Nhiệt độ và độ ẩm ảnh hưởng thế nào đến phản ứng và chất lượng Foam PU?
Foam PU (Polyurethane Foam) là vật liệu có mặt ở hầu hết các ngành công nghiệp hiện đại — từ cách nhiệt, bảo ôn, đến đệm mút và chống cháy. Tuy nhiên, chất lượng foam không chỉ phụ thuộc vào công thức hóa học mà còn bị chi phối mạnh bởi nhiệt độ và độ ẩm trong quá trình phản ứng. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu sâu hơn về cách hai yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến phản ứng tạo bọt, cấu trúc ô tế bào và tính năng của foam PU.
1. Foam PU là gì? Tổng quan về quá trình hình thành bọt polyurethane
Foam PU (Polyurethane Foam) là sản phẩm phản ứng hóa học giữa Polyol và Isocyanate (MDI hoặc TDI), có sự tham gia của chất xúc tác, chất tạo bọt và chất chống cháy. Phản ứng này tạo ra mạng lưới polymer 3 chiều với hàng triệu ô khí nhỏ (cell) – chính là “bọt” foam mà ta thấy trong tấm panel PU, bình bảo ôn hoặc ghế sofa.
- ✅ Thành phần chính: Polyol, Isocyanate MDI.
- ✅ Tỷ lệ trộn: 1 : 1.2 – 1.25 (tính theo khối lượng).
- ✅ Nhiệt độ phản ứng tiêu chuẩn: 27–30°C.
- ✅ Thời gian tạo kem: 10–20 giây.
- ✅ Thời gian liên kết hoàn chỉnh: 80–120 giây.
- ✅ Mật độ foam (tỷ trọng): 30–45 kg/m³ (tuỳ sản phẩm).
2. Cơ chế phản ứng và vai trò của nhiệt độ, độ ẩm
Khi hai thành phần Polyol và Isocyanate được trộn với nhau, phản ứng tỏa nhiệt mạnh mẽ, tạo ra khí CO₂ và sinh bọt. Quá trình này gồm hai phản ứng chính:
- Phản ứng tạo urethane: Isocyanate + Alcohol → Urethane (tạo mạng lưới polymer bền chắc).
- Phản ứng tạo khí CO₂: Isocyanate + Nước → Carbamic acid → CO₂ + Amine (hình thành các ô bọt khí).
👉 Chính phản ứng thứ hai phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ và độ ẩm. Nếu không kiểm soát tốt, foam sẽ nở quá mức, co rút, biến dạng hoặc rỗng ruột.
📌 Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ phản ứng của Isocyanate và Polyol. Khi nhiệt độ quá thấp, phản ứng chậm → bọt không nở đủ. Ngược lại, nếu quá cao → phản ứng quá nhanh, foam “cháy”, cấu trúc ô tế bào bị phá vỡ.
📌 Ảnh hưởng của độ ẩm
Độ ẩm là con dao hai lưỡi: cần thiết để tạo CO₂ giúp nở foam, nhưng nếu vượt ngưỡng cho phép, hơi nước dư sẽ tạo bọt khí lớn, làm foam rỗ, kém bền và giảm cách nhiệt. Ngoài ra, độ ẩm cao còn khiến Isocyanate phản ứng ngoài ý muốn, sinh khí sớm – gây foam nở không đồng đều.
3. Các ngưỡng nhiệt độ & độ ẩm tiêu chuẩn trong sản xuất foam PU
| Yếu tố | Ngưỡng tiêu chuẩn | Ảnh hưởng khi vượt ngưỡng |
|---|---|---|
| Nhiệt độ nguyên liệu | 18 – 25°C | Dưới 15°C: phản ứng chậm. Trên 35°C: foam nổ nhanh, cấu trúc kém. |
| Nhiệt độ môi trường | 25 – 30°C | Quá thấp: foam không nở đủ. Quá cao: foam cháy bề mặt, co rút khi nguội. |
| Độ ẩm nguyên liệu | ≤ 0.05% | Foam rỗ, tạo bọt to, giảm tỷ trọng và cách nhiệt. |
| Độ ẩm không khí | 45 – 60% | <40%: bọt không đều. >70%: phản ứng sủi khí mạnh, foam rỗng ruột. |
4. Dấu hiệu nhận biết foam PU bị lỗi do nhiệt độ hoặc độ ẩm
Trong thực tế sản xuất, kỹ thuật viên có thể nhận biết nhanh các lỗi foam do điều kiện môi trường chưa đạt chuẩn qua hình thái bọt và tỷ trọng vật liệu:
- ❌ Foam bị rỗ / bọt khí lớn: do độ ẩm quá cao → sinh nhiều CO₂.
