Preparación e características da espuma semirríxida de poliuretano para pasamáns de automoción de altas prestacións.
O repousabrazos no interior do coche é unha parte importante da cabina, que desempeña o papel de empurrar e tirar da porta e colocar o brazo da persoa no coche. En caso de emerxencia, cando o coche e o pasamáns chocan, o pasamáns brando de poliuretano e o PP modificado (polipropileno), o ABS (poliacrilonitrilo - butadieno - estireno) e outros pasamáns de plástico duro poden proporcionar unha boa elasticidade e un amortiguador, reducindo así as lesións. Os pasamáns de escuma suave de poliuretano poden proporcionar unha boa sensación de man e unha fermosa textura da superficie, mellorando así o confort e a beleza da cabina. Polo tanto, co desenvolvemento da industria do automóbil e a mellora dos requisitos das persoas para os materiais interiores, as vantaxes da escuma suave de poliuretano nos pasamáns do automóbil son cada vez máis evidentes.
Existen tres tipos de pasamáns suaves de poliuretano: escuma de alta resistencia, escuma auto-costa e escuma semirríxida. A superficie exterior dos pasamáns de alta resistencia está cuberta de pel de PVC (cloruro de polivinilo) e o interior é de escuma de poliuretano de alta resistencia. O soporte da escuma é relativamente débil, a resistencia é relativamente baixa e a adhesión entre a escuma e a pel é relativamente insuficiente. O pasamáns de pel mesmo ten unha capa de núcleo de escuma de pel, baixo custo, alto grao de integración e é amplamente utilizado en vehículos comerciais, pero é difícil ter en conta a resistencia da superficie e o confort xeral. O reposabrazos semirríxido está cuberto de pel de PVC, a pel proporciona un bo tacto e aspecto, e a escuma semirríxida interna ten unha excelente sensación, resistencia ao impacto, absorción de enerxía e resistencia ao envellecemento, polo que é cada vez máis amplamente utilizado no uso de interior do coche de pasaxeiros.
Neste traballo deséñase a fórmula básica de escuma semirríxida de poliuretano para pasamáns de automóbiles, e a súa mellora estúdase sobre esta base.
Sección experimental
Materia prima principal
Poliéter poliol A (valor hidroxilo 30 ~ 40 mg/g), polímero poliol B (valor hidroxilo 25 ~ 30 mg/g): Wanhua Chemical Group Co., LTD. MDI modificado [diisocianato de difenilmetano, w (NCO) é 25% ~ 30%], catalizador composto, dispersante humectante (axente 3), antioxidante A: Wanhua Chemical (Beijing) Co., LTD., Maitou, etc.; Dispersante humectante (Axente 1), dispersante humectante (Axente 2): Byke Chemical. As materias primas anteriores son de calidade industrial. Revestimento de PVC: Changshu Ruihua.
Principais equipamentos e instrumentos
Mezclador de alta velocidade tipo Sdf-400, balanza electrónica tipo AR3202CN, molde de aluminio (10cm×10cm×1cm, 10cm×10cm×5cm), horno eléctrico tipo 101-4AB, máquina tensora universal electrónica tipo KJ-1065, tipo super 501A termostato.
Preparación da fórmula básica e da mostra
A formulación básica da escuma de poliuretano semirríxida móstrase na táboa 1.
Preparación da mostra de proba de propiedades mecánicas: o poliéter composto (material A) preparouse de acordo coa fórmula de deseño, mesturouse co MDI modificado nunha determinada proporción, axitase cun dispositivo de axitación de alta velocidade (3000 r/min) durante 3 ~ 5 segundos. , A continuación, vertido no molde correspondente a escuma, e abriu o molde nun certo tempo para obter a mostra moldeada de escuma de poliuretano semirríxida.
Preparación da mostra para a proba de rendemento de unión: colócase unha capa de pel de PVC na matriz inferior do molde, e o poliéter combinado e o MDI modificado mestúranse en proporción, axitado por un dispositivo de axitación de alta velocidade (3 000 r/min). ) durante 3 ~ 5 s, despois vértese na superficie da pel, e o molde péchase e a escuma de poliuretano coa pel é moldeada nun certo tempo.
Proba de rendemento
Propiedades mecánicas: 40% CLD (dureza compresiva) segundo a proba estándar ISO-3386; A resistencia á tracción e o alongamento á rotura son probados segundo a norma ISO-1798; A resistencia á rotura é probada segundo a norma ISO-8067. Rendemento de unión: a máquina de tensión universal electrónica úsase para pelar a pel e a espuma 180 ° segundo o estándar dun OEM.
Rendemento do envellecemento: proba a perda de propiedades mecánicas e propiedades de unión despois de 24 horas de envellecemento a 120 ℃ segundo a temperatura estándar dun OEM.
Resultados e discusión
Propiedade mecánica
Ao cambiar a proporción de poliéter poliol A e polímero poliol B na fórmula básica, explorou a influencia da diferente dosificación de poliéter nas propiedades mecánicas da escuma de poliuretano semirríxida, como se mostra na táboa 2.
