Příprava a vlastnosti polyuretanové polotuhé pěny pro vysoce výkonná automobilová zábradlí.
Loketní opěrka v interiéru vozu je důležitou součástí kabiny, která plní roli tlačení a přitahování dveří a umístění paže osoby ve voze. V případě nouze, kdy dojde ke kolizi vozu a madla, může polyuretanové měkké madlo a modifikovaný PP (polypropylen), ABS (polyakrylonitril - butadien - styren) a další tvrdé plastové madlo poskytnout dobrou elasticitu a nárazník, čímž se sníží zranění. Polyuretanová měkká pěnová madla mohou poskytnout dobrý pocit z ruky a krásnou povrchovou strukturu, čímž zlepšují pohodlí a krásu kokpitu. Proto s rozvojem automobilového průmyslu a zlepšováním požadavků lidí na interiérové materiály jsou výhody polyuretanové měkké pěny v automobilových zábradlích stále více zřejmé.
Existují tři druhy polyuretanových měkkých zábradlí: vysoce pružná pěna, pěna s vlastní krustou a polotuhá pěna. Vnější povrch vysoce odolných madel je pokryt PVC (polyvinylchloridovou) kůží a vnitřek je polyuretanová vysoce pružná pěna. Podpora pěny je relativně slabá, pevnost je relativně nízká a adheze mezi pěnou a pokožkou je relativně nedostatečná. Samopotahové madlo má pěnovou jádrovou vrstvu kůže, nízké náklady, vysoký stupeň integrace a je široce používáno v užitkových vozidlech, ale je obtížné vzít v úvahu pevnost povrchu a celkový komfort. Polotuhá loketní opěrka je pokryta PVC kůží, kůže poskytuje dobrý omak a vzhled a vnitřní polotuhá pěna má vynikající pocit, odolnost proti nárazu, absorpci energie a odolnost proti stárnutí, takže je stále více používána při použití interiér osobního vozu.
V tomto příspěvku je navržen základní vzorec polyuretanové polotuhé pěny pro automobilová zábradlí a na tomto základě je studováno její vylepšení.
Experimentální sekce
Hlavní surovina
Polyetherpolyol A (hydroxylové číslo 30 ~ 40 mg/g), polymerní polyol B (hydroxylové číslo 25 ~ 30 mg/g): Wanhua Chemical Group Co., LTD. Modifikovaný MDI [difenylmethandiisokyanát, w (NCO) je 25%~30%], kompozitní katalyzátor, smáčecí dispergační činidlo (činidlo 3), antioxidant A: Wanhua Chemical (Beijing) Co., LTD., Maitou, atd.; Smáčecí dispergační prostředek (činidlo 1), smáčecí dispergační činidlo (činidlo 2) : Byke Chemical. Výše uvedené suroviny jsou průmyslové kvality. Potah PVC podšívky: Changshu Ruihua.
Hlavní zařízení a nástroje
Vysokorychlostní mixér typu Sdf-400, elektronická váha typu AR3202CN, hliníková forma (10 cm × 10 cm × 1 cm, 10 cm × 10 cm × 5 cm), elektrická ofukovací trouba typu 101-4AB, elektronický univerzální napínací stroj typu KJ-1065, typ 501A super termostat.
Příprava základní receptury a vzorku
Základní složení polotuhé polyuretanové pěny je uvedeno v tabulce 1.
Příprava zkušebního vzorku mechanických vlastností: kompozitní polyether (materiál A) byl připraven podle konstrukčního vzorce, smíchán s modifikovaným MDI v určitém poměru, míchán vysokorychlostním míchacím zařízením (3000 ot./min) po dobu 3~5s , pak se nalije do odpovídající formy na pěnu a během určité doby se forma otevřela, aby se získal vylisovaný vzorek polotuhé polyuretanové pěny.
Příprava vzorku ke zkoušce lepení: do spodní formy formy se vloží vrstva PVC kůže a kombinovaný polyether a modifikovaný MDI se smíchají v poměru, míchá se vysokorychlostním míchacím zařízením (3 000 ot./min. ) po dobu 3 ~ 5 s, poté se nalije na povrch kůže a forma se uzavře a polyuretanová pěna s kůží se během určité doby vytvaruje.
Test výkonu
Mechanické vlastnosti: 40%CLD (tvrdost v tlaku) podle normy ISO-3386; Pevnost v tahu a prodloužení při přetržení jsou testovány podle normy ISO-1798; Pevnost v roztržení je testována podle normy ISO-8067. Výkon lepení: Elektronický univerzální napínací stroj se používá k odlupování kůže a pěny o 180° podle standardu OEM.
Výkon při stárnutí: Otestujte ztrátu mechanických vlastností a lepicích vlastností po 24 hodinách stárnutí při 120 °C podle standardní teploty výrobce OEM.
Výsledky a diskuse
Mechanická vlastnost
Změnou poměru polyetherpolyolu A a polymerního polyolu B v základním vzorci byl zkoumán vliv různého dávkování polyetheru na mechanické vlastnosti polotuhé polyuretanové pěny, jak ukazuje tabulka 2.
