное удлинение при разрыве. Первый показывает усилие, а второй - растяжение, которые нужно достигнуть, чтобы образец порвался. Для стандартного поролона плотностью 25 кг/м3 эти величины составляют соответственно 120-140 кПа и 240-280%.

Эластичность. Эластичность поролона определяется по высоте отскока специального шарика после его свободного падения на образец поролона с определенной высоты. Очевидно, что чем жестче поролон, тем он менее эластичен.

реклама

Остаточная деформация. Это один из важнейших показателей качества поролона, характеризующий его способность сохранять свои размеры и форму в процессе эксплуатации. Для его определения образец поролона сжимают на 50%, и в таком состоянии он находится в течение определенного времени при определенной температуре и влажности окружающего воздуха. После прекращения воздействия у образца измеряют (в процентах) величину отклонения от его первоначальных размеров. Очевидно, что поролон с высокой остаточной деформацией нельзя использовать для изготовления сидений у мебели. Важно отметить, что чем выше плотность поролона, тем меньше его остаточная деформация.

Показатели комфортности. Их использование - показатель очень ответственного подхода производителя к своей продукции. К ним относятся коэффициент комфорта и коэффициент опоры. Первый характеризует приятное осязание на ощупь и мягкость поролона при малом сжатии, а коэффициент опоры - способность поролона лучше удерживать и распределять усилие, вызванное помещенной сверху большой нагрузкой.

Коэффициент комфорта = сила при 20% сжатии (кПа)/сила при 5% сжатии.

Коэффициент опоры = сила при 65% сжатии/сила при 25% сжатии.

Чем выше показатели комфортности, тем лучше поролон. Данные показатели применяются обычно для высокоэластичных марок поролона.
ТИПЫ ПОРОЛОНА.

При производстве мебели и матрасов используют следующие типы поролона: стандартные, повышенной жесткости и жесткие, мягкие, супермягкие, высокоэластичные, специальные (негорючие и вязкоэластичные).

Стандартные марки (ST) производятся на базе одного, так называемого стандартного полиола. Их жесткость целиком определяется плотностью. Для остальных типов используют как минимум два вида полиола. Изменяя соотношение составных частей в рецептуре, можно получить широкий спектр материалов с различными свойствами.

Поролон повышенной жесткости (EL) или жесткий (HL) получают, используя специальные виды полиолов. Мягкие и супермягкие марки поролона (HS) получаются путем применения специального полиола вместо стандартного или в дополнение к стандартному. Высокоэластичные марки (HR) производятся только на базе специальных полиолов, причем обычно используется комбинация из двух-трех.

В процессе производства высокоэластичной пены полученные блоки (так же, как и формованные изделия) должны быть через сутки прокатаны на специальном станке, чтобы вскрыть закрытые ячейки.

Негорючие марки получают, используя в рецептуре специальный порошок меламин, PHD-полиолы фирмы Bayer или специальные добавки - антипирены. Лучше результат по пожаростойкости дает меламин, но его применение ухудшает физико-механические свойства поролона.

Вязкоэластичные марки поролона нашли в последнее время широкое применение в матрасном производстве. Для их получения требуется не только специальные полиолы, но и специальные изоцианаты.

Маркируется поролон по типу, плотности и жесткости (например, марка EL2540 означает: поролон повышенной жесткости, плотность - 25 кг/м3, жесткость - 4 кПа).
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И РЕКОМЕНДАЦИИ.

Стандартные марки в мире сейчас постепенно вытесняются марками с улучшенными характеристиками. Но на нашем рынке стандарт по-прежнему занимает главенствующие позиции.

Важно помнить, что поролон плотностью 25 кг/м3 и ниже в Европе используется как упаковочный, в то время как на рынке СНГ он преобладает и зачастую используется мебельщиками.

Для спинок, подлокотников и подголовников может использоваться стандартный поролон плотностью 25-30 кг/м3, а для сидений и матрасов можно применять материал с плотностью выше 30 кг/м3.

