Príprava a charakteristika polyuretánovej polotuhej peny pre vysokovýkonné automobilové zábradlia.
Lakťová opierka v interiéri auta je dôležitou súčasťou kabíny, ktorá plní úlohu tlačenia a ťahania dverí a uloženia ramena osoby v aute. V prípade núdze, keď dôjde ku kolízii auta a zábradlia, môže polyuretánové mäkké zábradlie a modifikovaný PP (polypropylén), ABS (polyakrylonitril - butadién - styrén) a iné tvrdé plastové zábradlie poskytnúť dobrú elasticitu a nárazník, čím sa zníži riziko zranenia. Zábradlia z mäkkej polyuretánovej peny môžu poskytnúť dobrý pocit z ruky a krásnu textúru povrchu, čím zlepšujú pohodlie a krásu kokpitu. Preto s rozvojom automobilového priemyslu a zlepšovaním požiadaviek ľudí na interiérové materiály sú výhody polyuretánovej mäkkej peny v automobilových zábradliach čoraz zreteľnejšie.
Existujú tri druhy polyuretánových mäkkých zábradlí: vysoko pružná pena, samokrehovaná pena a polotuhá pena. Vonkajší povrch vysoko odolných madiel je pokrytý PVC (polyvinylchloridovou) kožou a vnútro je polyuretánová vysoko pružná pena. Podpora peny je relatívne slabá, pevnosť relatívne nízka a adhézia medzi penou a pokožkou je relatívne nedostatočná. Samoplášťové madlo má vrstvu penového jadra kože, nízku cenu, vysoký stupeň integrácie a je široko používané v úžitkových vozidlách, ale je ťažké vziať do úvahy pevnosť povrchu a celkový komfort. Polotuhá lakťová opierka je pokrytá PVC kožou, koža poskytuje dobrý dotyk a vzhľad a vnútorná polotuhá pena má vynikajúci pocit, odolnosť proti nárazu, absorpciu energie a odolnosť proti starnutiu, takže sa stále viac používa pri používaní interiér osobného auta.
V tomto príspevku je navrhnutý základný vzorec polyuretánovej polotuhej peny pre automobilové zábradlia a na tomto základe je študované jej zlepšenie.
Experimentálna časť
Hlavná surovina
Polyéterpolyol A (hydroxylové číslo 30 ~ 40 mg/g), polymérny polyol B (hydroxylové číslo 25 ~ 30 mg/g): Wanhua Chemical Group Co., LTD. Modifikovaný MDI [difenylmetándiizokyanát, w (NCO) je 25%~30%], kompozitný katalyzátor, zvlhčujúci dispergátor (Činidlo 3), antioxidant A: Wanhua Chemical (Beijing) Co., LTD., Maitou, atď.; Zmáčací dispergátor (Činidlo 1), Zmáčací dispergátor (Činidlo 2) : Byke Chemical. Vyššie uvedené suroviny sú priemyselnej kvality. Koža podšívky z PVC: Changshu Ruihua.
Hlavné vybavenie a nástroje
Vysokorýchlostný mixér typu Sdf-400, elektronické váhy typu AR3202CN, hliníková forma (10 cm × 10 cm × 1 cm, 10 cm × 10 cm × 5 cm), elektrická fúkacia rúra typu 101-4AB, elektronický univerzálny napínací stroj typu KJ-1065, typ 501A super termostat.
Príprava základnej receptúry a vzorky
Základné zloženie polotuhej polyuretánovej peny je uvedené v tabuľke 1.
Príprava skúšobnej vzorky mechanických vlastností: kompozitný polyéter (materiál A) bol pripravený podľa konštrukčného vzorca, zmiešaný s modifikovaným MDI v určitom pomere, miešaný vysokorýchlostným miešacím zariadením (3000 ot./min.) počas 3 ~ 5s , potom sa naleje do zodpovedajúcej formy na penu a po určitom čase sa forma otvorí, aby sa získala vylisovaná vzorka polotuhej polyuretánovej peny.
