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一、引子

慢回弹海绵自2000年前后进入我国后，无论技术提升还是原料供应，都得到了长足的发展。当年有许多企业抓住了机会，也获取了相当丰厚的利润。慢回弹海绵技术日益成熟了，市场需求却江河日下，慢回弹海绵已经不是热点产品了，同行的关注力也大大下降了，关于慢回弹海绵技术的讨论也日渐减少了。冷清之时，笔者抛个务虚短文，用以打发疫情导致的百无聊赖。

二、慢回弹海绵特征

慢回弹海绵的典型特征就是：当给它施加和撤销外力时，其形变过程与复原轨迹不像普通绵那样几乎瞬时、同步响应。尤其是还原时，它是从受力核心点的最外边缘起，由外向里逐步恢复，受力核心点最后恢复完成。人们依据慢回弹海绵的这个特性，开发出了许多缓冲制品、垫材，工艺品。

慢回弹海绵的这个特性能把不规则形状物体施加给它的压力分散平均，因此有零压力绵的叫法。同时，弱的反弹力能保持外物压在海绵上形成的几何形状，也才有记忆绵的别称。

三、慢回弹海绵的形成机理

众所周知，海绵是由聚醚多元醇和异氰酸酯为主料，再添加必要的助剂制成。

一般情况下，使用分子量比较大的聚醚多元醇(譬如分子量3000及3000以上的)和聚合物多元醇(分子量60000及6000以上的)与异氰酸酯反应，制得的是回弹速度较快的海绵，业内称为普通绵。

而制备慢回弹海绵时，几乎都是把高分子量聚醚多元醇/聚合物多元醇与低分子量聚醚多元醇(譬如分子量700及分子量550)搭配使用。

通常，我们把分子量3000或3000以上的聚醚和分子量为550或700的聚醚混合在一起，与异氰酸酯反应制备慢回弹海绵。聚醚与异氰酸酯反应后，就会形成分子量大小不等的链段。我们把高分子量聚醚与异氰酸酯反应产生的物质称为软段，把低分子量聚醚与异氰酸酯反应产生的物质称为硬段。这些链段通过化学键和物理键结合在一起，既相互缠绕、堆积，又因位阻效应产生轻微的相分离。

大家知道，高分子量聚醚羟值低，与异氰酸酯反应交联密度低，因而软段分子内、分子间活动空间大，形变和恢复容易，就是说软段活度高。而低分子量聚醚羟值高，与异氰酸酯反应交联密度大，分子内、分子间活动空间小，形变与恢复难度大，即硬段活度低。

软硬段的如上特性，加上聚合物内部轻微的相分离，使得慢回弹海绵在施加外力和撤销外力的过程中，表现出软段和硬段形变与恢复不同步的现象。究其原因，就是软段形变与恢复速度快，硬段形变与恢复速度慢。这就是慢回弹海绵的形成机理。

熟悉慢回弹海绵配方的技术人员都知道指数一定时，慢回弹聚醚量越大，海绵回弹速度越慢；慢回弹聚醚量越小，海绵回弹速度越快，原因就在于此。

四、应用

明确慢回弹海绵的形成机理，就可以根据客户需要，设计出合理的配方。譬如，客户要求海绵回弹速度要快，就适当减少慢回弹聚醚用量，增加普通聚醚用量；客户要求海绵硬度要高，可以通过增加慢回弹聚醚用量，用白油替代部分普通聚醚，提高TDI指数的方法满足客户要求。

对于慢回弹海绵容易闭孔的问题，也可以根据慢回弹海绵形成机理来解决。一般海绵密度越高，越容易闭孔；TDI指数越高，越容易闭孔。

生产高密度慢回弹海绵时，大都用分子量550、羟值306的聚醚，此时交联密度增加，链段缠绕、堆积紧密，相分离程度轻，硬段占主导因素，导致闭孔率高。同样，TDI指数高时，交联密度增加了，硬段更集中了，闭孔的倾向就增加了。遇到这样的问题，可以通过提高开孔剂的用量来解决。

未涉及到的，有机会再聊，欢迎同行指正！


本文作者：马宏利，88年毕业于青岛科技大学并留校任教，从事聚氨酯材料研发。97年前往广东，从事有机硅，印染助剂研发与生产。04年起在广东，浙江 ，江苏从事慢回弹聚醚与开孔剂销售与技术服务，关于箱泡慢回弹，流水线慢回弹，自由泡高回弹，模塑慢回弹，模塑高回弹，胀气绵，垂直泡等产品生产方面的问题可与他联系，手机号：13687636150

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