Processus de production de mousse

Le processus de production de mousse comprend quatre étapes au cours desquelles l'agent gonflant chimique joue un rôle essentiel. Ce produit chimique est capable de générer des gaz, généralement de l'azote, du dioxyde de carbone, de l'humidité et d'autres gaz en faibles quantités. Le gaz idéal est l'azote, qui présente une faible perméabilité, est inodore et non toxique, et produit une mousse aux propriétés optimales et aux pores homogènes.

Lors du processus de fabrication, l'agent gonflant chimique doit être dispersé uniformément dans le polymère au moment opportun, généralement lorsque le polymère est à l'état liquide ou fondu. Cette étape implique le mélange de l'agent gonflant et du polymère, sous forme dense ou ouverte, et nécessite de tenir compte de la température de raffinage inférieure à la température de décomposition de l'agent gonflant.

Lors de la deuxième étape, le système forme un grand nombre de bulles individuelles. Il est alors nécessaire d'ajouter un agent de nucléation pour faciliter la formation de petites bulles, qui sinon entraîneraient des pores extrêmement hétérogènes. Les agents de nucléation sont généralement de fines particules inertes, telles que le carbonate de calcium, le kaolin, le noir de carbone, etc.

Au cours de la troisième étape, les vésicules initialement formées continuent de grossir à mesure que davantage de gaz traverse le polymère pour y pénétrer. Si le temps est suffisant, les vésicules individuelles entrent en contact et fusionnent, formant une mousse à cellules ouvertes ; sinon, si les vésicules ne sont pas reliées entre elles, une mousse à cellules fermées se forme. La fusion des vésicules se poursuit indéfiniment et la mousse s'effondre.

Lors de la dernière étape, à mesure que la viscosité du polymère augmente, l'agent gonflant est presque entièrement décomposé, la formation de bulles s'arrête et la mousse se stabilise pour former un produit stéréotypé. La viscosité du polymère peut être augmentée par refroidissement, réticulation et autres méthodes. La durée de ces trois étapes peut être de quelques fractions de seconde à quelques secondes maximum.

La qualité de la mousse est étroitement liée à la décomposition de l'agent gonflant et à la gélification (viscosité) du polymère. Il est généralement nécessaire que la décomposition de l'agent gonflant et la gélification du polymère coïncident, ou que la gélification soit légèrement antérieure à la décomposition de l'agent gonflant. À défaut, il sera impossible d'obtenir une mousse performante. Un retard de la gélification par rapport au moussage entraînera une faible viscosité des parois des pores, un ramollissement de la mousse, voire une incapacité à supporter le matériau, entraînant son effondrement. À l'inverse, une résistance élevée des parois des pores entraînera une pression excessive à l'intérieur des pores, provoquant leur déchirure et de larges fissures au centre de la mousse.