Priprema i karakteristike poliuretanske polukrute pjene za automobilske rukohvate visokih performansi.
Naslon za ruke u unutrašnjosti automobila važan je dio kabine, koji ima ulogu guranja i povlačenja vrata i postavljanja ruke osobe u automobil. U slučaju nužde, kada se automobil i rukohvat sudaraju, poliuretanski mekani rukohvat i modificirani PP (polipropilen), ABS (poliakrilonitril - butadien - stiren) i drugi rukohvat od tvrde plastike, mogu pružiti dobru elastičnost i tampon, čime se smanjuju ozljede. Rukohvati od meke poliuretanske pjene mogu pružiti dobar osjećaj u ruci i prekrasnu teksturu površine, čime se poboljšava udobnost i ljepota kokpita. Stoga, razvojem automobilske industrije i poboljšanjem zahtjeva ljudi za materijalima za unutrašnjost, prednosti poliuretanske meke pjene u automobilskim rukohvatima postaju sve očiglednije.
Postoje tri vrste poliuretanskih mekanih rukohvata: pjena visoke elastičnosti, pjena koja se samopokreće i polukruta pjena. Vanjska površina rukohvata visoke elastičnosti je prekrivena PVC (polivinil hlorid) kožom, a unutrašnja je poliuretanska pjena visoke elastičnosti. Nosač pjene je relativno slab, čvrstoća je relativno mala, a prianjanje između pjene i kože je relativno nedovoljno. Rukohvat sa samokožom ima pjenasti temeljni sloj kože, nisku cijenu, visok stupanj integracije i široko se koristi u komercijalnim vozilima, ali je teško uzeti u obzir čvrstoću površine i ukupnu udobnost. Polukruti naslon za ruke presvučen je PVC kožom, koža pruža dobar dodir i izgled, a unutrašnja polukruta pjena ima odličan osjećaj, otpornost na udarce, apsorpciju energije i otpornost na starenje, pa se sve više koristi u upotrebi unutrašnjost putničkog automobila.
U ovom radu je osmišljena osnovna formula poliuretanske polukrute pjene za automobilske rukohvate, te se na osnovu toga proučava njeno poboljšanje.
Eksperimentalna sekcija
Glavna sirovina
Polieter poliol A (hidroksilna vrijednost 30 ~ 40 mg/g), polimer poliol B (vrijednost hidroksila 25 ~ 30 mg/g) : Wanhua Chemical Group Co., LTD. Modifikovani MDI [difenilmetan diizocijanat, w (NCO) je 25%~30%], kompozitni katalizator, disperzant za vlaženje (agens 3), antioksidans A: Wanhua Chemical (Beijing) Co., LTD., Maitou, itd.; Disperzant za vlaženje (sredstvo 1), sredstvo za raspršivanje vlaženja (sredstvo 2) : Byke Chemical. Gore navedene sirovine su industrijske klase. PVC obloga kože: Changshu Ruihua.
Glavna oprema i instrumenti
Brzi mikser tipa Sdf-400, elektronska vaga tipa AR3202CN, aluminijumski kalup (10cm×10cm×1cm, 10cm×10cm×5cm), električna pećnica sa ventilatorom tipa 101-4AB, elektronska univerzalna mašina za zatezanje tipa KJ-1065, super tip 501A termostat.
Priprema osnovne formule i uzorka
Osnovna formulacija polukrute poliuretanske pjene prikazana je u tabeli 1.
Priprema uzorka za ispitivanje mehaničkih svojstava: kompozitni polieter (materijal A) je pripremljen prema projektovanoj formuli, pomešan sa modifikovanim MDI u određenoj proporciji, mešan sa uređajem za mešanje velike brzine (3000 o/min) 3~5s , zatim izliven u odgovarajući kalup da se zapjeni i otvori kalup unutar određenog vremena kako bi se dobio uzorak oblikovanog polukrutom poliuretanskom pjenom.
Priprema uzorka za ispitivanje performansi vezivanja: sloj PVC kože stavlja se u donju matricu kalupa, a kombinovani polieter i modifikovani MDI se mešaju u proporciji, mešaju pomoću uređaja za mešanje velike brzine (3 000 o/min ) 3~5 s, zatim se izlije na površinu kože i kalup se zatvori, a poliuretanska pjena sa kožom se oblikuje unutar određenog vremena.
Test performansi
Mehanička svojstva: 40% CLD (tvrdoća na pritisak) prema ISO-3386 standardnom testu; Vlačna čvrstoća i istezanje pri prekidu ispitani su prema standardu ISO-1798; Čvrstoća na kidanje je testirana prema ISO-8067 standardu. Performanse lijepljenja: Elektronska univerzalna mašina za zatezanje se koristi za guljenje kože i pjenu od 180° prema standardu OEM-a.
Performanse starenja: Testirajte gubitak mehaničkih svojstava i svojstva vezivanja nakon 24 sata starenja na 120℃ prema standardnoj temperaturi OEM-a.
Rezultati i diskusija
Mehanička svojstva
Promjenom omjera polieter poliola A i polimer poliola B u osnovnoj formuli istražen je utjecaj različitih doza polietera na mehanička svojstva polukrute poliuretanske pjene, kao što je prikazano u tabeli 2.
