Pregatirea si caracteristicile spumei poliuretanice semirigide pentru balustrade auto performante.
Cotiera din interiorul mașinii este o parte importantă a cabinei, care joacă rolul de a împinge și trage ușa și de a plasa brațul persoanei din mașină. În caz de urgență, atunci când mașina și balustrada se ciocnesc, balustrada moale din poliuretan și PP modificat (polipropilenă), ABS (poliacrilonitril - butadienă - stiren) și alte balustrade din plastic dur, pot oferi o bună elasticitate și tampon, reducând astfel rănile. Balustradele din spumă moale din poliuretan pot oferi o senzație bună a mâinii și o textura frumoasă a suprafeței, îmbunătățind astfel confortul și frumusețea cockpitului. Prin urmare, odată cu dezvoltarea industriei auto și îmbunătățirea cerințelor oamenilor pentru materialele interioare, avantajele spumei poliuretanice moi din balustradele auto devin din ce în ce mai evidente.
Există trei tipuri de balustrade moi din poliuretan: spumă de înaltă rezistență, spumă cu crusta proprie și spumă semi-rigidă. Suprafața exterioară a balustradelor cu rezistență ridicată este acoperită cu piele din PVC (clorură de polivinil), iar interiorul este spumă poliuretanică de înaltă rezistență. Suportul spumei este relativ slab, rezistența este relativ scăzută, iar aderența dintre spumă și piele este relativ insuficientă. Balustrada cu piele cu piele proprie are un strat de bază de spumă de piele, cost redus, grad de integrare ridicat și este utilizată pe scară largă în vehiculele comerciale, dar este dificil de luat în considerare rezistența suprafeței și confortul general. Cotiera semirigidă este acoperită cu piele din PVC, pielea oferă o atingere și un aspect bun, iar spuma semirigidă internă are o senzație excelentă, rezistență la impact, absorbție de energie și rezistență la îmbătrânire, deci este din ce în ce mai utilizată în utilizarea interior autoturism.
În această lucrare, este concepută formula de bază a spumei poliuretanice semirigide pentru balustrade de automobile, iar îmbunătățirea acesteia este studiată pe această bază.
Secțiunea experimentală
Materia prima principala
Polieter poliol A (valoare hidroxil 30 ~ 40 mg/g), polimer poliol B (valoare hidroxil 25 ~ 30 mg/g): Wanhua Chemical Group Co., LTD. MDI modificat [difenilmetan diizocianat, w (NCO) este 25%~30%], catalizator compozit, dispersant de umectare (Agent 3), antioxidant A: Wanhua Chemical (Beijing) Co., LTD., Maitou, etc.; Agent de dispersie de umectare (Agent 1), dispersant de umectare (Agent 2): Byke Chemical. Materiile prime de mai sus sunt de calitate industrială. Piele de căptușeală din PVC: Changshu Ruihua.
Echipamente și instrumente principale
Mixer de mare viteză tip Sdf-400, balanță electronică tip AR3202CN, matriță din aluminiu (10cm×10cm×1cm, 10cm×10cm×5cm), cuptor electric cu suflă tip 101-4AB, mașină electronică universală de tensionare tip KJ-1065, tip super 501A termostat.
Pregătirea formulei de bază și a probei
Formularea de bază a spumei poliuretanice semirigide este prezentată în tabelul 1.
Pregătirea probei de testare a proprietăților mecanice: polieterul compozit (material A) a fost preparat conform formulei de proiectare, amestecat cu MDI modificat într-o anumită proporție, agitat cu un dispozitiv de agitare de mare viteză (3000r/min) timp de 3~5s. , apoi turnat în matrița corespunzătoare pentru a spuma și a deschis matrița într-un anumit timp pentru a obține proba turnată din spumă poliuretanică semi-rigidă.
