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https://hdl.handle.net/10216/176675| Author(s): | Inês Santos Silva |
| Title: | Melhoria da capacidade e desempenho de formulações para espumas flexíveis de poliuretano |
| Issue Date: | 2026-07-13 |
| Abstract: | Flexible polyurethane foams are widely used in the automotive industry due to their comfort properties and low weight. The final characteristics of these foams strongly depend on the formulation used and the processing conditions, making the control of the mixing of the different components a key factor in ensuring process stability and product quality. In this context, the present work was carried out at Forvia Faurecia Moldados - Assentos de Automóvel, Lda., with the main objective of improving the capability and performance of the formulation preparation and mixing system used in the production of flexible polyurethane foams. This was achieved through the reduction of variability in component dosing and the optimization of operating conditions, aiming to enhance the consistency of the final product quality. Initially, a review of the fundamental aspects of polyurethane chemistry, foam formation mechanisms, and the main parameters influencing cellular structure and final foam properties was conducted. Subsequently, a detailed analysis of the automatic activator preparation system was performed, including the evaluation of the dosing accuracy of the different components and the calibration of the automatic mixer. In parallel, several formulation parameters were investigated, namely reactivity, isocyanate index, and cell opener content, using the FOAMAT® system to monitor foam behaviour during expansion. Additionally, water content was determined by Karl Fischer titration, and the morphological characterization of the foams was carried out using microscopy techniques. The results obtained made it possible to identify the influence of different formulation parameters on process stability, cellular structure, and the final quality of the produced foams. The calibration of the mixing system contributed to the reduction of dosing deviations and to greater consistency in activator preparation, resulting in a decrease in scrap generation. The knowledge acquired was subsequently applied in an industrial environment through the optimization of a production reference, involving a reduction in Process Load Injection (PLI), an increase in production line speed, and the implementation of a sequential injection trajectory. The work developed contributed to improving operational efficiency and provided a better understanding of the influence of formulation and processing parameters on the performance of the flexible polyurethane foams produced by the company. |
| Description: | As espumas flexíveis de poliuretano são amplamente utilizadas na indústria automóvel devido às suas propriedades de conforto e baixo peso. As características finais destas espumas dependem fortemente da formulação utilizada e das condições de processamento, sendo o controlo da mistura dos diferentes componentes um fator determinante para a estabilidade do processo produtivo e para a qualidade do produto final. Neste contexto, o presente trabalho foi desenvolvido na Forvia Faurecia Moldados - Assentos de Automóvel, Lda., tendo como principal objetivo melhorar a capacidade e o desempenho do sistema de preparação e mistura das formulações utilizadas na produção de espumas flexíveis de poliuretano através da redução da variabilidade na dosagem dos componentes e da otimização das condições operatórias, visando aumentar a consistência da qualidade do produto final. Numa primeira fase foi efetuada uma revisão dos fundamentos associados à química dos poliuretanos, aos mecanismos de formação de espuma e aos principais parâmetros que influenciam a sua estrutura celular e propriedades finais. Posteriormente, foi realizada uma análise detalhada do sistema de preparação automática do ativador, incluindo a avaliação da precisão de dosagem dos diferentes componentes e a calibração da misturadora automática. Paralelamente, foram estudados diferentes parâmetros de formulação, nomeadamente a reatividade, o índice de isocianato e a quantidade de abridor de células, recorrendo ao sistema FOAMAT® para monitorização do comportamento da espuma durante a expansão. Complementarmente, foi efetuada a determinação do teor de água por titulação Karl Fischer e a caracterização morfológica das espumas através de técnicas de microscopia. Os resultados obtidos permitiram identificar a influência dos diferentes parâmetros de formulação na estabilidade do processo, na estrutura celular e na qualidade final das espumas produzidas. A calibração do sistema de mistura contribuiu para a redução dos desvios de dosagem e para uma maior consistência na preparação do ativador resultando na diminuição do scrap. Os conhecimentos adquiridos foram posteriormente aplicados em ambiente industrial através da otimização de uma referência produtiva envolvendo a redução do Process Load Injection (PLI), o aumento da velocidade da linha de produção e a implementação de uma trajetória de injeção sequencial. O trabalho desenvolvido contribuiu para o aumento da eficiência operacional e para uma melhor compreensão da influência dos parâmetros de formulação e processamento no desempenho das espumas flexíveis de poliuretano produzidas na empresa. |
| Subject: | Engenharia química Chemical engineering |
| Scientific areas: | Ciências da engenharia e tecnologias::Engenharia química Engineering and technology::Chemical engineering |
| URI: | https://hdl.handle.net/10216/176675 |
| Document Type: | Dissertação |
| Rights: | embargoedAccess |
| Embargo End Date: | 2029-07-12 |
| Appears in Collections: | FEUP - Dissertação |
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