реклама

Поролон повышенной жесткости плотностью 25-30 кг/м3, в отличие от стандартных марок, может использоваться при изготовлении сидений и матрасов с учетом планируемых на них нагрузок (от 60 до 80 кг). При плотности свыше 30 кг/м3 ограничений по нагрузке нет, но такой поролон лучше использовать в сочетании со смягчающим настилом из марок HS.

Тут нельзя не сделать одно важное замечание. Дело в том, что производителям мебели и матрасов стран СНГ поролон поступает обычно в упакованном виде, сжатом по объему в 4-6 раз. После распаковки и раскрутки рулона он существенно теряет в качестве (например, качественный поролон марки EL2540 после раскрутки имеет жесткость 3,2 кПа вместо 4 кПа, а некачественный еще меньше). Поэтому в странах Западной Европы поролон не сжимают при транспортировке.

Марки мягкого и сверхмягкого поролона (наиболее распространенные HS2520, HS3030, HS3530) широко применяются для изготовления спинок в мягкой мебели и настилочного материала у матрасов. Кроме того, марка HS3530 самостоятельно используется для изготовления сидений, а сверхмягкие марки - при изготовлении чехлов для поролоновых подушек.

Высокоэластичный поролон используется для изготовления дорогой мебели. Для обеспечения максимальной комфортности своей продукции производители мягкой мебели и матрасов часто используют принцип многослойности: в качестве верхнего настилочного слоя они используют марку с высоким показателем коэффициента комфорта, а внизу марку с высоким коэффициентом опоры.

Несмотря на относительную дороговизну, высокоэластичные марки с каждым годом находят все большее применение: во Франции их производство достигло 30% от общего объема производимого в стране поролона.

Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен или telegram-канал @overclockers_news - это удобные способы следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.




Покупка нового поролонового матраса может обойтись вам очень дорого. Так зачем же переплачивать, если такой матрас можно изготовить самостоятельно? Вашему вниманию представлен мастер-класс, который поможет вам своими руками сделать из ткани и поролона матрас. Он может послужить отличным декором для вашего дома.


Какой поролон подходит для изготовления вашего матраса лучше всего

Широко известным базовым материалом, который помогает изготовить матрас в домашних условиях, является поролон (пенополиуретан). Не думайте, что данный материал представлен только в одном виде. На сегодняшний день на прилавках специализированных магазинов существует великое множество разновидностей поролона. Каждый отличается от другого своей прочностью, эластичностью, мягкостью и износостойкостью. Для того чтобы подобрать поролон для изготовления матраса, вы должны обратить внимание на его эластичность в первую очередь. Во-вторых, поролон должен быстро восстанавливать свою первоначальную форму. Обращайте всегда внимание на плотность пены.


Какие марки резиновой пены использовать лучше всего для производства матрасов

Для производства матрасов лучше всего использовать:

  • ST - это стандартный наполнитель. Его используют для изготовления детской мягкой мебели.
  • EL обладает высокой жесткостью. Он может выдержать нагрузку до ста килограммов. Такой поролон стоит очень дешево. Он прослужит вам не больше пяти лет. Самым износостойким из этой серии является EL2842. Изделия, изготовленные из таких материалов, могут прослужить вам даже дольше десяти лет.
  • HR и VE - это самый высококачественный поролон. Его используют для изготовления элитной и дорогостоящей мебели. Ведущие специалисты, занимающиеся производством постельных принадлежностей, рекомендуют эту марку. Такой поролон достаточно мягкий и эластичный.

Прежде чем выбрать поролон для изготовления матраса в домашних условиях, необходимо проверить этикетку, в которой четко и ясно указывается тот наполнитель, благодаря которому был изготовлен поролон. Его характеристики должны четко соответствовать стандартам.