- ❌ Foam cháy cạnh hoặc sụp lõm: do nhiệt độ phản ứng quá cao → cấu trúc cell bị phá hủy.
- ❌ Foam không nở đủ: do nguyên liệu lạnh hoặc trộn chưa đủ tốc độ.
- ❌ Foam mềm, thiếu đàn hồi: phản ứng incomplete do ẩm thấp hoặc tỷ lệ trộn sai.
- ✅ Foam đạt chuẩn: bọt nhỏ mịn, phân bố đều, không xẹp sau 24 giờ, tỷ trọng ổn định 35–45 kg/m³.
5. Biện pháp kiểm soát nhiệt độ & độ ẩm để tối ưu chất lượng foam PU
Để đảm bảo foam đạt chuẩn công nghiệp, các nhà máy và xưởng sản xuất cần tuân thủ chặt chẽ quy trình kiểm soát môi trường và nguyên liệu như sau:
- 🌡️ Bảo quản nguyên liệu: Đặt thùng Polyol và MDI trong kho kín, nhiệt độ ổn định 20–25°C, tránh ánh nắng trực tiếp.
- 💧 Kiểm soát độ ẩm: Sử dụng máy hút ẩm công nghiệp để giữ độ ẩm dưới 60%, đặc biệt khi thi công tại miền Bắc mùa nồm.
- ⚙️ Kiểm tra định kỳ: Dùng máy đo độ ẩm mẫu Polyol và không khí trước khi trộn.
- 🧪 Điều chỉnh tỷ lệ trộn: Khi nhiệt độ thấp, có thể tăng nhẹ tỷ lệ Isocyanate để bù phản ứng chậm.
- 🧰 Vệ sinh thiết bị: Loại bỏ hoàn toàn keo hoặc foam cũ dính trong ống bơm để tránh phản ứng chéo.
- 📊 Giám sát phản ứng: Ghi lại thời gian tạo kem, thời gian nở, độ cao bọt để đối chiếu tiêu chuẩn mỗi mẻ.
6. Ảnh hưởng lâu dài của nhiệt độ & độ ẩm đến chất lượng foam PU thành phẩm
Ngay cả sau khi foam PU đã hoàn thiện, môi trường lưu trữ và nhiệt độ sử dụng vẫn ảnh hưởng đến độ bền, độ nén và khả năng cách nhiệt của vật liệu. Nếu bảo quản sai điều kiện, foam có thể bị:
- 🧱 Co rút thể tích: do tiếp xúc với môi trường có độ ẩm cao hoặc thay đổi nhiệt độ đột ngột.
- 💧 Thấm nước: nếu lớp màng bảo vệ chưa kín, làm giảm khả năng cách nhiệt.
- 🔥 Giảm khả năng chống cháy: nếu foam bị oxy hóa hoặc mất phụ gia chống cháy sau thời gian dài.
- ♻️ Thoái hóa polymer: nhiệt độ lưu trữ vượt 40°C có thể làm liên kết urethane yếu đi, giảm đàn hồi.
7. Ứng dụng khác của Foam PU
Ngoài các ứng dụng thường thấy như chống cháy, cách âm, cách nhiệt trong các công trình xây dựng:
Pu foam còn có thể được dùng trong các công trình nghệ thuật, nội thất trang trí:
8. Kết luận: Kiểm soát môi trường – yếu tố sống còn cho chất lượng Foam PU
Foam PU là vật liệu có tính nhạy cảm cao với môi trường sản xuất. Chỉ cần sai lệch vài độ nhiệt hoặc vài phần trăm độ ẩm cũng có thể làm thay đổi toàn bộ cấu trúc bọt, dẫn đến chất lượng không ổn định. Vì vậy, kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm là yếu tố bắt buộc trong mọi nhà máy sản xuất foam hiện đại.
Với nhiều năm kinh nghiệm cung cấp Polyol – Isocyanate – Keo PU OVAL-K và giải pháp sản xuất foam PU toàn diện, Oval Việt Nam cam kết đồng hành cùng khách hàng trong việc tối ưu quy trình – đảm bảo chất lượng – tiết kiệm chi phí.
📞 Liên hệ nhận báo giá ưu đãi và tư vấn trực tiếp!
Oval Việt Nam là nhà cung cấp phụ kiện cửa chống cháy chính hãng, đạt tiêu chuẩn, giá cạnh tranh.
- Hotline: 090 1234 606
- Email: contact@oval.vn
- Website: www.oval.vn
Nhận tư vấn miễn phí & báo giá nhanh cho phụ kiện cửa chống cháy Oval.
