Forberedelse og egenskaber af polyurethan semi-stift skum til højtydende automotive håndlister.
Armlænet i bilens indre er en vigtig del af førerhuset, som spiller rollen som at skubbe og trække døren og placere armen på personen i bilen. I tilfælde af en nødsituation, når bilen og gelænderet kollision, kan polyurethan blødt gelænder og modificeret PP (polypropylen), ABS (polyacrylonitril - butadien - styren) og andet hård plast gelænder, give god elasticitet og buffer, og derved reducere skader. Håndlister i blødt polyurethanskum kan give en god håndfølelse og smuk overfladetekstur og derved forbedre komforten og skønheden i cockpittet. Derfor, med udviklingen af bilindustrien og forbedringen af folks krav til interiørmaterialer, bliver fordelene ved blødt polyurethanskum i automobilhåndlister mere og mere indlysende.
Der er tre slags bløde polyurethangelændere: højspændst skum, selvskorpet skum og semi-stift skum. Den ydre overflade af de højelastiske gelændere er beklædt med PVC (polyvinylchlorid) hud, og det indre er polyurethan højspændst skum. Understøtningen af skummet er relativt svag, styrken er relativt lav, og vedhæftningen mellem skummet og huden er relativt utilstrækkelig. Det selvbeklædte gelænder har et skumkernelag af hud, lav pris, høj integrationsgrad og er meget udbredt i erhvervskøretøjer, men det er svært at tage højde for overfladens styrke og den generelle komfort. Halvstift armlæn er beklædt med PVC-skind, huden giver god berøring og udseende, og det indre semi-stive skum har fremragende fornemmelse, slagfasthed, energiabsorption og ældningsmodstand, så det er mere og mere udbredt i brugen af personbilinteriør.
I dette papir er den grundlæggende formel af polyurethan semi-stift skum til bilgelændere designet, og dens forbedring studeres på dette grundlag.
Eksperimentelt afsnit
Hovedråvare
Polyetherpolyol A (hydroxylværdi 30 ~ 40 mg/g), polymerpolyol B (hydroxylværdi 25 ~ 30 mg/g): Wanhua Chemical Group Co., LTD. Modificeret MDI [diphenylmethandiisocyanat, w (NCO) er 25%~30%], sammensat katalysator, befugtningsdispergeringsmiddel (middel 3), antioxidant A: Wanhua Chemical (Beijing) Co., LTD., Maitou, etc.; Befugtningsdispergeringsmiddel (middel 1), befugtningsdispergeringsmiddel (middel 2) : Byke Chemical. Ovenstående råmaterialer er af industriel kvalitet. PVC foring hud: Changshu Ruihua.
Vigtigste udstyr og instrumenter
Sdf-400 type højhastighedsblander, AR3202CN type elektronisk balance, aluminiumsform (10cm×10cm×1cm, 10cm×10cm×5cm), 101-4AB type elektrisk blæseovn, KJ-1065 type elektronisk universalspændingsmaskine, 501A type supertermostat.
Udarbejdelse af grundformel og prøve
Den grundlæggende formulering af halvstift polyurethanskum er vist i tabel 1.
Forberedelse af testprøven for mekaniske egenskaber: den sammensatte polyether (A-materiale) blev fremstillet i overensstemmelse med designformlen, blandet med den modificerede MDI i et bestemt forhold, omrørt med en højhastigheds-omrører (3000r/min) i 3~5s, derefter hældt i den tilsvarende form til skum, og åbnet formen inden for en vis tid for at opnå polyuretholdig støbeform.
Forberedelse af prøven til test af bindingsevne: Et lag PVC-skind anbringes i den nederste matrice af formen, og den kombinerede polyether og modificerede MDI blandes i forhold, omrøres med en højhastigheds-omrører (3.000 r/min) i 3~5 s, hældes derefter i overfladen af huden, og formen med huden lukkes inden for en vis tid, og formen lukkes med polyethylen.
Præstationstest
Mekaniske egenskaber: 40% CLD (kompressionshårdhed) i henhold til ISO-3386 standardtest; Trækstyrke og brudforlængelse er testet i henhold til ISO-1798 standard; Rivestyrken er testet i henhold til ISO-8067 standarden. Limningsydelse: Den elektroniske universalspændingsmaskine bruges til at skrælle huden og skumme 180° i henhold til standarden for en OEM.
