Puolijäykän polyuretaanivaahdon valmistus ja ominaisuudet korkean suorituskyvyn autojen kaiteisiin.
Auton sisäpuolella oleva käsinoja on tärkeä osa ohjaamoa, joka työntää ja vetää ovea ja asettaa henkilön käsivarren autoon. Hätätilanteessa auton ja kaiteen törmäyksessä polyuretaanista valmistettu pehmeä kaide ja modifioitu PP (polypropeeni), ABS (polyakryylinitriili - butadieeni - styreeni) ja muu kova muovinen käsijohde voivat tarjota hyvän joustavuuden ja puskurin, mikä vähentää loukkaantumisia. Polyuretaanista valmistetut pehmeät vaahtomuovikaiteet voivat tarjota hyvän käsituntuman ja kauniin pintarakenteen, mikä parantaa ohjaamon mukavuutta ja kauneutta. Siksi autoteollisuuden kehittyessä ja ihmisten sisustusmateriaaleja koskevien vaatimusten parantuessa autojen kaiteiden polyuretaanipehmeän vaahdon edut tulevat yhä selvemmiksi.
Polyuretaanista valmistettuja pehmeitä kaiteita on kolmenlaisia: erittäin kimmoisa vaahto, itsekuorrutettu vaahto ja puolijäykkä vaahto. Korkean kimmoisuuden omaavien kaiteiden ulkopinta on päällystetty PVC-kalvolla (polyvinyylikloridi) ja sisäpuoli on polyuretaanivaahtoa. Vaahdon tuki on suhteellisen heikkoa, lujuus suhteellisen alhainen ja tartunta vaahdon ja ihon välillä on suhteellisen riittämätön. Itsenahkaisessa kaiteessa on vaahtomuovin pintakerros, edullinen, korkea integraatioaste ja sitä käytetään laajalti hyötyajoneuvoissa, mutta pinnan lujuutta ja yleistä mukavuutta on vaikea ottaa huomioon. Puolijäykkä käsinoja on päällystetty PVC-kuorella, iho tarjoaa hyvän kosketuksen ja ulkonäön, ja sisäisellä puolijäykällä vaahdolla on erinomainen tuntuma, iskunkestävyys, energian imeytyminen ja ikääntymisenkestävyys, joten sitä käytetään yhä laajemmin henkilöauton sisusta.
Tässä artikkelissa suunnitellaan auton kaiteiden polyuretaanipuolijäykän vaahdon peruskaava, jonka pohjalta tutkitaan sen parantamista.
Kokeellinen osa
Pääraaka-aine
Polyeetteripolyoli A (hydroksyyliarvo 30 - 40 mg/g), polymeeripolyoli B (hydroksyyliarvo 25 - 30 mg/g): Wanhua Chemical Group Co., LTD. Modifioitu MDI [difenyylimetaanidi-isosyanaatti, w (NCO) on 25 % ~ 30 %], komposiittikatalyytti, kostutusaine (aine 3), antioksidantti A: Wanhua Chemical (Beijing) Co., LTD., Maitou jne.; Kostutusaine (Agent 1), Kostutus dispergointiaine (Aine 2) : Byke Chemical. Edellä mainitut raaka-aineet ovat teollisuuslaatua. PVC vuori iho: Changshu Ruihua.
Tärkeimmät laitteet ja instrumentit
Sdf-400-tyyppinen nopea sekoitin, AR3202CN-tyyppinen elektroninen vaaka, alumiinimuotti (10 cm × 10 cm × 1 cm, 10 cm × 10 cm × 5 cm), 101-4AB-tyyppinen sähköinen puhallinuuni, KJ-1065-tyyppinen elektroninen yleiskiristyskone, 501A-tyyppinen super termostaatti.
Peruskaavan ja näytteen valmistus
Puolijäykän polyuretaanivaahdon peruskoostumus on esitetty taulukossa 1.
Mekaanisten ominaisuuksien testinäytteen valmistus: komposiittipolyeetteri (A-materiaali) valmistettiin suunnittelukaavan mukaan, sekoitettiin modifioidun MDI:n kanssa tietyssä suhteessa, sekoitettiin nopealla sekoituslaitteella (3000 r/min) 3-5 s. , kaadettiin sitten vastaavaan muottiin vaahdoksi ja avattiin muotti tietyssä ajassa puolijäykän polyuretaanivaahtomuovatun näytteen saamiseksi.
Näytteen valmistelu kiinnityskykytestiä varten: muotin alempaan muottimeen asetetaan kerros PVC-kuorta ja yhdistetty polyeetteri ja modifioitu MDI sekoitetaan samassa suhteessa nopealla sekoituslaitteella (3 000 r/min). ) 3-5 s, kaadetaan sitten ihon pintaan ja muotti suljetaan ja polyuretaanivaahto iholla muovataan tietyn ajan kuluessa.
Suorituskykytesti
Mekaaniset ominaisuudet: 40 % CLD (puristuskovuus) ISO-3386 standarditestin mukaan; Vetolujuus ja murtovenymä on testattu ISO-1798 standardin mukaisesti; Repäisylujuus on testattu ISO-8067 standardin mukaisesti. Kiinnityskyky: Elektronista yleiskiristyskonetta käytetään ihon kuorimiseen ja vaahtoamiseen 180° OEM-standardin mukaisesti.
Vanhenemissuorituskyky: Testaa mekaanisten ominaisuuksien ja sidosominaisuuksien menetys 24 tunnin vanhentamisen jälkeen 120 ℃:ssa OEM:n vakiolämpötilan mukaisesti.
Tuloksia ja keskustelua
Mekaaninen ominaisuus
Muuttamalla polyeetteripolyoli A:n ja polymeeripolyoli B:n suhdetta peruskaavassa tutkittiin erilaisen polyeetteriannostuksen vaikutusta puolijäykän polyuretaanivaahdon mekaanisiin ominaisuuksiin taulukon 2 mukaisesti.
Taulukon 2 tuloksista voidaan nähdä, että polyeetteripolyoli A:n suhteella polymeeripolyoliin B on merkittävä vaikutus polyuretaanivaahdon mekaanisiin ominaisuuksiin. Kun polyeetteripolyoli A:n suhde polymeeripolyoliin B kasvaa, murtovenymä kasvaa, puristuskovuus pienenee jossain määrin ja vetolujuus ja repäisylujuus muuttuvat vähän. Polyuretaanin molekyyliketju koostuu pääasiassa pehmeästä segmentistä ja kovasta segmentistä, pehmeästä segmentistä polyolista ja kovasta segmentistä karbamaattisidoksesta. Toisaalta näiden kahden polyolin suhteellinen molekyylipaino ja hydroksyyliarvo ovat erilaiset, toisaalta polymeeripolyoli B on akryylinitriilillä ja styreenillä modifioitu polyeetteripolyoli, ja ketjusegmentin jäykkyys on parantunut. bentseenirenkaan olemassaolo, kun taas polymeeripolyoli B sisältää pienimolekyylisiä aineita, mikä lisää vaahdon haurautta. Kun polyeetteripolyolia A on 80 osaa ja polymeeripolyolia B 10 osaa, vaahdon kokonaisvaltaiset mekaaniset ominaisuudet ovat paremmat.
Liimattava omaisuus
Korkean puristustaajuuden omaavana tuotteena kaide vähentää merkittävästi osien mukavuutta, jos vaahto ja iho kuoriutuvat, joten vaaditaan polyuretaanivaahdon ja ihon sidoskykyä. Yllä olevan tutkimuksen perusteella lisättiin erilaisia kostuttavia dispergointiaineita testaamaan vaahdon ja ihon tarttuvuusominaisuuksia. Tulokset on esitetty taulukossa 3.
Taulukosta 3 voidaan nähdä, että erilaisilla kostutusaineilla on ilmeisiä vaikutuksia vaahdon ja ihon väliseen kuoriutumisvoimaan: Vaahdon luhistuminen tapahtuu lisäaineen 2 käytön jälkeen, mikä voi johtua vaahdon liiallisesta avautumisesta lisäaineen lisäämisen jälkeen. 2; Lisäaineiden 1 ja 3 käytön jälkeen nollanäytteen irrotuslujuus kasvaa jonkin verran ja lisäaineen 1 irrotuslujuus on noin 17 % korkeampi kuin nollanäytteen ja lisäaineen 3 irrotuslujuus on noin 25 % korkeampi kuin nollanäytteessä. Ero lisäaineen 1 ja lisäaineen 3 välillä johtuu pääasiassa erosta komposiittimateriaalin pinnalla kostutettavissa. Yleisesti ottaen nesteen kostuvuuden arvioimiseksi kiinteällä pinnalla kosketuskulma on tärkeä parametri pinnan kostuvuuden mittaamiseksi. Siksi komposiittimateriaalin ja ihon välinen kosketuskulma testattiin kahden yllä olevan kostutusaineen lisäämisen jälkeen, ja tulokset on esitetty kuvassa 1.
Kuvasta 1 voidaan nähdä, että nollanäytteen kosketuskulma on suurin, joka on 27°, ja apuaineen 3 kosketuskulma on pienin, joka on vain 12°. Tämä osoittaa, että lisäaineen 3 käytöllä voidaan parantaa komposiittimateriaalin ja ihon kostutettavuutta enemmän ja se on helpompi levittää ihon pinnalle, joten lisäaineen 3 käytössä on suurin kuorintavoima.
Ikääntyvä omaisuus
Kaidetuotteita puristetaan autossa, altistuminen auringonvalolle on korkea, ja ikääntymiskyky on toinen tärkeä suorituskyky, joka polyuretaanipuolijäykän kaidevaahtomuovin on otettava huomioon. Siksi peruskaavan ikääntymiskykyä testattiin ja parannustutkimus suoritettiin, ja tulokset on esitetty taulukossa 4.
Vertaamalla taulukon 4 tietoja voidaan havaita, että peruskaavan mekaaniset ominaisuudet ja sidosominaisuudet heikkenevät merkittävästi lämpövanhentamisen jälkeen 120 ℃:ssa: 12 tunnin vanhentamisen jälkeen useiden ominaisuuksien, paitsi tiheyden, menetys (sama alla) on 13 % - 16 %; 24 tunnin ikääntymisen suorituskyvyn menetys on 23 % ~ 26 %. On osoitettu, että peruskaavan lämpövanhenemisominaisuus ei ole hyvä, ja alkuperäisen kaavan lämpövanhenemisominaisuutta voidaan selvästi parantaa lisäämällä kaavaan A-luokan antioksidanttia A. Samoissa koeolosuhteissa antioksidantti A:n lisäyksen jälkeen eri ominaisuuksien menetys 12 tunnin jälkeen oli 7 % - 8 % ja eri ominaisuuksien menetys 24 tunnin jälkeen oli 13 % - 16 %. Mekaanisten ominaisuuksien heikkeneminen johtuu pääasiassa ketjureaktioiden sarjasta, jotka kemiallisen sidoksen katkeaminen ja aktiiviset vapaat radikaalit laukaisevat lämpövanhenemisprosessin aikana, mikä johtaa perustavanlaatuisiin muutoksiin alkuperäisen aineen rakenteessa tai ominaisuuksissa. Yhtäältä kiinnityskyvyn heikkeneminen johtuu itse vaahdon mekaanisten ominaisuuksien heikkenemisestä, toisaalta siitä, että PVC-kuori sisältää suuren määrän pehmittimiä ja pehmitin siirtyy pintaan prosessin aikana. lämpöhappivanhenemisesta. Antioksidanttien lisääminen voi parantaa sen lämpövanhenemisominaisuuksia, pääasiassa koska antioksidantit voivat eliminoida vastasyntyneet vapaat radikaalit, viivästyttää tai estää polymeerin hapettumisprosessia säilyttääkseen polymeerin alkuperäiset ominaisuudet.
Kattava suorituskyky
Yllä olevien tulosten perusteella suunniteltiin optimaalinen kaava ja arvioitiin sen erilaisia ominaisuuksia. Kaavan suorituskykyä verrattiin yleisen polyuretaanikorkean rebound-kaiteen vaahtoon. Tulokset on esitetty taulukossa 5.
Kuten taulukosta 5 voidaan nähdä, optimaalisen puolijäykän polyuretaanivaahtomuovikaavan suorituskyvyllä on tiettyjä etuja perus- ja yleiskaavoihin verrattuna, ja se on käytännöllisempi ja sopii paremmin korkean suorituskyvyn kaiteiden käyttöön.
Johtopäätös
Polyeetterin määrän säätäminen ja pätevän kostutusaineen ja hapettumisenestoaineen valinta voi antaa puolijäykkään polyuretaanivaahdolle hyvät mekaaniset ominaisuudet, erinomaiset lämpövanhenemisominaisuudet ja niin edelleen. Vaahdon erinomaisen suorituskyvyn perusteella tätä korkean suorituskyvyn polyuretaanista valmistettua puolijäykkää vaahtotuotetta voidaan käyttää autojen puskurimateriaaleihin, kuten kaiteisiin ja instrumenttipöytiin.
Postitusaika: 25.7.2024