Pregătirea probei pentru testul de performanță de lipire: un strat de piele de PVC este plasat în matrița inferioară a matriței, iar polieterul combinat și MDI modificat sunt amestecate proporțional, agitate cu un dispozitiv de agitare de mare viteză (3 000 r/min). ) timp de 3 ~ 5 s, apoi turnat pe suprafața pielii, iar matrița este închisă, iar spuma poliuretanică cu pielea este turnată într-un anumit timp.
Test de performanță
Proprietăți mecanice: 40%CLD (duritate compresivă) conform testului standard ISO-3386; Rezistența la tracțiune și alungirea la rupere sunt testate conform standardului ISO-1798; Rezistența la rupere este testată conform standardului ISO-8067. Performanță de lipire: mașina electronică universală de tensionare este utilizată pentru a decoji pielea și a spuma la 180° conform standardului unui OEM.
Performanță de îmbătrânire: Testați pierderea proprietăților mecanice și a proprietăților de lipire după 24 de ore de îmbătrânire la 120 ℃ în conformitate cu temperatura standard a unui OEM.
Rezultate și discuții
Proprietate mecanică
Prin modificarea raportului dintre polieter poliol A și polimer poliol B în formula de bază, a fost explorată influența diferitelor doze de polieter asupra proprietăților mecanice ale spumei poliuretanice semirigide, așa cum se arată în tabelul 2.
Din rezultatele din Tabelul 2 se poate observa că raportul dintre polieter poliol A și polimer poliol B are un efect semnificativ asupra proprietăților mecanice ale spumei poliuretanice. Când raportul dintre polieter poliol A și polimer poliol B crește, alungirea la rupere crește, duritatea la compresiune scade într-o anumită măsură, iar rezistența la tracțiune și rezistența la rupere se modifică puțin. Lanțul molecular al poliuretanului constă în principal din segment moale și segment dur, segment moale din poliol și segment dur din legătură carbamat. Pe de o parte, greutatea moleculară relativă și valoarea hidroxil a celor doi polioli sunt diferite, pe de altă parte, polimerul poliol B este un polieter poliol modificat cu acrilonitril și stiren, iar rigiditatea segmentului de lanț este îmbunătățită datorită existența inelului benzenic, în timp ce polimerul poliol B conține substanțe moleculare mici, ceea ce crește fragilitatea spumei. Când polieter poliol A este de 80 de părți și polimer poliol B este de 10 părți, proprietățile mecanice cuprinzătoare ale spumei sunt mai bune.
Proprietate de legătură
Ca produs cu frecvență mare de presare, balustrada va reduce semnificativ confortul pieselor dacă spuma și pielea se decojesc, astfel încât este necesară performanța de lipire a spumei poliuretanice și a pielii. Pe baza cercetărilor de mai sus, au fost adăugați diferiți dispersanți de umectare pentru a testa proprietățile de aderență ale spumei și ale pielii. Rezultatele sunt prezentate în Tabelul 3.
Se poate observa din Tabelul 3 că diferiți dispersanți umeziți au efecte evidente asupra forței de exfoliere dintre spumă și piele: Colapsul spumei are loc după utilizarea aditivului 2, care poate fi cauzat de deschiderea excesivă a spumei după adăugarea de aditiv. 2; După utilizarea aditivilor 1 și 3, rezistența la stripare a probei martor are o anumită creștere, iar rezistența la stripare a aditivului 1 este cu aproximativ 17% mai mare decât cea a probei martor, iar rezistența la stripare a aditivului 3 este cu aproximativ 25% mai mare decât cea a probei martor. Diferența dintre aditivul 1 și aditivul 3 este cauzată în principal de diferența de umectare a materialului compozit pe suprafață. În general, pentru a evalua umecbilitatea lichidului pe solid, unghiul de contact este un parametru important pentru măsurarea umectabilității suprafeței. Prin urmare, unghiul de contact dintre materialul compozit și piele după adăugarea celor doi dispersanți de umectare de mai sus a fost testat, iar rezultatele au fost prezentate în Figura 1.
Din figura 1 se poate observa că unghiul de contact al probei martor este cel mai mare, care este de 27°, iar unghiul de contact al agentului auxiliar 3 este cel mai mic, care este de numai 12°. Acest lucru arată că utilizarea aditivului 3 poate îmbunătăți umecbilitatea materialului compozit și a pielii într-o măsură mai mare și este mai ușor de răspândit pe suprafața pielii, astfel încât utilizarea aditivului 3 are cea mai mare forță de exfoliere.
Proprietate de îmbătrânire
Produsele cu balustradă sunt presate în mașină, frecvența expunerii la lumina soarelui este mare, iar performanța la îmbătrânire este o altă performanță importantă pe care trebuie să o ia în considerare spuma poliuretanică semirigidă pentru balustradă. Prin urmare, a fost testată performanța la îmbătrânire a formulei de bază și a fost efectuat studiul de îmbunătățire, iar rezultatele au fost prezentate în Tabelul 4.
Prin compararea datelor din tabelul 4, se poate constata că proprietățile mecanice și proprietățile de legătură ale formulei de bază sunt semnificativ scăzute după îmbătrânirea termică la 120℃: după îmbătrânire timp de 12 ore, pierderea diferitelor proprietăți, cu excepția densității (la fel de mai jos) este 13%~16%; Pierderea de performanță la îmbătrânirea de 24 de ore este de 23%~26%. Este indicat că proprietatea de îmbătrânire termică a formulei de bază nu este bună, iar proprietatea de îmbătrânire termică a formulei originale poate fi evident îmbunătățită prin adăugarea unei clase de antioxidant A la formulă. În aceleași condiții experimentale după adăugarea antioxidantului A, pierderea diferitelor proprietăți după 12 ore a fost de 7% ~ 8%, iar pierderea diferitelor proprietăți după 24 ore a fost de 13% ~ 16%. Scăderea proprietăților mecanice se datorează în principal unei serii de reacții în lanț declanșate de ruperea legăturilor chimice și a radicalilor liberi activi în timpul procesului de îmbătrânire termică, având ca rezultat modificări fundamentale ale structurii sau proprietăților substanței originale. Pe de o parte, scăderea performanței de lipire se datorează scăderii proprietăților mecanice ale spumei în sine, pe de altă parte, deoarece pielea din PVC conține un număr mare de plastifianți, iar plastifiantul migrează la suprafață în timpul procesului. a îmbătrânirii termice cu oxigen. Adăugarea de antioxidanți poate îmbunătăți proprietățile sale termice de îmbătrânire, în principal pentru că antioxidanții pot elimina radicalii liberi nou generați, pot întârzia sau inhiba procesul de oxidare a polimerului, astfel încât să mențină proprietățile originale ale polimerului.
Performanță cuprinzătoare
Pe baza rezultatelor de mai sus, a fost concepută formula optimă și au fost evaluate diferitele sale proprietăți. Performanța formulei a fost comparată cu cea a spumei generale de poliuretan cu rebound mare pentru balustradă. Rezultatele sunt prezentate în Tabelul 5.
După cum se poate observa din Tabelul 5, performanța formulei optime de spumă poliuretanică semi-rigidă are anumite avantaje față de formulele de bază și generale și este mai practică și este mai potrivită pentru aplicarea balustradelor de înaltă performanță.
Concluzie
Reglarea cantității de polieter și selectarea unui dispersant de umectare și antioxidant calificat poate da spumei poliuretanice semirigide proprietăți mecanice bune, proprietăți excelente de îmbătrânire termică și așa mai departe. Pe baza performanței excelente a spumei, acest produs din spumă semirigidă poliuretanică de înaltă performanță poate fi aplicat pe materiale tampon auto, cum ar fi balustrade și mese pentru instrumente.
Ora postării: 25-iul-2024