Ældningsydelse: Test tabet af mekaniske egenskaber og bindingsegenskaber efter 24 timers ældning ved 120 ℃ i henhold til standardtemperaturen for en OEM.
Resultater og diskussion
Mekanisk egenskab
Ved at ændre forholdet mellem polyetherpolyol A og polymerpolyol B i grundformlen blev indflydelsen af forskellige polyetherdoseringer på de mekaniske egenskaber af semi-stift polyurethanskum undersøgt, som vist i tabel 2.
Det kan ses af resultaterne i tabel 2, at forholdet mellem polyetherpolyol A og polymerpolyol B har en signifikant effekt på de mekaniske egenskaber af polyurethanskum. Når forholdet mellem polyetherpolyol A og polymerpolyol B øges, øges brudforlængelsen, trykhårdheden falder til en vis grad, og trækstyrken og rivestyrken ændres lidt. Den molekylære kæde af polyurethan består hovedsageligt af blødt segment og hårdt segment, blødt segment fra polyol og hårdt segment fra carbamatbinding. På den ene side er den relative molekylvægt og hydroxylværdi af de to polyoler forskellige, på den anden side er polymerpolyolen B en polyetherpolyol modificeret af acrylonitril og styren, og stivheden af kædesegmentet er forbedret på grund af eksistensen af benzenring, mens polymerpolyolen B indeholder små molekylære stoffer, hvilket øger sprødheden af stofferne. Når polyetherpolyol A er 80 dele og polymerpolyol B er 10 dele, er de omfattende mekaniske egenskaber af skummet bedre.
Bonding ejendom
Som et produkt med høj pressefrekvens vil gelænderet reducere deles komfort væsentligt, hvis skummet og huden skaller, så bindingsevnen af polyurethanskum og hud er påkrævet. På baggrund af ovenstående forskning blev der tilsat forskellige befugtningsdispergeringsmidler for at teste skummets og hudens vedhæftningsegenskaber. Resultaterne er vist i tabel 3.
Det kan ses af tabel 3, at forskellige befugtningsdispergeringsmidler har tydelige virkninger på afskalningskraften mellem skummet og huden: Skumkollaps sker efter brug af tilsætningsstof 2, hvilket kan være forårsaget af for stor åbning af skummet efter tilsætning af tilsætningsstof 2; Efter brug af additiver 1 og 3 har stripningsstyrken af blindprøven en vis stigning, og stripningsstyrken af additivet 1 er omkring 17% højere end blindprøvens, og stripningsstyrken af additivet 3 er omkring 25% højere end den for blindprøven. Forskellen mellem additiv 1 og additiv 3 skyldes hovedsageligt forskellen i kompositmaterialets fugtbarhed på overfladen. Generelt er kontaktvinklen en vigtig parameter til at måle overfladens fugtighed for at vurdere fugtigheden af væske på faststof. Derfor blev kontaktvinklen mellem kompositmaterialet og huden efter tilsætning af de to ovennævnte befugtningsdispergeringsmidler testet, og resultaterne blev vist i figur 1.
Det kan ses af figur 1, at kontaktvinklen for blindprøven er den største, hvilket er 27°, og kontaktvinklen for hjælpemiddel 3 er den mindste, som kun er 12°. Dette viser, at brugen af additiv 3 i højere grad kan forbedre fugtbarheden af kompositmaterialet og huden, og det er lettere at sprede på overfladen af huden, så brugen af additiv 3 har den største afskalningskraft.
Ældrende ejendom
Gelænderprodukter presses ind i bilen, frekvensen af eksponering for sollys er høj, og ældningsydelsen er en anden vigtig ydeevne, som polyurethan semi-stivt gelænderskum skal overveje. Derfor blev den grundlæggende formels ældningsevne testet, og forbedringsundersøgelsen blev udført, og resultaterne blev vist i tabel 4.
Ved at sammenligne dataene i tabel 4 kan det konstateres, at de mekaniske egenskaber og bindingsegenskaber af den grundlæggende formel er væsentligt formindsket efter termisk ældning ved 120 ℃: efter ældning i 12 timer er tabet af forskellige egenskaber undtagen tæthed (det samme nedenfor) 13% ~ 16%; Ydeevnetabet ved 24-timers aldring er 23% ~ 26%. Det er angivet, at grundformlens varmeældningsegenskaber ikke er god, og varmeældningsegenskaberne for den oprindelige formel kan naturligvis forbedres ved at tilføje en klasse af antioxidant A til formlen. