Priprema i karakteristike poliuretanske polutvrde pjene za automobilske rukohvate visokih performansi.
Naslon za ruke u unutrašnjosti automobila je važan dio kabine, koji ima ulogu guranja i povlačenja vrata i postavljanja ruke osobe u automobilu. U slučaju nužde, kada se automobil i rukohvat sudare, poliuretanski mekani rukohvat i modificirani PP (polipropilen), ABS (poliakrilonitril - butadien - stiren) i drugi rukohvati od tvrde plastike mogu pružiti dobru elastičnost i tampon, čime se smanjuju ozljede. Rukohvati od meke poliuretanske pjene mogu pružiti dobar osjećaj ruke i prekrasnu površinsku teksturu, čime se poboljšava udobnost i ljepota kokpita. Stoga, s razvojem automobilske industrije i poboljšanjem zahtjeva ljudi za unutarnjim materijalima, prednosti meke poliuretanske pjene u automobilskim rukohvatima postaju sve očiglednije.
Postoje tri vrste poliuretanskih mekih rukohvata: visokootporna pjena, samostvrdnuta pjena i polutvrda pjena. Vanjska površina visokootpornih rukohvata prekrivena je PVC (polivinilklorid) kožom, a unutarnja je poliuretanska visokootporna pjena. Potpora pjene je relativno slaba, čvrstoća je relativno niska, a prianjanje između pjene i kože je relativno nedovoljno. Samoobloženi rukohvat ima sloj kože od pjene, niske cijene, visok stupanj integracije i naširoko se koristi u gospodarskim vozilima, ali teško je uzeti u obzir čvrstoću površine i ukupnu udobnost. Polukruti naslon za ruke prekriven je PVC kožom, koža pruža dobar dodir i izgled, a unutarnja polutvrda pjena ima odličan osjećaj, otpornost na udarce, apsorpciju energije i otpornost na starenje, tako da se sve više i više koristi u upotrebi unutrašnjost osobnog automobila.
U ovom radu osmišljena je osnovna formula poliuretanske polutvrde pjene za automobilske rukohvate te se na temelju toga proučava njezino poboljšanje.
Eksperimentalni dio
Glavna sirovina
Polieter poliol A (hidroksilna vrijednost 30 ~ 40 mg/g), polimer poliol B (hidroksilna vrijednost 25 ~ 30 mg/g) : Wanhua Chemical Group Co., LTD. Modificirani MDI [difenilmetan diizocijanat, w (NCO) je 25%~30%], kompozitni katalizator, disperzant za vlaženje (Agent 3), antioksidans A: Wanhua Chemical (Beijing) Co., LTD., Maitou, itd.; Disperzant za vlaženje (Agent 1), disperzant za vlaženje (Agent 2): Byke Chemical. Gore navedene sirovine su industrijske kvalitete. PVC obloga kože: Changshu Ruihua.
Glavna oprema i instrumenti
Mikser velike brzine tipa Sdf-400, elektronička vaga tipa AR3202CN, aluminijski kalup (10cm×10cm×1cm, 10cm×10cm×5cm), električna pećnica s puhalom tipa 101-4AB, elektronički univerzalni stroj za zatezanje tipa KJ-1065, super tip 501A termostat.
Priprema osnovne formule i uzorka
Osnovna formulacija polutvrde poliuretanske pjene prikazana je u tablici 1.
Priprema uzorka za ispitivanje mehaničkih svojstava: kompozitni polieter (materijal A) pripremljen je u skladu s formulom dizajna, pomiješan s modificiranim MDI u određenom omjeru, miješan uređajem za miješanje velike brzine (3000 o/min) 3~5 s , zatim izlio u odgovarajući kalup da se zapjeni i otvorio kalup unutar određenog vremena kako bi se dobio polukruti poliuretanski lijevani uzorak.
Priprema uzorka za ispitivanje učinkovitosti lijepljenja: sloj PVC kože stavlja se u donji kalup kalupa, a kombinirani polieter i modificirani MDI miješaju se u omjeru, miješajući uređajem za miješanje velike brzine (3 000 o/min). ) 3~5 s, zatim se izlije na površinu kože, kalup se zatvori, a poliuretanska pjena s kožom se oblikuje unutar određenog vremena.
Test performansi
Mehanička svojstva: 40%CLD (tvrdoća na pritisak) prema standardnom testu ISO-3386; Vlačna čvrstoća i istezanje pri prekidu ispitani su prema standardu ISO-1798; Čvrstoća na trganje ispitana je prema standardu ISO-8067. Učinkovitost lijepljenja: elektronički univerzalni stroj za zatezanje koristi se za guljenje kože i pjene od 180° prema standardu OEM-a.
Učinkovitost starenja: Testirajte gubitak mehaničkih svojstava i svojstava lijepljenja nakon 24 sata starenja na 120 ℃ prema standardnoj temperaturi OEM-a.
Rezultati i rasprava
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 tablici 2.
Iz rezultata u tablici 2 može se vidjeti da omjer polieter poliola A i polimer poliola B ima značajan utjecaj na mehanička svojstva poliuretanske pjene. Kada se omjer polieter poliola A prema polimer poliolu B povećava, produljenje pri prekidu se povećava, tlačna tvrdoća se smanjuje do određene mjere, a vlačna čvrstoća i čvrstoća na kidanje se malo mijenjaju. Molekularni lanac poliuretana uglavnom se sastoji od mekog segmenta i tvrdog segmenta, mekog segmenta iz poliola i tvrdog segmenta iz karbamatne veze. S jedne strane, relativna molekularna težina i hidroksilna vrijednost dvaju poliola su različite, s druge strane, polimer poliol B je polieter poliol modificiran akrilonitrilom i stirenom, a krutost segmenta lanca je poboljšana zbog postojanje benzenskog prstena, dok polimer poliol B sadrži male molekularne tvari, što povećava krtost pjene. Kada je polieter poliol A 80 dijelova, a polimer poliol B 10 dijelova, opsežna mehanička svojstva pjene su bolja.
Svojstvo vezivanja
Kao proizvod s visokom učestalošću pritiska, rukohvat će značajno smanjiti udobnost dijelova ako se pjena i koža oljušte, pa je potrebna učinkovitost vezivanja poliuretanske pjene i kože. Na temelju gore navedenog istraživanja dodani su različiti disperzanti za vlaženje kako bi se ispitala svojstva prianjanja pjene i kože. Rezultati su prikazani u tablici 3.
Iz tablice 3 može se vidjeti da različiti disperzanti za vlaženje imaju očite učinke na silu ljuštenja između pjene i kože: nakon upotrebe aditiva 2 dolazi do skupljanja pjene, što može biti uzrokovano pretjeranim 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 oko 17% veća od čvrstoće slijepog uzorka, a čvrstoća skidanja aditiva 3 je oko 25% veći od onog u slijepom uzorku. Razlika između aditiva 1 i aditiva 3 uglavnom je uzrokovana razlikom u močivosti kompozitnog materijala na površini. Općenito, za procjenu močivosti tekućine na čvrstu tvar, kontaktni kut je važan parametar za mjerenje močivosti površine. Stoga je ispitan kontaktni kut između kompozitnog materijala i kože nakon dodavanja gornja dva sredstva za vlaženje, a rezultati su prikazani na slici 1.
Sa slike 1 vidljivo je da je najveći kontaktni kut slijepog uzorka, koji iznosi 27°, a najmanji je kontaktni kut pomoćnog sredstva 3, koji iznosi samo 12°. To pokazuje da se upotrebom aditiva 3 može u većoj mjeri poboljšati vlažnost kompozitnog materijala i kože, te se lakše razmazuje po površini kože, pa upotreba aditiva 3 ima najveću snagu ljuštenja.
Starenje imovine
Proizvodi za rukohvate prešaju se u automobilu, učestalost izlaganja sunčevoj svjetlosti je visoka, a učinak starenja još je jedan važan učinak koji poliuretanska polukruta pjena za rukohvate mora uzeti u obzir. Stoga je ispitana učinkovitost starenja osnovne formule i provedena je studija poboljšanja, a rezultati su prikazani u tablici 4.
Usporedbom podataka u tablici 4, može se pronaći da su mehanička svojstva i svojstva vezivanja osnovne formule značajno smanjena nakon toplinskog starenja na 120 ℃: nakon starenja od 12 sati, gubitak raznih svojstava osim gustoće (isto dolje) je 13%~16%; Gubitak performansi 24-satnog starenja je 23%~26%. Naznačeno je da svojstvo toplinske starenja osnovne formule nije dobro, a svojstvo toplinskog starenja izvorne formule može se očito poboljšati dodavanjem A klase antioksidansa A u formulu. Pod istim eksperimentalnim uvjetima nakon dodatka antioksidansa A, gubitak različitih svojstava nakon 12 h bio je 7%~8%, a gubitak različitih svojstava nakon 24h bio je 13%~16%. Smanjenje mehaničkih svojstava uglavnom je posljedica niza lančanih reakcija potaknutih kidanjem kemijske veze i aktivnim slobodnim radikalima tijekom procesa toplinskog starenja, što rezultira temeljnim promjenama u strukturi ili svojstvima izvorne tvari. S jedne strane, smanjenje učinkovitosti lijepljenja je zbog pada mehaničkih svojstava same pjene, s druge strane, zato što PVC obloga sadrži veliki broj plastifikatora, a plastifikator migrira na površinu tijekom procesa. toplinskog starenja kisikom. Dodavanje antioksidansa može poboljšati njegova svojstva toplinskog starenja, uglavnom zato što antioksidansi mogu eliminirati novonastale slobodne radikale, odgoditi ili inhibirati proces oksidacije polimera, kako bi se održala izvorna svojstva polimera.
Sveobuhvatna izvedba
Na temelju gornjih rezultata dizajnirana je optimalna formula i procijenjena su njezina različita svojstva. Učinkovitost formule uspoređena je s onom od uobičajene poliuretanske pjene za rukohvate visokog odskoka. Rezultati su prikazani u tablici 5.
Kao što se može vidjeti iz tablice 5, izvedba optimalne formule polukrute poliuretanske pjene ima određene prednosti u odnosu na osnovnu i opću formulu, te je praktičnija i prikladnija za primjenu visokoučinkovitih rukohvata.
Zaključak
Podešavanje količine polietera i odabir kvalificiranog sredstva za dispergiranje vlaženja i antioksidansa može dati polukrutoj poliuretanskoj pjeni dobra mehanička svojstva, izvrsna svojstva starenja toplinom i tako dalje. Na temelju izvrsnih performansi pjene, ovaj proizvod od poliuretanske polutvrde pjene visokih performansi može se primijeniti na automobilske tampon materijale kao što su rukohvati i stolovi s instrumentima.
Vrijeme objave: 25. srpnja 2024