Подготовка и характеристики на полиуретанова полутвърда пяна за високоефективни автомобилни парапети.
Подлакътникът в интериора на автомобила е важна част от кабината, която играе ролята на бутане и дърпане на вратата и поставяне на ръката на човека в колата. В случай на авария, когато автомобилът и парапетът се сблъскат, полиуретановият мек парапет и модифицираният PP (полипропилен), ABS (полиакрилонитрил - бутадиен - стирен) и други твърди пластмасови парапети могат да осигурят добра еластичност и буфер, като по този начин намаляват нараняванията. Перилата от мека полиуретанова пяна могат да осигурят добро усещане за ръка и красива текстура на повърхността, като по този начин подобряват комфорта и красотата на пилотската кабина. Следователно, с развитието на автомобилната индустрия и подобряването на изискванията на хората към интериорните материали, предимствата на меката полиуретанова пяна в автомобилните парапети стават все по-очевидни.
Има три вида полиуретанови меки парапети: високоеластична пяна, самонастилаща се пяна и полутвърда пяна. Външната повърхност на парапетите с висока еластичност е покрита с PVC (поливинилхлорид) кожа, а вътрешната е с полиуретанова високоеластична пяна. Поддръжката на пяната е относително слаба, якостта е относително ниска и адхезията между пяната и кожата е относително недостатъчна. Парапетът със самостоятелна кожа има сърцевина от пяна от кожа, ниска цена, висока степен на интеграция и се използва широко в търговски превозни средства, но е трудно да се вземе предвид здравината на повърхността и цялостния комфорт. Полутвърдият подлакътник е покрит с PVC кожа, кожата осигурява добър допир и външен вид, а вътрешната полутвърда пяна има отлично усещане, устойчивост на удар, абсорбция на енергия и устойчивост на стареене, така че се използва все по-широко при употребата на салон на лек автомобил.
В тази статия е проектирана основната формула на полиуретанова полутвърда пяна за автомобилни парапети и нейното подобрение е проучено на тази основа.
Експериментален участък
Основна суровина
Полиетер полиол A (хидроксилна стойност 30 ~ 40 mg/g), полимер полиол B (хидроксилна стойност 25 ~ 30 mg/g) : Wanhua Chemical Group Co., LTD. Модифициран MDI [дифенилметан диизоцианат, w (NCO) е 25%~30%], композитен катализатор, омокрящ дисперсант (агент 3), антиоксидант A: Wanhua Chemical (Beijing) Co., LTD., Maitou и др.; Омокрящ дисперсант (Агент 1), омокрящ дисперсант (Агент 2): Byke Chemical. Горните суровини са промишлени. PVC облицовка кожа: Changshu Ruihua.
Основно оборудване и инструменти
Високоскоростен миксер тип Sdf-400, електронен баланс тип AR3202CN, алуминиева форма (10 см × 10 см × 1 см, 10 см × 10 см × 5 см), електрическа фурна с вентилатор тип 101-4AB, електронна универсална машина за опъване тип KJ-1065, тип супер 501A термостат.
Изготвяне на основна формула и проба
Основният състав на полутвърдата полиуретанова пяна е показан в таблица 1.
Подготовка на пробата за изпитване на механичните свойства: композитният полиетер (материал А) се приготвя съгласно формулата на дизайна, смесва се с модифицирания MDI в определена пропорция, разбърква се с високоскоростно разбъркващо устройство (3000r/min) за 3~5 s , след това се излива в съответната форма, за да се разпени, и се отваря формата в рамките на определено време, за да се получи формована проба от полутвърда полиуретанова пяна.
Подготовка на пробата за изпитване на ефективността на свързване: слой PVC кожа се поставя в долната матрица на матрицата и комбинираният полиетер и модифицираният MDI се смесват в пропорция, като се разбъркват с високоскоростно устройство за разбъркване (3 000 r/min ) за 3 ~ 5 s, след това се излива върху повърхността на кожата и матрицата се затваря и полиуретановата пяна с кожата се формова в рамките на определено време.
Тест за ефективност
Механични свойства: 40%CLD (твърдост на натиск) съгласно стандартен тест ISO-3386; Якостта на опън и удължението при скъсване са тествани съгласно стандарт ISO-1798; Якостта на разкъсване е тествана съгласно стандарт ISO-8067. Ефективност на залепване: Електронната универсална машина за опъване се използва за обелване на кожата и пяна на 180° според стандарта на OEM.
Ефективност на стареене: Тествайте загубата на механични свойства и свойства на свързване след 24 часа стареене при 120 ℃ според стандартната температура на OEM.
Резултати и дискусия
Механично свойство
Чрез промяна на съотношението на полиетер полиол А и полимер полиол В в основната формула е проучено влиянието на различната дозировка на полиетер върху механичните свойства на полутвърдата полиуретанова пяна, както е показано в таблица 2.