Príprava vzorky na test lepiacej schopnosti: vrstva PVC plášťa sa umiestni do spodnej formy formy a kombinovaný polyéter a modifikovaný MDI sa zmiešajú v pomere, miešajú sa pomocou vysokorýchlostného miešacieho zariadenia (3 000 ot./min. ) po dobu 3 ~ 5 s, potom sa naleje na povrch kože a forma sa uzavrie a polyuretánová pena s pokožkou sa za určitý čas vylisuje.
Výkonnostný test
Mechanické vlastnosti: 40%CLD (tvrdosť v tlaku) podľa štandardného testu ISO-3386; Pevnosť v ťahu a predĺženie pri pretrhnutí sa testujú podľa normy ISO-1798; Pevnosť v roztrhnutí je testovaná podľa normy ISO-8067. Výkon lepenia: Elektronický univerzálny napínací stroj sa používa na zlúpnutie kože a peny o 180° podľa štandardu OEM.
Výkon starnutia: Otestujte stratu mechanických vlastností a lepiacich vlastností po 24 hodinách starnutia pri 120 °C podľa štandardnej teploty výrobcu OEM.
Výsledky a diskusia
Mechanická vlastnosť
Zmenou pomeru polyéterpolyolu A a polymérneho polyolu B v základnom vzorci sa skúmal vplyv rôzneho dávkovania polyéteru na mechanické vlastnosti polotuhej polyuretánovej peny, ako je uvedené v tabuľke 2.
Z výsledkov v tabuľke 2 je zrejmé, že pomer polyéterpolyolu A k polymérnemu polyolu B má významný vplyv na mechanické vlastnosti polyuretánovej peny. Keď sa pomer polyéterpolyolu A k polymérnemu polyolu B zvyšuje, zvyšuje sa predĺženie pri pretrhnutí, tvrdosť v tlaku do určitej miery klesá a pevnosť v ťahu a pevnosť v roztrhnutí sa menia len málo. Molekulový reťazec polyuretánu pozostáva hlavne z mäkkého segmentu a tvrdého segmentu, mäkkého segmentu z polyolu a tvrdého segmentu z karbamátovej väzby. Na jednej strane je rozdielna relatívna molekulová hmotnosť a hydroxylové číslo oboch polyolov, na druhej strane polymérny polyol B je polyéterpolyol modifikovaný akrylonitrilom a styrénom a tuhosť segmentu reťazca je zlepšená vďaka existenciu benzénového kruhu, zatiaľ čo polymérny polyol B obsahuje látky s malými molekulami, čo zvyšuje krehkosť peny. Keď má polyéterpolyol A 80 dielov a polymérny polyol B 10 dielov, komplexné mechanické vlastnosti peny sú lepšie.
Lepiaca vlastnosť
Keďže ide o produkt s vysokou frekvenciou lisovania, zábradlie výrazne zníži pohodlie dielov, ak sa pena a koža odlupujú, takže je potrebný lepiaci výkon polyuretánovej peny a kože. Na základe vyššie uvedeného výskumu boli pridané rôzne zmáčacie dispergačné činidlá na testovanie adhéznych vlastností peny a pokožky. Výsledky sú uvedené v tabuľke 3.
Z tabuľky 3 je zrejmé, že rôzne zmáčacie disperzanty majú zjavné účinky na odlupovaciu silu medzi penou a pokožkou: Po použití aditíva 2 dochádza k zrúteniu peny, čo môže byť spôsobené nadmerným otváraním peny po pridaní aditíva. 2; Po použití aditív 1 a 3 sa sila strhnutia slepej vzorky určitým spôsobom zvýši a sila strhnutia aditíva 1 je asi o 17 % vyššia ako slepá vzorka a sila strhnutia aditíva 3 je približne o 25 % vyššia ako u slepej vzorky. Rozdiel medzi prísadou 1 a prísadou 3 je spôsobený najmä rozdielom vo zmáčavosti kompozitného materiálu na povrchu. Vo všeobecnosti, na vyhodnotenie zmáčavosti kvapaliny na pevnej látke je kontaktný uhol dôležitým parametrom na meranie povrchovej zmáčavosti. Preto sa testoval kontaktný uhol medzi kompozitným materiálom a pokožkou po pridaní dvoch vyššie uvedených zmáčacích disperzantov a výsledky sú znázornené na obrázku 1.
Z obrázku 1 je možné vidieť, že kontaktný uhol slepej vzorky je najväčší, čo je 27°, a kontaktný uhol pomocného činidla 3 je najmenší, čo je len 12°. To ukazuje, že použitie aditíva 3 môže vo väčšej miere zlepšiť zmáčavosť kompozitného materiálu a pokožky a ľahšie sa nanáša na povrch pokožky, takže použitie aditíva 3 má najväčšiu odlupovaciu silu.
Starnúca nehnuteľnosť
Výrobky zábradlia sú lisované v aute, frekvencia vystavenia slnečnému žiareniu je vysoká a starnutie je ďalšou dôležitou vlastnosťou, ktorú musí polyuretánová polotuhá pena zábradlia zvážiť. Preto bola testovaná účinnosť starnutia základnej receptúry a bola vykonaná štúdia zlepšenia a výsledky sú uvedené v tabuľke 4.
Porovnaním údajov v tabuľke 4 je možné zistiť, že mechanické vlastnosti a lepiace vlastnosti základného vzorca sú výrazne znížené po tepelnom starnutí pri 120 °C: po starnutí po dobu 12 hodín strata rôznych vlastností okrem hustoty (rovnaká nižšie) je 13%~16%; Strata výkonu pri 24-hodinovom starnutí je 23%~26%. Uvádza sa, že vlastnosť starnutia za tepla základného zloženia nie je dobrá a vlastnosť starnutia za tepla pôvodného zloženia sa môže samozrejme zlepšiť pridaním antioxidantu triedy A do zloženia. Za rovnakých experimentálnych podmienok po pridaní antioxidantu A bola strata rôznych vlastností po 12 hodinách 7 % až 8 % a strata rôznych vlastností po 24 hodinách bola 13 % až 16 %. Pokles mechanických vlastností je spôsobený najmä sériou reťazových reakcií vyvolaných porušením chemickej väzby a aktívnymi voľnými radikálmi počas procesu tepelného starnutia, čo má za následok zásadné zmeny v štruktúre alebo vlastnostiach pôvodnej látky. Na jednej strane je pokles lepiacej schopnosti spôsobený poklesom mechanických vlastností samotnej peny, na druhej strane preto, že PVC plášť obsahuje veľké množstvo zmäkčovadiel a zmäkčovadlo migruje na povrch počas procesu. tepelného starnutia kyslíkom. Pridanie antioxidantov môže zlepšiť jeho vlastnosti tepelného starnutia, hlavne preto, že antioxidanty môžu eliminovať novovzniknuté voľné radikály, oddialiť alebo inhibovať oxidačný proces polyméru tak, aby sa zachovali pôvodné vlastnosti polyméru.
Komplexný výkon
Na základe vyššie uvedených výsledkov sa navrhol optimálny vzorec a vyhodnotili sa jeho rôzne vlastnosti. Výkon vzorca bol porovnaný s výkonom bežnej polyuretánovej peny na zábradlie s vysokým odrazom. Výsledky sú uvedené v tabuľke 5.
Ako je zrejmé z tabuľky 5, výkon optimálneho zloženia polotuhej polyuretánovej peny má určité výhody oproti základným a všeobecným vzorcom a je praktickejší a je vhodnejší na aplikáciu vysokovýkonných zábradlí.
Záver
Úprava množstva polyéteru a výber kvalifikovaného zmáčacieho dispergačného činidla a antioxidantu môže poskytnúť polotuhej polyuretánovej pene dobré mechanické vlastnosti, vynikajúce vlastnosti tepelného starnutia atď. Na základe vynikajúceho výkonu peny sa tento vysokovýkonný polyuretánový polotuhý penový produkt môže aplikovať na automobilové nárazníkové materiály, ako sú zábradlia a prístrojové stoly.
Čas odoslania: 25. júla 2024