Как сделать поролоновый матрас

Первым делом вам необходимо определиться с тем, где будет использоваться готовый продукт. Если вы хотите изготовить матрас для кровати, на которой вы будете спать, то вам необходимо помимо поролона купить еще и пружинный блок. Рассчитайте ваши денежные средства еще и на этот материал. Если вы хотите сделать матрас для дивана в гостиную, к примеру, то приобретайте один лишь поролон.


Список необходимых материалов и инструментов

Для того чтобы изготовить матрас своими руками, необходимо подготовить все нужные материалы и инструменты.

  1. Толстая пена из полиуретана. Она нужна для изготовления каркаса матраса. Внутри этой пены как раз и будет расположен наполнитель. Подобная конструкция увеличит срок службы поролонового матраса.
  2. Для того чтобы создать поролоновый матрас, можно приобрести отдельные куски наполнителя.
  3. Клей нужен для того, чтобы соединить каркас с самим наполнителем. Клей необходимо покупать для склеивания поролона. Обычный здесь точно не подойдет. Чтобы лучше клей наносился на поверхность, используйте специальный пистолет. Не переживайте, такой клей не обладает никакими запахами. Он абсолютно безвредный для вашего организма, поэтому можно и не надевать маску во время работы.
  4. Ткань лучше выбирать натуральную и плотную. Отлично подойдет лен, вискоза или хлопок.
  • рулетка;
  • ножницы;
  • острый нож для резки наполнителя;
  • швейная машина (ручная или электрическая).


Технология изготовления

После того как мы подготовили все необходимые материалы и инструменты, можно приступать к работе.

  1. Первым делом возьмите рулетку и измерьте кровать, а затем сделайте все необходимые мерки для будущего матраса.
  2. Для того чтобы изготовить каркас, сделайте специальный короб. Он не позволит конструкции смещаться взад и вперед. Толщина самого короба должна варьироваться от пяти до десяти сантиметров. Изготавливаем короб в виде прямоугольника и склеиваем стыки вместе с помощью специального клея.
  3. А теперь необходимо положить в короб и сам наполнитель. Если вам удалось купить цельный наполнитель, то просто сделайте его необходимых размеров и вставьте в короб. Если вам посчастливилось купить куски, то вставьте куски в каркас. Поролон должен быть толщиной от десяти до пятнадцати сантиметров.
  4. Если вы хотите объединить разные виды наполнителей, вам на этом этапе работы будет намного труднее. Если вы хотите избежать того, чтобы матрас катался по поверхности взад и вперед, то лучше склейте хорошенько слои поролона между собой.
  5. Если вы хотите использовать тонкую прорезиненную пену, то вам будет попросту трудно найти ее в продаже. Если вы найдете такую, то толщина ее должна составлять не более пяти сантиметров.

Лучше базу изготавливать из цельных элементов, а не из кусков.


Пошив

А теперь пришло время сделать матрас красивым. Для этого понадобится обязательно ткань, швейная машинка, нитки, ножницы и прочие швейные принадлежности. Измерьте еще раз ширину, высоту и длину вашего матраса. Оставьте припуски со всех сторон на ткани.

Чехол должен не только придавать готовому изделию красивый и благородный вид, он должен еще и обеспечить дополнительную прочность. Если вы изготавливаете матрас в одиночку, то вам будет очень трудно, особенно на этом этапе работы. Не постесняйтесь и попросите о помощи кого-то. Не забудьте пришить молнию к чехлу.

Важно знать: чтобы изготовить чехол на матрас, используйте только натуральные ткани. Это необходимо для того, чтобы матрас не вызвал у вас аллергических реакций.

Если вы заметили, то магазинные матрасы не обладают съемным чехлом. Для того чтобы ваш матрас был в постоянной чистоте, вам необходимо будет сшить дополнительный съемный чехол и периодически его стирать.

Все материалы при изготовлении матраса могут издавать неприятные запахи, которые остались еще с производства, поэтому лучше проветрить матрас на свежем воздухе.

Каждый из вас может изготовить такой матрас. Даже ортопедический очень легко изготовить своими руками с использованием пружин.

Читайте также: