Προετοιμασία και χαρακτηριστικά του ημι-άκαμπτου αφρού πολυουρεθάνης για χειρολαβές αυτοκινήτων υψηλής απόδοσης.
Το υποβραχιόνιο στο εσωτερικό του αυτοκινήτου είναι ένα σημαντικό μέρος της καμπίνας, το οποίο παίζει το ρόλο της ώθησης και της τράβηγμα της πόρτας και της τοποθέτησης του βραχίονα του ατόμου στο αυτοκίνητο. Σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης, όταν το αυτοκίνητο και η σύγκρουση χειρολαβής, η μαλακή χειρολισθήρα πολυουρεθάνης και το τροποποιημένο PP (πολυπροπυλένιο), το ABS (πολυακρυλονιτρίλιο - βουταδιένιο - στυρένιο) και άλλα σκληρά πλαστικά χειροκίνητα, μπορούν να παρέχουν καλή ελαστικότητα και buffer, μειώνοντας την βλάβη. Οι χειρολαβές μαλακού αφρού πολυουρεθάνης μπορούν να προσφέρουν καλή αίσθηση χεριών και όμορφη υφή επιφάνειας, βελτιώνοντας έτσι την άνεση και την ομορφιά του πιλοτηρίου. Ως εκ τούτου, με την ανάπτυξη της βιομηχανίας αυτοκινήτων και τη βελτίωση των απαιτήσεων των ανθρώπων για εσωτερικά υλικά, τα πλεονεκτήματα του μαλακού αφρού πολυουρεθάνης σε χειρολαβές αυτοκινήτων γίνονται όλο και πιο προφανείς.
Υπάρχουν τρία είδη μαλακών χειρολισθήρων πολυουρεθάνης: αφρός υψηλής ανθεκτικότητας, αυτο-επικρατούμενος αφρός και ημι-άκαμπτος αφρός. Η εξωτερική επιφάνεια των χειρολαβών υψηλής ανθεκτικότητας καλύπτεται με δέρμα PVC (πολυβινυλοχλωρίδιο) και το εσωτερικό είναι αφρό υψηλής ανθεκτικότητας πολυουρεθάνης. Η υποστήριξη του αφρού είναι σχετικά αδύναμη, η αντοχή είναι σχετικά χαμηλή και η πρόσφυση μεταξύ του αφρού και του δέρματος είναι σχετικά ανεπαρκής. Το χειρολαβή με αυτοεξυπηρέτηση έχει ένα στρώμα πυρήνα αφρού του δέρματος, χαμηλού κόστους, υψηλού βαθμού ενσωμάτωσης και χρησιμοποιείται ευρέως σε εμπορικά οχήματα, αλλά είναι δύσκολο να ληφθεί υπόψη η δύναμη της επιφάνειας και η συνολική άνεση. Το ημι-άκαμπτο υποβραχιόνιο καλύπτεται με δέρμα PVC, το δέρμα παρέχει καλή επαφή και εμφάνιση και ο εσωτερικός ημι-άκαμπτος αφρός έχει εξαιρετική αίσθηση, αντοχή στην κρούση, απορρόφηση ενέργειας και αντοχή στη γήρανση, επομένως χρησιμοποιείται όλο και ευρύτερα στη χρήση του εσωτερικού επιβατικού αυτοκινήτου.
Σε αυτή την εργασία έχει σχεδιαστεί ο βασικός τύπος ημι-άκαμπτου αφρού πολυουρεθάνης για χειροκίνητα αυτοκινήτων και η βελτίωση της μελετάται σε αυτή τη βάση.
Πειραματικό τμήμα
Κύρια πρώτη ύλη
Πολυολική πολυόλη Α (τιμή υδροξυλίου 30 ~ 40 mg/g), πολυμερές πολυόλης Β (τιμή υδροξυλίου 25 ~ 30 mg/g): Wanhua Chemical Group Co., Ltd. Τροποποιημένο MDI [διισοκυανικό διφαινυλοθάνιο, W (NCO) είναι 25%~ 30%], σύνθετος καταλύτης, διασπορά διαβροχής (παράγοντας 3), αντιοξειδωτικό Α: Wanhua Chemical (Beijing) Co., Ltd., Maitou, κλπ. Διασπορά διαβρέισης (πράκτορας 1), διασπορά διαβροχής (πράκτορας 2): Byke Chemical. Οι παραπάνω πρώτες ύλες είναι βιομηχανικοί βαθμό. PVC επένδυση δέρμα: Changshu ruihua.
Κύριος εξοπλισμός και όργανα
Αναμίκτης υψηλής ταχύτητας SDF-400, Ηλεκτρονικό ισοζύγιο τύπου AR3202CN, καλούπι αλουμινίου (10cm × 10cm × 1cm, 10cm × 10cm × 5cm)
Προετοιμασία βασικού τύπου και δείγματος
Η βασική διατύπωση του ημι-άκαμπτου αφρού πολυουρεθάνης παρουσιάζεται στον Πίνακα 1.
Παρασκευή του δείγματος δοκιμής μηχανικών ιδιοτήτων: Το σύνθετο πολυαιθένιο (υλικό) παρασκευάστηκε σύμφωνα με τον τύπο σχεδιασμού, αναμιγνύεται με το τροποποιημένο MDI σε ένα ορισμένο ποσοστό, αναδεύτηκε με μια συσκευή ανάκαμψης υψηλής ταχύτητας (3000R/min) για 3 ~ 5s, στη συνέχεια χύθηκε στο αντίστοιχο μούχλα σε αφρό και άνοιξε το καλούπι μέσα σε ένα χρόνο για να αποκτήσει το ημι-άνοδο της πολυουθάνης με στρώμα.
Η παρασκευή του δείγματος για τη συγκόλληση της δοκιμής απόδοσης: ένα στρώμα δέρματος PVC τοποθετείται στην κάτω μήτρα του καλουπιού και στη συνέχεια το συνδυασμένο πολυαιθένιο και τροποποιημένο MDI αναμιγνύεται σε αναλογία, ανακατεύεται με ένα καλούπι υψηλής ταχύτητας μέσα σε ένα κάλυμμα εντός του δέρματος.
Δοκιμή απόδοσης
Μηχανικές ιδιότητες: 40%CLD (συμπιεστική σκληρότητα) σύμφωνα με την τυπική δοκιμή ISO-3386. Η αντοχή σε εφελκυσμό και η επιμήκυνση στο διάλειμμα δοκιμάζονται σύμφωνα με το πρότυπο ISO-1798. Η αντοχή σε δάκρυ δοκιμάζεται σύμφωνα με το πρότυπο ISO-8067. Απόδοση σύνδεσης: Η ηλεκτρονική καθολική μηχανή έντασης χρησιμοποιείται για να ξεφλουδίσει το δέρμα και τον αφρό 180 ° σύμφωνα με το πρότυπο ενός ΚΑΕ.
Επιδόσεις γήρανσης: Δοκιμάστε την απώλεια μηχανικών ιδιοτήτων και ιδιοτήτων συγκόλλησης μετά από 24 ώρες γήρανσης στα 120 ℃ σύμφωνα με την τυπική θερμοκρασία ενός ΚΑΕ.
Αποτελέσματα και συζήτηση
Μηχανική ιδιότητα
Με την αλλαγή της αναλογίας πολυαιθένης πολυόλης Α και πολυμερούς πολυόλης Β στη βασική φόρμουλα, διερευνήθηκε η επίδραση διαφορετικής δοσολογίας πολυαιθένης στις μηχανικές ιδιότητες του ημι-άκαμπτου αφρού πολυουρεθάνης, όπως φαίνεται στον Πίνακα 2.
Μπορεί να φανεί από τα αποτελέσματα στον Πίνακα 2 ότι η αναλογία πολυαιθένης πολυόλης Α προς πολυμερές πολυόλης Β έχει σημαντική επίδραση στις μηχανικές ιδιότητες του αφρού πολυουρεθάνης. Όταν η αναλογία πολυαιθένης πολυόλης Α προς πολυμερές πολυόλη Β αυξάνεται, η επιμήκυνση σε διάλειμμα αυξάνεται, η σκληρότητα της συμπίεσης μειώνεται σε κάποιο βαθμό και η αντοχή εφελκυσμού και η αντοχή σε σχίσιμο αλλάζουν ελάχιστα. Η μοριακή αλυσίδα πολυουρεθάνης αποτελείται κυρίως από μαλακό τμήμα και σκληρό τμήμα, μαλακό τμήμα από πολυόλη και σκληρό τμήμα από καρβαμικό δεσμό. Από τη μία πλευρά, το σχετικό μοριακό βάρος και η υδροξυλική τιμή των δύο πολυόλων είναι διαφορετικές, από την άλλη πλευρά, το πολυμερό πολυολικό είναι πολυαιθέρα που τροποποιείται από ακρυλονιτρίλιο και στυρένιο και η ακαμψία του τμήματος της αλυσίδας βελτιώνεται λόγω της ύπαρξης του δακτυλίου βενζολίου, ενώ το πολυμερό πολυολικό περιέχει μικρές μοριακές ουσίες, το οποίο αυξάνεται το δακτυλιοειδές και το στυρένιο και η άκαμπτη του τμήματος της αλυσίδας. Όταν η πολυαιθέρα πολυόλη Α είναι 80 μέρη και πολυμερές πολυόλη Β είναι 10 μέρη, οι ολοκληρωμένες μηχανικές ιδιότητες του αφρού είναι καλύτερες.