Pódese ver a partir dos resultados da Táboa 2 que a proporción de poliéter poliol A ao polímero poliol B ten un efecto significativo sobre as propiedades mecánicas da escuma de poliuretano. Cando a proporción de poliéter poliol A e polímero poliol B aumenta, o alongamento á rotura aumenta, a dureza á compresión diminúe ata certo punto e a resistencia á tracción e á rotura cambian pouco. A cadea molecular do poliuretano consta principalmente dun segmento brando e un segmento duro, un segmento brando de poliol e un segmento duro de enlace carbamato. Por unha banda, o peso molecular relativo e o valor de hidroxilo dos dous poliois son diferentes, por outra banda, o polímero poliol B é un poliéter poliol modificado por acrilonitrilo e estireno e mellora a rixidez do segmento da cadea debido á existencia de anel de benceno, mentres que o polímero poliol B contén pequenas substancias moleculares, o que aumenta a fraxilidade da escuma. Cando o poliéter poliol A é de 80 partes e o polímero poliol B é de 10 partes, as propiedades mecánicas completas da escuma son mellores.
Propiedade de unión
Como produto con alta frecuencia de prensa, o pasamáns reducirá significativamente o confort das pezas se a escuma e a pel se pelan, polo que se require o rendemento de unión da escuma de poliuretano e a pel. En base á investigación anterior, engadíronse diferentes dispersantes humectantes para probar as propiedades de adhesión da escuma e da pel. Os resultados móstranse na táboa 3.
A partir da táboa 3 pódese ver que diferentes dispersantes humectantes teñen efectos evidentes sobre a forza de pelado entre a escuma e a pel: O colapso da escuma prodúcese despois do uso do aditivo 2, que pode ser causado pola apertura excesiva da escuma despois da adición de aditivo. 2; Despois do uso dos aditivos 1 e 3, a forza de decapado da mostra en branco ten un certo aumento, e a forza de separación do aditivo 1 é aproximadamente un 17% superior á da mostra en branco, e a forza de separación do aditivo 3 é preto dun 25% superior á da mostra en branco. A diferenza entre o aditivo 1 e o aditivo 3 débese principalmente á diferenza na mollabilidade do material composto na superficie. En xeral, para avaliar a humectabilidade de líquido sobre sólido, o ángulo de contacto é un parámetro importante para medir a humectabilidade da superficie. Polo tanto, probouse o ángulo de contacto entre o material composto e a pel despois de engadir os dous dispersantes humectantes anteriores, e os resultados móstranse na Figura 1.
Pódese ver na figura 1 que o ángulo de contacto da mostra en branco é o maior, que é de 27°, e o ángulo de contacto do axente auxiliar 3 é o máis pequeno, que é de só 12°. Isto demostra que o uso do aditivo 3 pode mellorar a moxabilidade do material composto e da pel en maior medida, e é máis fácil de estender na superficie da pel, polo que o uso do aditivo 3 ten a maior forza de pelado.
Propiedade de envellecemento
Os produtos de pasamáns son presionados no coche, a frecuencia de exposición á luz solar é alta e o rendemento do envellecemento é outro rendemento importante que debe ter en conta a escuma de pasamáns semirríxido de poliuretano. Polo tanto, probouse o rendemento do envellecemento da fórmula básica e realizouse o estudo de mellora, e os resultados móstranse na táboa 4.
Ao comparar os datos da Táboa 4, pódese comprobar que as propiedades mecánicas e as propiedades de unión da fórmula básica diminúen significativamente despois do envellecemento térmico a 120 ℃: despois do envellecemento durante 12 h, a perda de varias propiedades excepto a densidade (o mesmo a continuación) é 13% ~ 16%; A perda de rendemento do envellecemento de 24 horas é do 23% ao 26%. Indícase que a propiedade de envellecemento térmico da fórmula básica non é boa e que a propiedade de envellecemento térmico da fórmula orixinal pódese mellorar obviamente engadindo unha clase de antioxidante A á fórmula. Nas mesmas condicións experimentais despois da adición de antioxidante A, a perda de varias propiedades despois de 12 h foi do 7% ~ 8%, e a perda de varias propiedades despois de 24 horas foi do 13% ~ 16%. A diminución das propiedades mecánicas débese principalmente a unha serie de reaccións en cadea desencadeadas pola rotura de enlaces químicos e os radicais libres activos durante o proceso de envellecemento térmico, que orixinan cambios fundamentais na estrutura ou propiedades da substancia orixinal. Por unha banda, a diminución do rendemento de unión débese á diminución das propiedades mecánicas da propia escuma, por outra banda, porque a pel de PVC contén unha gran cantidade de plastificantes e o plastificante migra á superficie durante o proceso. do envellecemento térmico do osíxeno. A adición de antioxidantes pode mellorar as súas propiedades de envellecemento térmico, principalmente porque os antioxidantes poden eliminar os radicais libres recentemente xerados, atrasar ou inhibir o proceso de oxidación do polímero, para manter as propiedades orixinais do polímero.
Rendemento integral
En base aos resultados anteriores, deseñouse a fórmula óptima e avaliáronse as súas diversas propiedades. Comparouse o rendemento da fórmula co da escuma xeral de poliuretano de alto rebote para pasamáns. Os resultados móstranse na táboa 5.
Como se pode ver na táboa 5, o rendemento da fórmula óptima de escuma de poliuretano semirríxida ten certas vantaxes sobre as fórmulas básicas e xerais, é máis práctico e é máis axeitado para a aplicación de pasamáns de alto rendemento.
Conclusión
Axustar a cantidade de poliéter e seleccionar dispersantes e antioxidantes humectantes cualificados pode dar á escuma de poliuretano semirríxida boas propiedades mecánicas, excelentes propiedades de envellecemento térmico, etc. Con base no excelente rendemento da escuma, este produto de escuma semirríxida de poliuretano de alto rendemento pódese aplicar a materiais de amortiguación de automóbiles, como pasamáns e mesas de instrumentos.
Hora de publicación: 25-Xul-2024