Z výsledků v tabulce 2 je patrné, že poměr polyetherpolyolu A k polymernímu polyolu B má významný vliv na mechanické vlastnosti polyuretanové pěny. Když se poměr polyetherpolyolu A k polymernímu polyolu B zvyšuje, zvětšuje se prodloužení při přetržení, tvrdost v tlaku se do určité míry snižuje a pevnost v tahu a pevnost v roztržení se mění jen málo. Molekulární řetězec polyuretanu se skládá hlavně z měkkého segmentu a tvrdého segmentu, měkkého segmentu z polyolu a tvrdého segmentu z karbamátové vazby. Na jedné straně se liší relativní molekulová hmotnost a hydroxylové číslo obou polyolů, na druhé straně je polymerní polyol B polyetherpolyol modifikovaný akrylonitrilem a styrenem a tuhost segmentu řetězce je zlepšena díky existence benzenového kruhu, zatímco polymerní polyol B obsahuje malomolekulární látky, které zvyšují křehkost pěny. Když má polyetherpolyol A 80 dílů a polymerní polyol B 10 dílů, celkové mechanické vlastnosti pěny jsou lepší.
Vlastnost lepení
Jako produkt s vysokou frekvencí lisování zábradlí výrazně sníží pohodlí dílů, pokud se pěna a kůže odlupují, takže je vyžadována schopnost lepení polyuretanové pěny a kůže. Na základě výše uvedeného výzkumu byly přidány různé smáčecí dispergační prostředky pro testování adhezních vlastností pěny a pokožky. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 3.
Z tabulky 3 je patrné, že různé smáčecí dispergátory mají zjevné účinky na peelingovou sílu mezi pěnou a pokožkou: Po použití přísady 2 dochází ke kolapsu pěny, což může být způsobeno nadměrným otevíráním pěny po přidání přísady. 2; Po použití aditiv 1 a 3 se odlamovací síla slepého vzorku určitým způsobem zvýšila a stahovací síla aditiva 1 je asi o 17 % vyšší než u slepého vzorku a stahovací síla aditiva 3 je vyšší. asi o 25 % vyšší než u slepého vzorku. Rozdíl mezi přísadou 1 a přísadou 3 je způsoben především rozdílem ve smáčivosti kompozitního materiálu na povrchu. Obecně platí, že pro hodnocení smáčivosti kapaliny na pevné látce je kontaktní úhel důležitým parametrem pro měření povrchové smáčivosti. Proto byl testován kontaktní úhel mezi kompozitním materiálem a pokožkou po přidání dvou výše uvedených smáčecích dispergačních činidel a výsledky jsou uvedeny na obrázku 1.
Z obrázku 1 je vidět, že kontaktní úhel slepého vzorku je největší, což je 27°, a kontaktní úhel pomocného činidla 3 je nejmenší, což je pouze 12°. To ukazuje, že použití aditiva 3 může ve větší míře zlepšit smáčivost kompozitního materiálu a kůže a snadněji se roztírá na povrch kůže, takže použití aditiva 3 má největší peelingovou sílu.
Stárnoucí nemovitost
Výrobky zábradlí jsou lisovány v autě, frekvence vystavení slunečnímu záření je vysoká a odolnost proti stárnutí je další důležitou vlastností, kterou musí polyuretanová polotuhá pěna zábradlí brát v úvahu. Proto byl testován účinek stárnutí základního vzorce a byla provedena studie zlepšení a výsledky jsou uvedeny v tabulce 4.
Porovnáním údajů v tabulce 4 lze zjistit, že mechanické vlastnosti a pojivové vlastnosti základního vzorce jsou výrazně sníženy po tepelném stárnutí při 120 °C: po stárnutí po dobu 12 hodin ztráta různých vlastností kromě hustoty (stejná níže) je 13%~16%; Ztráta výkonu 24h stárnutí je 23%~26%. Uvádí se, že vlastnost tepelného stárnutí základního složení není dobrá a vlastnost tepelného stárnutí původního složení může být zjevně zlepšena přidáním antioxidantu třídy A do složení. Za stejných experimentálních podmínek po přidání antioxidantu A byla ztráta různých vlastností po 12 hodinách 7 %~8 % a ztráta různých vlastností po 24 hodinách byla 13 %~16 %. Pokles mechanických vlastností je způsoben především sérií řetězových reakcí spouštěných porušením chemických vazeb a aktivními volnými radikály během procesu tepelného stárnutí, které mají za následek zásadní změny ve struktuře nebo vlastnostech původní látky. Na jedné straně je pokles lepivosti způsoben poklesem mechanických vlastností samotné pěny, na druhé straně proto, že PVC plášť obsahuje velké množství změkčovadel a změkčovadlo migruje na povrch během procesu tepelného stárnutí kyslíkem. Přídavek antioxidantů může zlepšit jeho vlastnosti tepelného stárnutí, zejména proto, že antioxidanty mohou eliminovat nově vzniklé volné radikály, zpomalit nebo inhibovat oxidační proces polymeru tak, aby byly zachovány původní vlastnosti polymeru.
Komplexní výkon
Na základě výše uvedených výsledků byl navržen optimální vzorec a byly vyhodnoceny jeho různé vlastnosti. Výkon vzorce byl porovnán s výkonem běžné polyuretanové pěny na zábradlí s vysokým odrazem. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 5.
Jak je patrné z tabulky 5, výkon optimálního složení polotuhé polyuretanové pěny má určité výhody oproti základnímu a obecnému složení, je praktičtější a je vhodnější pro použití vysoce výkonných madel.
Závěr
Nastavení množství polyetheru a výběr kvalifikovaného smáčecího dispergačního činidla a antioxidantu může poskytnout polotuhé polyuretanové pěně dobré mechanické vlastnosti, vynikající vlastnosti tepelného stárnutí a tak dále. Na základě vynikajících vlastností pěny lze tento vysoce výkonný polyuretanový polotuhý pěnový produkt aplikovat na automobilové nárazníkové materiály, jako jsou madla a stoly přístrojů.
Čas odeslání: 25. července 2024