Poliuretán félkemény hab előállítása és jellemzői nagy teljesítményű gépjármű-kapaszkodókhoz.
Az autó belsejében található kartámasz a vezetőfülke fontos része, amely az ajtót tolja és húzza, valamint a személy karját az autóba helyezi. Vészhelyzetben, amikor az autó és a korlát ütközik, a puha poliuretán korlát és a módosított PP (polipropilén), ABS (poliakrilnitril - butadién - sztirol) és más kemény műanyag kapaszkodó jó rugalmasságot és puffert biztosít, ezáltal csökkenti a sérüléseket. A poliuretán puha hab korlátok jó kézérzetet és gyönyörű felületi textúrát biztosítanak, ezáltal javítva a pilótafülke kényelmét és szépségét. Ezért az autóipar fejlődésével és az emberek belső anyagok iránti igényének javulásával a poliuretán lágyhab előnyei az autóipari kapaszkodókban egyre nyilvánvalóbbá válnak.
Háromféle lágy poliuretán kapaszkodó létezik: nagy rugalmasságú hab, önkérges hab és félkemény hab. A nagy rugalmasságú kapaszkodók külső felületét PVC (polivinil-klorid) bőr borítja, a belseje pedig poliuretán nagy rugalmasságú hab. A hab alátámasztása viszonylag gyenge, szilárdsága viszonylag csekély, és a hab és a bőr közötti tapadás viszonylag nem kielégítő. A saját bőrű kapaszkodó hab magréteggel rendelkezik, alacsony költséggel, magas integrációs fokú, és széles körben használják haszonjárművekben, de nehéz figyelembe venni a felület szilárdságát és az általános kényelmet. A félmerev kartámasz PVC bőrrel borított, a bőr jó tapintást és megjelenést biztosít, a belső félmerev hab pedig kiváló tapintású, ütésálló, energiaelnyelő és öregedésálló, így egyre szélesebb körben alkalmazzák a személygépkocsik belső tereinek felhasználásában.
Ebben a cikkben az autókapaszkodókhoz használt poliuretán félkemény hab alapképletét tervezzük meg, és ennek alapján tanulmányozzuk továbbfejlesztését.
Kísérleti rész
Fő nyersanyag
Poliéter-poliol A (hidroxil-érték 30-40 mg/g), polimer poliol B (hidroxil-érték 25-30 mg/g): Wanhua Chemical Group Co., LTD. Módosított MDI [difenil-metán-diizocianát, w (NCO) 25% ~ 30%], kompozit katalizátor, nedvesítő diszpergálószer (3. szer), antioxidáns A: Wanhua Chemical (Beijing) Co., LTD., Maitou stb.; Nedvesítő diszpergálószer (1. szer), nedvesítő diszpergálószer (2. szer) : Byke Chemical. A fenti alapanyagok ipari minőségűek. PVC bélés: Changshu Ruihua.
Főbb berendezések és műszerek
Sdf-400 típusú gyorskeverő, AR3202CN típusú elektronikus mérleg, alumínium forma (10cm×10cm×1cm, 10cm×10cm×5cm), 101-4AB típusú elektromos légfúvó sütő, KJ-1065 típusú elektronikus univerzális feszítőgép, 501A típusú szuper termosztát.
Alapképlet és minta készítése
A félkemény poliuretánhab alapvető összetételét az 1. táblázat mutatja.
A mechanikai tulajdonságokat vizsgáló minta készítése: a kompozit poliétert (A anyag) a tervezési képlet szerint elkészítettük, meghatározott arányban összekevertük a módosított MDI-vel, nagy sebességű (3000 fordulat/perc) keverővel 3-5 másodpercig kevertük, majd a megfelelő formába öntöttük habosra, és a formát meghatározott időn belül kinyitották, hogy megkapjuk a félkemény habosított mintát.
A minta előkészítése a kötési teljesítmény vizsgálatához: a forma alsó szerszámába PVC-réteget helyezünk, majd a kombinált poliétert és a módosított MDI-t arányosan összekeverjük, nagy sebességű (3000 ford./perc) keverővel 3-5 másodpercig keverjük, majd a bőr felületére öntjük, és a formát meghatározott időn belül a héjjal lezárjuk.
Teljesítményteszt
Mechanikai tulajdonságok: 40%CLD (nyomókeménység) az ISO-3386 szabvány teszt szerint; A szakítószilárdságot és a szakadási nyúlást az ISO-1798 szabvány szerint vizsgálták; A szakítószilárdság vizsgálata az ISO-8067 szabvány szerint történik. Ragasztási teljesítmény: Az elektronikus univerzális feszítőgép a bőr leválasztására és 180°-os habosítására szolgál az OEM szabványai szerint.
Öregítési teljesítmény: Tesztelje a mechanikai és kötési tulajdonságok elvesztését 24 órás öregítés után 120 ℃-on az OEM szabványos hőmérséklete szerint.
Eredmények és vita
Mechanikai tulajdonság
Az alapképletben a poliéter-poliol A és a polimer poliol B arányának megváltoztatásával feltártuk a különböző poliéter-dózisok hatását a félkemény poliuretánhab mechanikai tulajdonságaira, amint az a 2. táblázatban látható.
A 2. táblázat eredményeiből látható, hogy az A poliéter-poliol B polimer poliolhoz viszonyított aránya jelentős hatással van a poliuretánhab mechanikai tulajdonságaira. Ha az A poliéter-poliol és a B polimer poliol aránya nő, a szakadási nyúlás nő, a nyomókeménység bizonyos mértékig csökken, a szakítószilárdság és a szakítószilárdság pedig alig változik. A poliuretán molekulalánca főleg lágy szegmensből és kemény szegmensből, poliolból származó lágy szegmensből és karbamátkötésből származó kemény szegmensből áll. Egyrészt a két poliol relatív molekulatömege és hidroxilértéke eltérő, másrészt a B polimer poliol akrilnitrillel és sztirollal módosított poliéter-poliol, és a láncszegmens merevsége javul a benzolgyűrű meglétének köszönhetően, míg a polimer B poliol kis molekulatömegű anyagokat tartalmaz, ami növeli a foorum ridegségét. Ha a poliéter-poliol A 80 rész, a polimer poliol B pedig 10 rész, akkor a hab átfogó mechanikai tulajdonságai jobbak.
Ragasztó tulajdonság
Nagy nyomású termékként a kapaszkodó jelentősen csökkenti az alkatrészek kényelmét, ha a hab és a bőr hámlik, ezért szükséges a poliuretán hab és a bőr kötési teljesítménye. A fenti kutatások alapján különböző nedvesítő diszpergálószereket adtam hozzá a hab és a bőr tapadási tulajdonságainak tesztelésére. Az eredményeket a 3. táblázat tartalmazza.
A 3. táblázatból látható, hogy a különböző nedvesítő diszpergálószerek nyilvánvaló hatást gyakorolnak a hab és a bőr közötti lehámlási erőre: A 2. adalék alkalmazása után a hab összeesése következik be, amit a 2. adalékanyag hozzáadása után a hab túlzott szétnyitása okozhat; Az 1. és 3. adalékanyag használata után a vakminta sztrippelési szilárdsága bizonyos mértékben megnövekszik, és az 1. adalékanyag sztrippelési szilárdsága körülbelül 17%-kal nagyobb, mint a vakmintáé, a 3. adalékanyag sztrippelési szilárdsága pedig körülbelül 25%-kal nagyobb, mint a vakmintáé. Az 1-es és a 3-as adalékanyag közötti különbséget elsősorban a kompozit anyag felületi nedvesíthetőségének különbsége okozza. Általában a folyadék szilárd felületen való nedvesíthetőségének értékeléséhez az érintkezési szög fontos paraméter a felület nedvesíthetőségének mérésére. Ezért a fenti két nedvesítő diszpergálószer hozzáadása után a kompozit anyag és a bőr közötti érintkezési szöget teszteltük, és az eredményeket az 1. ábra mutatja.
Az 1. ábrán látható, hogy a vakminta érintkezési szöge a legnagyobb, ami 27°, és a 3. segédanyag érintkezési szöge a legkisebb, ami mindössze 12°. Ez azt mutatja, hogy a 3. adalékanyag használatával nagyobb mértékben javítható a kompozit anyag és a bőr nedvesíthetősége, valamint könnyebben eloszlik a bőr felületén, így a 3. adalék alkalmazása a legnagyobb hámlasztó ereje.
Öregedő tulajdonság
A kapaszkodótermékeket az autóban préselik, a napsugárzás gyakorisága magas, és az öregedési teljesítmény egy másik fontos teljesítmény, amelyet a poliuretán félkemény kapaszkodóhabnak figyelembe kell vennie. Ezért az alapformula öregedési teljesítményét tesztelték és javítóvizsgálatot végeztek, az eredményeket pedig a 4. táblázat tartalmazza.
A 4. táblázat adatait összevetve megállapítható, hogy az alapképlet mechanikai tulajdonságai és kötési tulajdonságai szignifikánsan csökkennek 120 ℃-on végzett termikus öregítés után: 12 órás öregítés után a sűrűség kivételével a különböző tulajdonságok elvesztése (ugyanez lentebb) 13%~16%; A 24 órás öregedés teljesítményvesztesége 23% ~ 26%. Jelezzük, hogy az alapformula hőöregedési tulajdonsága nem jó, és az eredeti formula hőöregedési tulajdonsága nyilvánvalóan javítható, ha egy A osztályú antioxidánst adunk a formulához. Ugyanilyen kísérleti körülmények között az antioxidáns A hozzáadása után a különböző tulajdonságok elvesztése 12 óra elteltével 7% ~ 8%, és a különböző tulajdonságok elvesztése 24 óra után 13% ~ 16%. A mechanikai tulajdonságok csökkenése elsősorban a kémiai kötések felszakadása és a termikus öregedés során fellépő aktív szabadgyökök által kiváltott láncreakciók sorozatának köszönhető, amelyek alapvető változásokat eredményeznek az eredeti anyag szerkezetében vagy tulajdonságaiban. A kötési teljesítmény csökkenése egyrészt magának a habnak a mechanikai tulajdonságainak csökkenéséből adódik, másrészt abból, hogy a PVC héj nagyszámú lágyítószert tartalmaz, és a lágyító a termikus oxigénöregedés folyamata során a felületre vándorol. Az antioxidánsok hozzáadása javíthatja a termikus öregedési tulajdonságait, főként azért, mert az antioxidánsok eltávolíthatják az újonnan keletkező szabad gyököket, késleltetik vagy gátolhatják a polimer oxidációs folyamatát, így megőrizhetik a polimer eredeti tulajdonságait.
Átfogó teljesítmény
A fenti eredmények alapján megterveztük az optimális képletet és értékeltük annak különféle tulajdonságait. A képlet teljesítményét az általános poliuretán magas visszapattanású kapaszkodóhab teljesítményével hasonlították össze. Az eredményeket az 5. táblázat tartalmazza.
Amint az 5. táblázatból látható, az optimális félkemény poliuretán hab formula teljesítménye bizonyos előnyökkel rendelkezik az alap- és általános képletekkel szemben, és praktikusabb, és alkalmasabb nagy teljesítményű kapaszkodók alkalmazására.
Következtetés
A poliéter mennyiségének beállítása és a minősített nedvesítő diszpergálószer és antioxidáns kiválasztása jó mechanikai tulajdonságokat, kiváló hőöregedési tulajdonságokat és így tovább biztosíthat a félmerev poliuretán habnak. A hab kiváló teljesítménye alapján ez a nagy teljesítményű poliuretán félkemény habtermék felvihető autóipari pufferanyagokra, például korlátokra és műszerasztalokra.
Feladás időpontja: 2024. július 25