Може да се види от резултатите в таблица 2, че съотношението на полиетер полиол А към полимер полиол В има значителен ефект върху механичните свойства на полиуретановата пяна. Когато съотношението на полиетер полиол А към полимер полиол В се увеличи, удължението при скъсване се увеличава, твърдостта на натиск намалява до известна степен, а якостта на опън и якостта на разкъсване се променят малко. Молекулярната верига на полиуретана се състои главно от мек сегмент и твърд сегмент, мек сегмент от полиол и твърд сегмент от карбаматна връзка. От една страна, относителното молекулно тегло и хидроксилната стойност на двата полиола са различни, от друга страна, полимерният полиол B е полиетер полиол, модифициран от акрилонитрил и стирен, и твърдостта на сегмента на веригата е подобрена поради наличието на бензенов пръстен, докато полимерният полиол B съдържа малки молекулни вещества, което увеличава чупливостта на пяната. Когато полиетер полиол А е 80 части и полимер полиол В е 10 части, цялостните механични свойства на пяната са по-добри.
Собствена собственост
Като продукт с висока честота на натискане, парапетът значително ще намали комфорта на частите, ако пяната и кожата се обелят, така че е необходима ефективност на свързване на полиуретанова пяна и кожа. Въз основа на горното изследване бяха добавени различни омокрящи дисперсанти, за да се тестват адхезионните свойства на пяната и кожата. Резултатите са показани в таблица 3.
Може да се види от таблица 3, че различните омокрящи дисперсанти имат очевидни ефекти върху силата на отлепване между пяната и кожата: Свиването на пяната се получава след използването на добавка 2, което може да бъде причинено от прекомерно отваряне на пяната след добавяне на добавка 2; След използването на добавки 1 и 3, якостта на отстраняване на празната проба има известно увеличение, а якостта на отстраняване на добавката 1 е около 17% по-висока от тази на празната проба, а якостта на отстраняване на добавката 3 е около 25% по-висока от тази на празната проба. Разликата между добавка 1 и добавка 3 се дължи главно на разликата в омокряемостта на композитния материал на повърхността. Като цяло, за да се оцени омокряемостта на течност върху твърдо вещество, контактният ъгъл е важен параметър за измерване на омокряемостта на повърхността. Следователно контактният ъгъл между композитния материал и кожата след добавяне на горните два омокрящи дисперсанта беше тестван и резултатите бяха показани на Фигура 1.
Може да се види от Фигура 1, че контактният ъгъл на празната проба е най-големият, който е 27°, а контактният ъгъл на спомагателния агент 3 е най-малкият, който е само 12°. Това показва, че използването на добавка 3 може да подобри омокряемостта на композитния материал и кожата в по-голяма степен и е по-лесно да се разнесе върху повърхността на кожата, така че използването на добавка 3 има най-голяма сила на пилинг.
Застаряващ имот
Продуктите за парапети се пресоват в колата, честотата на излагане на слънчева светлина е висока, а ефективността на стареене е друга важна характеристика, която трябва да вземе предвид полиуретановата полутвърда пяна за парапети. Следователно ефективността на стареене на основната формула беше тествана и беше проведено проучване за подобрение, а резултатите бяха показани в таблица 4.
Чрез сравняване на данните в таблица 4 може да се установи, че механичните свойства и свойствата на свързване на основната формула са значително намалени след термично стареене при 120 ℃: след стареене в продължение на 12 часа, загубата на различни свойства с изключение на плътността (същото по-долу) е 13%~16%; Загубата на производителност при 24-часово стареене е 23%~26%. Посочено е, че свойството на топлинно стареене на основната формула не е добро и свойството на топлинно стареене на оригиналната формула може очевидно да бъде подобрено чрез добавяне на клас А на антиоксидант А към формулата. При същите експериментални условия след добавянето на антиоксидант А, загубата на различни свойства след 12 часа е 7%~8%, а загубата на различни свойства след 24 часа е 13%~16%. Намаляването на механичните свойства се дължи главно на поредица от верижни реакции, предизвикани от разкъсване на химическа връзка и активни свободни радикали по време на процеса на термично стареене, което води до фундаментални промени в структурата или свойствата на оригиналното вещество. От една страна, намаляването на ефективността на свързване се дължи на намаляването на механичните свойства на самата пяна, от друга страна, защото PVC кожата съдържа голям брой пластификатори и пластификаторът мигрира към повърхността по време на процеса на термично кислородно стареене. Добавянето на антиоксиданти може да подобри неговите свойства на термично стареене, главно защото антиоксидантите могат да елиминират новосъздадените свободни радикали, да забавят или инхибират процеса на окисление на полимера, така че да запазят оригиналните свойства на полимера.
Цялостно изпълнение
Въз основа на горните резултати беше проектирана оптималната формула и бяха оценени нейните различни свойства. Ефективността на формулата беше сравнена с тази на обикновената полиуретанова пяна за парапети с висок отскок. Резултатите са показани в таблица 5.
Както може да се види от таблица 5, производителността на оптималната формула за полутвърда полиуретанова пяна има определени предимства пред основните и общите формули и е по-практична и е по-подходяща за прилагане на парапети с висока производителност.
Заключение
Регулирането на количеството полиетер и изборът на квалифициран омокрящ дисперсант и антиоксидант може да даде на полутвърдата полиуретанова пяна добри механични свойства, отлични свойства на топлинно стареене и т.н. Въз основа на отличната производителност на пяната, този високоефективен продукт от полиуретанова полутвърда пяна може да се прилага към автомобилни буферни материали като парапети и маси за инструменти.
Време на публикуване: 25 юли 2024 г