Yüksek performanslı otomotiv korkulukları için poliüretan yarı sert köpüğün hazırlanması ve özellikleri.
Arabanın iç kısmındaki kol dayanağı, kapıyı itme ve çekme ve kişinin kolunu arabaya yerleştirme rolünü oynayan kabinin önemli bir parçasıdır. Acil bir durumda, araba ve korkuluk çarpıştığında, poliüretan yumuşak korkuluk ve modifiye edilmiş PP (polipropilen), ABS (poliakrilonitril - bütadien - stiren) ve diğer sert plastik korkuluklar, iyi esneklik ve tampon sağlayarak yaralanmayı azaltabilir. Poliüretan yumuşak köpük korkuluklar, iyi el hissi ve güzel yüzey dokusu sağlayabilir, böylece kokpitin konforunu ve güzelliğini artırabilir. Bu nedenle, otomotiv endüstrisinin gelişmesi ve insanların iç mekan malzemelerine yönelik gereksinimlerinin iyileştirilmesiyle, otomotiv korkuluklarındaki poliüretan yumuşak köpüğün avantajları giderek daha belirgin hale geliyor.
Üç çeşit poliüretan yumuşak korkuluk vardır: yüksek esneklikli köpük, kendi kabuğuna sahip köpük ve yarı sert köpük. Yüksek esneklikli korkulukların dış yüzeyi PVC (polivinil klorür) deri ile kaplıdır ve iç kısmı poliüretan yüksek esneklikli köpüktür. Köpüğün desteği nispeten zayıftır, mukavemeti nispeten düşüktür ve köpük ile deri arasındaki yapışma nispeten yetersizdir. Kendi kabuğuna sahip korkuluk, düşük maliyetli, yüksek entegrasyon derecesine sahip bir köpük çekirdek deri tabakasına sahiptir ve ticari araçlarda yaygın olarak kullanılır, ancak yüzeyin mukavemetini ve genel konforu hesaba katmak zordur. Yarı sert kol dayanağı PVC deri ile kaplıdır, deri iyi bir dokunuş ve görünüm sağlar ve iç yarı sert köpük mükemmel bir his, darbe direnci, enerji emilimi ve yaşlanma direncine sahiptir, bu nedenle binek araç iç mekanının kullanımında giderek daha yaygın olarak kullanılmaktadır.
Bu çalışmada, otomobil korkuluklarında kullanılan poliüretan yarı sert köpüğün temel formülü tasarlanmış ve bu formül üzerinden geliştirilmesi üzerinde durulmuştur.
Deneysel bölüm
Ana hammadde
Polieter poliol A (hidroksil değeri 30 ~ 40 mg/g), polimer poliol B (hidroksil değeri 25 ~ 30 mg/g): Wanhua Chemical Group Co., LTD. Modifiye MDI [difenilmetan diizosiyanat, w (NCO) %25~%30'dur], kompozit katalizör, ıslatma dağıtıcı (Etken 3), antioksidan A: Wanhua Chemical (Beijing) Co., LTD., Maitou, vb.; Islatma dağıtıcı (Etken 1), ıslatma dağıtıcı (Etken 2) : Byke Chemical. Yukarıdaki hammaddeler endüstriyel sınıftır. PVC astar derisi: Changshu Ruihua.
Ana ekipman ve aletler
Sdf-400 tipi yüksek hızlı mikser, AR3202CN tipi elektronik terazi, alüminyum kalıp (10cm×10cm×1cm, 10cm×10cm×5cm), 101-4AB tipi elektrikli üflemeli fırın, KJ-1065 tipi elektronik üniversal gergi makinesi, 501A tipi süper termostat.
Temel formül ve numunenin hazırlanması
Yarı sert poliüretan köpüğün temel formülasyonu Tablo 1’de gösterilmektedir.
Mekanik özellik test numunesinin hazırlanması: Kompozit polieter (A malzemesi) tasarım formülüne göre hazırlandı, belirli bir oranda modifiye edilmiş MDI ile karıştırıldı, yüksek hızlı bir karıştırma cihazı (3000r/dak) ile 3~5s karıştırıldı, daha sonra köpürmesi için ilgili kalıba döküldü ve belirli bir süre içinde kalıp açılarak yarı sert poliüretan köpük kalıplanmış numune elde edildi.
Bağlanma performansı testi için numunenin hazırlanması: Kalıbın alt kalıbına bir tabaka PVC deri yerleştirilir ve birleştirilmiş polieter ve modifiye MDI orantılı olarak karıştırılır, yüksek hızlı bir karıştırma cihazı (3 000 d/dk) ile 3~5 saniye karıştırılır, daha sonra deri yüzeyine dökülür ve kalıp kapatılır ve deri ile birlikte poliüretan köpük belirli bir süre içinde kalıplanır.
Performans testi
Mekanik özellikler: ISO-3386 standart testine göre %40 CLD (basınç sertliği); Çekme mukavemeti ve kopma uzaması ISO-1798 standardına göre test edilir; Yırtılma mukavemeti ISO-8067 standardına göre test edilir. Bağlama performansı: Elektronik üniversal germe makinesi, bir OEM standardına göre cildi ve köpüğü 180° soymak için kullanılır.
Yaşlanma performansı: OEM'in standart sıcaklığına göre 120℃'de 24 saat yaşlandırma sonrasında mekanik özelliklerin ve bağlanma özelliklerinin kaybını test edin.
Sonuçlar ve tartışma
Mekanik özellik
Tablo 2’de görüldüğü gibi, temel formüldeki polieter poliol A ve polimer poliol B oranı değiştirilerek, farklı polieter dozajlarının yarı sert poliüretan köpüğün mekanik özellikleri üzerindeki etkisi araştırılmıştır.
Tablo 2'deki sonuçlardan polieter poliol A'nın polimer poliol B'ye oranının poliüretan köpüğün mekanik özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu görülebilir. Polieter poliol A'nın polimer poliol B'ye oranı arttığında kopma uzaması artar, basınç sertliği bir miktar azalır ve çekme dayanımı ve yırtılma dayanımı çok az değişir. Poliüretanın moleküler zinciri esas olarak yumuşak segment ve sert segmentten, yumuşak segment poliolden ve sert segment karbamat bağından oluşur. Bir yandan, iki poliolün bağıl molekül ağırlığı ve hidroksil değeri farklıdır, diğer yandan polimer poliol B, akrilonitril ve stiren ile modifiye edilmiş bir polieter polioldür ve benzen halkasının varlığı nedeniyle zincir segmentinin sertliği iyileştirilirken, polimer poliol B, köpüğün kırılganlığını artıran küçük moleküler maddeler içerir. Polieter poliol A 80 kısım ve polimer poliol B 10 kısım olduğunda köpüğün genel mekanik özellikleri daha iyidir.
Bağlayıcı mülk
Yüksek basınç frekansına sahip bir ürün olarak, tırabzan, köpük ve deri soyulursa parçaların konforunu önemli ölçüde azaltacaktır, bu nedenle poliüretan köpük ve derinin bağlanma performansı gereklidir. Yukarıdaki araştırmaya dayanarak, köpüğün ve derinin yapışma özelliklerini test etmek için farklı ıslatma dağıtıcıları eklendi. Sonuçlar Tablo 3'te gösterilmiştir.
Tablo 3'ten farklı ıslatma dağıtıcılarının köpük ile deri arasındaki soyma kuvveti üzerinde belirgin etkileri olduğu görülebilir: Katkı maddesi 2'nin kullanımından sonra köpük çökmesi meydana gelir, bu da katkı maddesi 2'nin eklenmesinden sonra köpüğün aşırı açılmasından kaynaklanabilir; Katkı maddeleri 1 ve 3'ün kullanımından sonra, boş numunenin soyma mukavemeti belirli bir artışa sahiptir ve katkı maddesi 1'in soyma mukavemeti boş numuneninkinden yaklaşık %17 daha yüksektir ve katkı maddesi 3'ün soyma mukavemeti boş numuneninkinden yaklaşık %25 daha yüksektir. Katkı maddesi 1 ile katkı maddesi 3 arasındaki fark, esas olarak kompozit malzemenin yüzeydeki ıslanabilirliğindeki farktan kaynaklanmaktadır. Genel olarak, sıvının katı üzerindeki ıslanabilirliğini değerlendirmek için temas açısı, yüzey ıslanabilirliğini ölçmek için önemli bir parametredir. Bu nedenle, yukarıdaki iki ıslatma dağıtıcının eklenmesinden sonra kompozit malzeme ile deri arasındaki temas açısı test edildi ve sonuçlar Şekil 1'de gösterildi.
Şekil 1'den görülebileceği gibi, boş numunenin temas açısı en büyük olanıdır, 27° ve yardımcı madde 3'ün temas açısı en küçük olanıdır, sadece 12°. Bu, katkı maddesi 3'ün kullanımının kompozit malzemenin ve cildin ıslanabilirliğini daha büyük ölçüde iyileştirebileceğini ve cildin yüzeyinde yayılmasının daha kolay olduğunu, bu nedenle katkı maddesi 3'ün kullanımının en büyük soyma kuvvetine sahip olduğunu göstermektedir.
Yaşlanan mülk
Korkuluk ürünleri arabada preslenir, güneş ışığına maruz kalma sıklığı yüksektir ve yaşlanma performansı poliüretan yarı sert korkuluk köpüğünün dikkate alması gereken bir diğer önemli performanstır. Bu nedenle, temel formülün yaşlanma performansı test edildi ve iyileştirme çalışması yapıldı ve sonuçlar Tablo 4'te gösterildi.
Tablo 4'teki verileri karşılaştırarak, temel formülün mekanik özelliklerinin ve bağlama özelliklerinin 120℃'de termal yaşlandırmadan sonra önemli ölçüde azaldığı görülebilir: 12 saat yaşlandırmadan sonra, yoğunluk hariç çeşitli özelliklerin kaybı (aşağıda aynı) %13~%16'dır; 24 saat yaşlandırmanın performans kaybı %23~%26'dır. Temel formülün ısıl yaşlandırma özelliğinin iyi olmadığı, orijinal formülün ısıl yaşlandırma özelliğinin formüle A sınıfı antioksidan A eklenerek açıkça iyileştirilebileceği belirtilmektedir. Aynı deney koşulları altında, antioksidan A eklendikten sonra, 12 saat sonra çeşitli özelliklerin kaybı %7~%8 ve 24 saat sonra çeşitli özelliklerin kaybı %13~%16 olmuştur. Mekanik özelliklerdeki azalma, esas olarak termal yaşlandırma süreci sırasında kimyasal bağ kopması ve aktif serbest radikaller tarafından tetiklenen bir dizi zincirleme reaksiyondan kaynaklanmakta ve orijinal maddenin yapısında veya özelliklerinde temel değişikliklere neden olmaktadır. Bir yandan, bağlanma performansındaki düşüş, köpüğün mekanik özelliklerindeki düşüşten kaynaklanırken, diğer yandan PVC kabuğunun çok sayıda plastikleştirici içermesi ve plastikleştiricinin termal oksijen yaşlanması süreci sırasında yüzeye göç etmesi nedeniyledir. Antioksidanların eklenmesi, esas olarak antioksidanların yeni oluşan serbest radikalleri ortadan kaldırabilmesi, polimerin oksidasyon sürecini geciktirebilmesi veya engelleyebilmesi ve böylece polimerin orijinal özelliklerini koruyabilmesi nedeniyle termal yaşlanma özelliklerini iyileştirebilir.
Kapsamlı performans
Yukarıdaki sonuçlara dayanarak, optimum formül tasarlandı ve çeşitli özellikleri değerlendirildi. Formülün performansı, genel poliüretan yüksek geri tepmeli korkuluk köpüğünün performansıyla karşılaştırıldı. Sonuçlar Tablo 5'te gösterilmiştir.
Tablo 5’ten görüleceği üzere, optimum yarı sert poliüretan köpük formülünün performansı, temel ve genel formüllere göre bazı avantajlara sahiptir ve daha pratiktir ve yüksek performanslı korkulukların uygulanması için daha uygundur.
Çözüm
Polieter miktarını ayarlamak ve nitelikli ıslatma dağıtıcı ve antioksidan seçmek, yarı sert poliüretan köpüğe iyi mekanik özellikler, mükemmel ısı yaşlanma özellikleri vb. kazandırabilir. Köpüğün mükemmel performansına dayanarak, bu yüksek performanslı poliüretan yarı sert köpük ürünü, korkuluklar ve alet masaları gibi otomotiv tampon malzemelerine uygulanabilir.
Gönderi zamanı: 25-Tem-2024