Ακίνητο
Ως προϊόν με υψηλή συχνότητα τύπου, η χειρολαβή θα μειώσει σημαντικά την άνεση των τμημάτων εάν απαιτείται ο αφρός και το δέρμα του δέρματος, οπότε απαιτείται η απόδοση του αφρού πολυουρεθάνης και του δέρματος. Με βάση την παραπάνω έρευνα, προστέθηκαν διαφορετικοί διασκορπισμένοι διαβροχής για να δοκιμαστούν οι ιδιότητες προσκόλλησης του αφρού και του δέρματος. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στον Πίνακα 3.
Μπορεί να φανεί από τον Πίνακα 3 ότι οι διαφορετικές διασκορπισμένες διαβροχές έχουν προφανείς επιδράσεις στη δύναμη ξεφλούδισμα μεταξύ του αφρού και του δέρματος: η κατάρρευση αφρού συμβαίνει μετά τη χρήση του προσθέτου 2, το οποίο μπορεί να προκληθεί από το υπερβολικό άνοιγμα του αφρού μετά την προσθήκη του προσθέτου 2. Μετά τη χρήση των πρόσθετων 1 και 3, η αντοχή απογύμνωσης του κενού δείγματος έχει μια ορισμένη αύξηση και η αντοχή απογύμνωσης του πρόσθετου 1 είναι περίπου 17% υψηλότερη από αυτή του κενού δείγματος και η αντοχή απογύμνωσης του πρόσθετου 3 είναι περίπου 25% υψηλότερη από αυτή του κενού δείγματος. Η διαφορά μεταξύ προσθέτου 1 και προσθέτου 3 προκαλείται κυρίως από τη διαφορά στη διαβρεξιμότητα του σύνθετου υλικού στην επιφάνεια. Γενικά, για να αξιολογηθεί η διαβρεξιμότητα του υγρού στο στερεό, η γωνία επαφής είναι μια σημαντική παράμετρος για τη μέτρηση της επιφανειακής διαβρεξιμότητας. Επομένως, δοκιμάστηκε η γωνία επαφής μεταξύ του σύνθετου υλικού και του δέρματος μετά την προσθήκη των δύο παραπάνω διασκορπισμένων διαβροχής και τα αποτελέσματα παρουσιάστηκαν στο σχήμα 1.
Μπορεί να φανεί από το Σχήμα 1 ότι η γωνία επαφής του κενού δείγματος είναι το μεγαλύτερο, το οποίο είναι 27 °, και η γωνία επαφής του βοηθητικού παράγοντα 3 είναι ο μικρότερος, ο οποίος είναι μόνο 12 °. Αυτό δείχνει ότι η χρήση του Additive 3 μπορεί να βελτιώσει τη διαβρεξιμότητα του σύνθετου υλικού και του δέρματος σε μεγαλύτερο βαθμό και είναι ευκολότερο να εξαπλωθεί στην επιφάνεια του δέρματος, οπότε η χρήση του Additive 3 έχει τη μεγαλύτερη δύναμη ξεφλούδισμα.
Γήρανση
Τα προϊόντα χειρολαβής πιέζονται στο αυτοκίνητο, η συχνότητα της έκθεσης του ηλιακού φωτός είναι υψηλή και η απόδοση της γήρανσης είναι μια άλλη σημαντική απόδοση που πρέπει να εξετάσει ο ημι-άκαμπτος αφρός χειρολισθήριας πολυουρεθάνης. Ως εκ τούτου, δοκιμάστηκε η γήρανση της βασικής φόρμουλας και διεξήχθη η μελέτη βελτίωσης και τα αποτελέσματα παρουσιάστηκαν στον Πίνακα 4.
Συγκρίνοντας τα δεδομένα στον Πίνακα 4, μπορεί να διαπιστωθεί ότι οι μηχανικές ιδιότητες και οι ιδιότητες συγκόλλησης του βασικού τύπου μειώνονται σημαντικά μετά τη θερμική γήρανση στα 120 ℃: Μετά τη γήρανση για 12 ώρες, η απώλεια διαφόρων ιδιοτήτων εκτός από την πυκνότητα (η ίδια παρακάτω) είναι 13%~ 16%. Η απώλεια απόδοσης της γήρανσης 24 ωρών είναι 23%~ 26%. Αναφέρεται ότι η ιδιότητα γήρανσης θερμότητας του βασικού τύπου δεν είναι καλή και η ιδιότητα γήρανσης της θερμότητας της αρχικής φόρμουλας μπορεί προφανώς να βελτιωθεί με την προσθήκη μιας κατηγορίας αντιοξειδωτικών Α στον τύπο. Υπό τις ίδιες πειραματικές συνθήκες μετά την προσθήκη αντιοξειδωτικού Α, η απώλεια διαφόρων ιδιοτήτων μετά από 12 ώρες ήταν 7%~ 8%και η απώλεια διαφόρων ιδιοτήτων μετά από 24 ώρες ήταν 13%~ 16%. Η μείωση των μηχανικών ιδιοτήτων οφείλεται κυρίως σε μια σειρά αλυσιδωτών αντιδράσεων που προκαλούνται από τη θραύση των χημικών δεσμών και τις ενεργές ελεύθερες ρίζες κατά τη διάρκεια της διαδικασίας θερμικής γήρανσης, με αποτέλεσμα τις θεμελιώδεις αλλαγές στη δομή ή τις ιδιότητες της αρχικής ουσίας. Από τη μία πλευρά, η μείωση της απόδοσης συγκόλλησης οφείλεται στη μείωση των μηχανικών ιδιοτήτων του ίδιου του αφρού, από την άλλη πλευρά, επειδή το δέρμα PVC περιέχει μεγάλο αριθμό πλαστικοποιητών και ο πλαστικοποιητής μεταναστεύει στην επιφάνεια κατά τη διάρκεια της διαδικασίας γήρανσης του θερμικού οξυγόνου. Η προσθήκη αντιοξειδωτικών μπορεί να βελτιώσει τις θερμικές του γήρανσης, κυρίως επειδή τα αντιοξειδωτικά μπορούν να εξαλείψουν τις νεοαποκτηθέντες ελεύθερες ρίζες, να καθυστερήσουν ή να αναστέλλουν τη διαδικασία οξείδωσης του πολυμερούς, έτσι ώστε να διατηρηθούν οι αρχικές ιδιότητες του πολυμερούς.
Περιεκτική απόδοση
Με βάση τα παραπάνω αποτελέσματα, σχεδιάστηκε η βέλτιστη φόρμουλα και αξιολογήθηκαν οι διάφορες ιδιότητές του. Η απόδοση του τύπου συγκρίθηκε με εκείνη του γενικού αφρού με υψηλή ανάκαμψη πολυουρεθάνης. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στον Πίνακα 5.
Όπως φαίνεται από τον Πίνακα 5, η απόδοση του βέλτιστου ημι-άκαμπτου τύπου αφρού πολυουρεθάνης έχει ορισμένα πλεονεκτήματα σε σχέση με τους βασικούς και γενικούς τύπους και είναι πιο πρακτικό και είναι πιο κατάλληλη για την εφαρμογή χειροκίνητων χειροκίνητων.
Σύναψη
Η ρύθμιση της ποσότητας πολυαιθέρα και η επιλογή των ειδικευμένων διασποράς διαβροχής και του αντιοξειδωτικού μπορεί να δώσει στον ημι-άκαμπτο αφρό πολυουρεθάνης καλές μηχανικές ιδιότητες, εξαιρετικές ιδιότητες γήρανσης θερμότητας και ούτω καθεξής. Με βάση την εξαιρετική απόδοση του αφρού, αυτό το ημι-άκαμπτο προϊόν αφρού πολυουρεθάνης υψηλής απόδοσης μπορεί να εφαρμοστεί σε υλικά buffer αυτοκινήτων, όπως χειρολισθήρες και πίνακες οργάνων.
Χρόνος δημοσίευσης: Ιουλ-25-2024