¿Por qué la producción de espuma MPebax necesita reducir el contenido de humedad de las materias primas a menos del 0.01%?

Tecnología de secado de adsorción de tamiz molecular: los medios centrales de eliminación de agua precisa
1. Selección y características de los tamices moleculares
Los tamices moleculares son un tipo de cristales de aluminosilicato con una estructura de poro regular, y su tamaño de poro se combina altamente con el diámetro cinético de las moléculas de agua (aproximadamente 0.28 nm). En la producción de espuma MPebax, generalmente se seleccionan tamices moleculares 3A (tamaño de poro 3å). Sus ventajas son:
Adsorción selectiva: las moléculas polares (como el agua) se adsorben preferentemente, mientras que la adsorción de Pebax no polar y SC-Co₂ es extremadamente baja;
Área de superficie específica alta: el área de adsorción por unidad de masa de tamiz molecular puede alcanzar 500-800 m²/g, asegurando la eliminación eficiente de agua;
Regeneración Rendimiento: el agua se puede desorvar calentando a 200-300 ℃ para el reciclaje.

2. Diseño y operación del sistema de secado
El sistema de secado de tamiz molecular generalmente adopta un modo de trabajo alterno de doble torre:
Torre de adsorción: las partículas de Pebax pasan a través del lecho de tamiz molecular bajo protección de nitrógeno, y la humedad se adsorbe en los poros de tamiz molecular;
Torre de regeneración: el tamiz molecular en la otra torre desorbe la humedad a alta temperatura para restaurar la capacidad de adsorción.
El sistema cambia entre las dos torres a través del control PLC para garantizar que el contenido de humedad de las materias primas sea continuamente inferior al 0.01%.

El efecto destructivo de la humedad excesiva en la espuma SC-Co₂
1. Reacción química: encuentro fatal entre humedad y SC-Co₂
Bajo temperatura alta (180-200 ℃) y alta presión (15-25MPA), SC-Co₂ reacciona con rastreo de humedad para generar ácido carbónico (H₂Co₃).

La generación de ácido carbónico activará las siguientes reacciones de la cadena:
Degradación de acidificación: el ambiente ácido del ácido carbónico acelera la rotura de las cadenas moleculares de Pebax, lo que resulta en una disminución en la resistencia del material;
Anomalía de burbujas: burbujas de CO₂ generadas por la descomposición del ácido carbónico se acumulan localmente para formar poros no esféricos, reduciendo el rendimiento de la resiliencia;
Colapso de poros: el calor de reacción hace que la temperatura local aumente, la solubilidad de SC-Co₂ disminuye y la pared de los poros se vuelve más delgada o incluso se rompe.

2.
El efecto de la humedad excesiva en la estructura de los poros se puede dividir en tres etapas:
Etapa de nucleación: el agua como impureza reduce la sobresaturación de SC-Co₂, lo que resulta en una disminución de la densidad de nucleación de burbujas;
Etapa de crecimiento: burbujas CO₂ generadas por la descomposición del ácido carbónico compiten con burbujas SC-Co₂ para el crecimiento, formando una estructura de "doble poro";
Etapa de formación: la pared de los poros se vuelve frágil debido a la degradación de la acidificación y no puede mantener una forma esférica cuando se libera la presión, lo que resulta en una tasa de colapso de más del 20%.

El papel de apoyo del contenido de humedad del 0.01% en el rendimiento del material
1. Uniformidad de la estructura de poros
El estricto control de humedad permite que SC-Co₂ se disuelva uniformemente en la matriz de Pebax, formando poros esféricos con un diámetro de 10-50 μm y una densidad de poros de 10⁶-10⁷/cm³. Esta estructura uniforme da el material:
Alta resiliencia: la distribución de tensión uniforme de la pared de los poros hace que la eficiencia de retroalimentación de energía supere el 80%;
Baja densidad: los poros representan 60-70%, y la densidad del material es tan baja como 0.12 g/cm³.

2. Estabilidad de las propiedades mecánicas
El proceso de espuma SC-Co₂ sin interferencia de humedad mantiene la cadena molecular de Pebax intacta cuando se forman los poros, asegurando:
Resistencia a la tracción: la continuidad de la pared de poro hace que la resistencia a la tracción del material alcance 15 mPa;
Vida de fatiga: la estabilidad de la estructura de poros hace que la vida de rebote material exceda de 500,000 veces.

3. Breakthroughs en áreas de aplicación
Equipo deportivo: en la entresuela de zapatos para correr, Hoja de espuma mpebax Con un contenido de humedad controlado de 0.01% reduce la pérdida de energía en un 30%, lo que ayuda a los atletas a mejorar su rendimiento competitivo;
Dispositivos médicos: la estructura de poros sin interferencia de humedad proporciona un apoyo radial uniforme para los stents vasculares artificiales para evitar la trombosis;
Aeroespacial: las características livianas y de alta resistencia del material reducen el peso de las piezas estructurales satelitales en más del 30%, al tiempo que se mantiene la estabilidad dimensional a -50 ° C.

Desafíos y soluciones para el control de procesos
1. Atenuación de la capacidad de adsorción de tamiz molecular
Con el aumento del tiempo de uso, los poros de tamiz molecular pueden estar bloqueados por partículas de Pebax, lo que resulta en una disminución en la eficiencia de eliminación de agua. Las soluciones incluyen:
Prefiltración: agregue un filtro de 0.5 μm antes del tamiz molecular para interceptar partículas de Pebax;
Optimización de regeneración: use la tecnología de regeneración de flujo de aire de pulso para mejorar la eficiencia de desorción.

2. Interferencia de la humedad ambiental
Las fluctuaciones de humedad en el entorno de producción pueden afectar el contenido de humedad de las materias primas. Las contramedidas incluyen:
Sistema de transmisión cerrado: utilizando tuberías cerradas protegidas por nitrógeno para transportar partículas de Pebax;
Monitoreo en tiempo real: instalación de un sensor de punto de rocío en la salida del sistema de secado para ajustar dinámicamente los parámetros de regeneración.