Iz rezultata u tabeli 2 može se vidjeti da odnos polieter poliola A prema polimer poliolu B ima značajan utjecaj na mehanička svojstva poliuretanske pjene. Kada se omjer polieter poliola A i polimer poliola B poveća, rastezanje pri lomljenju se povećava, tvrdoća na pritisak se u određenoj mjeri smanjuje, a vlačna čvrstoća i čvrstoća na kidanje se malo mijenjaju. Molekularni lanac poliuretana uglavnom se sastoji od mekog segmenta i tvrdog segmenta, mekog segmenta od poliola i tvrdog segmenta od karbamatne veze. S jedne strane, relativna molekulska težina i hidroksilna vrijednost dva poliola su različite, s druge strane, polimer poliol B je polieter poliol modificiran akrilonitrilom i stirenom, a rigidnost segmenta lanca je poboljšana zbog postojanje benzenskog prstena, dok polimer poliol B sadrži male molekularne supstance, što povećava lomljivost pene. Kada je polieter poliol A 80 dijelova, a polimer poliol B 10 dijelova, sveobuhvatna mehanička svojstva pjene su bolja.
Bonding property
Kao proizvod sa visokom frekvencijom pritiska, rukohvat će značajno smanjiti udobnost dijelova ako se pjena i koža ljušte, pa je potrebna učinkovitost vezivanja poliuretanske pjene i kože. Na osnovu gore navedenih istraživanja, dodani su različiti disperzanti za vlaženje kako bi se ispitala svojstva adhezije pjene i kože. Rezultati su prikazani u tabeli 3.
Iz Tabele 3 može se vidjeti da različiti disperzanti za vlaženje imaju očigledan učinak na silu ljuštenja između pjene i kože: Do kolapsa pjene dolazi nakon upotrebe aditiva 2, što može biti uzrokovano prekomjernim otvaranjem pjene nakon dodavanja aditiva. 2; Nakon upotrebe aditiva 1 i 3, čvrstoća skidanja slijepog uzorka ima određeni porast, a čvrstoća skidanja aditiva 1 je za oko 17% veća od one slijepog uzorka, a čvrstoća skidanja aditiva 3 je oko 25% veća od one u slijepom uzorku. Razlika između aditiva 1 i aditiva 3 uglavnom je uzrokovana razlikom u vlaženju kompozitnog materijala na površini. Općenito, za procjenu kvašenja tekućine na čvrstoj tvari, kontaktni ugao je važan parametar za mjerenje kvašenja površine. Stoga je ispitan kontaktni kut između kompozitnog materijala i kože nakon dodavanja gornja dva disperzanta za vlaženje, a rezultati su prikazani na slici 1.
Sa slike 1 se vidi da je kontaktni ugao slijepog uzorka najveći i iznosi 27°, a najmanji kontaktni kut pomoćnog sredstva 3, koji iznosi samo 12°. To pokazuje da se upotrebom aditiva 3 može u većoj mjeri poboljšati kvašenje kompozitnog materijala i kože, te se lakše razmazuje po površini kože, pa upotreba aditiva 3 ima najveću snagu ljuštenja.
Starenje imovine
Proizvodi za rukohvat su pritisnuti u automobilu, učestalost izlaganja sunčevoj svjetlosti je visoka, a učinak starenja je još jedna važna karakteristika koju poliuretanska polukruta pjena za rukohvat mora uzeti u obzir. Zbog toga je testiran učinak starenja osnovne formule i provedena studija poboljšanja, a rezultati su prikazani u tabeli 4.
Upoređivanjem podataka u tabeli 4, može se ustanoviti da su mehanička svojstva i svojstva vezivanja osnovne formule značajno smanjena nakon termičkog starenja na 120℃: nakon 12h starenja gubi se različita svojstva osim gustine (isto ispod) iznosi 13%~16%; Gubitak performansi 24h starenja je 23%~26%. Naznačeno je da svojstvo toplotnog starenja osnovne formule nije dobro, a svojstvo toplotnog starenja originalne formule očito se može poboljšati dodavanjem A klase antioksidansa A u formulu. Pod istim eksperimentalnim uslovima nakon dodavanja antioksidansa A, gubitak različitih svojstava nakon 12h je bio 7%~8%, a gubitak različitih svojstava nakon 24h bio je 13%~16%. Smanjenje mehaničkih svojstava uglavnom je posljedica niza lančanih reakcija izazvanih kemijskim prekidom veze i aktivnim slobodnim radikalima tokom procesa termičkog starenja, što rezultira fundamentalnim promjenama u strukturi ili svojstvima izvorne tvari. S jedne strane, pad sposobnosti vezivanja nastaje zbog opadanja mehaničkih svojstava same pjene, s druge strane, jer PVC obloga sadrži veliki broj plastifikatora, a plastifikator migrira na površinu tokom procesa. termičkog starenja kiseonikom. Dodatak antioksidansa može poboljšati svojstva termičkog starenja, uglavnom zato što antioksidansi mogu eliminirati novonastale slobodne radikale, odgoditi ili inhibirati proces oksidacije polimera, kako bi zadržali originalna svojstva polimera.
Sveobuhvatne performanse
Na osnovu gore navedenih rezultata dizajnirana je optimalna formula i procijenjena njena različita svojstva. Performanse formule su upoređene s performansama opće poliuretanske pjene za rukohvat s visokim odbojom. Rezultati su prikazani u tabeli 5.
Kao što se vidi iz tabele 5, performanse optimalne formule polukrute poliuretanske pjene imaju određene prednosti u odnosu na osnovne i opće formule, te su praktičnije i pogodnije za primjenu rukohvata visokih performansi.
Zaključak
Podešavanjem količine polietera i odabirom kvalificiranog disperzanta i antioksidansa za vlaženje može polukruta poliuretanska pjena dati dobra mehanička svojstva, izvrsna svojstva termičkog starenja i tako dalje. Zasnovan na izvrsnim performansama pjene, ovaj poliuretanski polutvrdi pjenasti proizvod visokih performansi može se primijeniti na automobilske tampon materijale kao što su rukohvati i stolovi za instrumente.
Vrijeme objave: Jul-25-2024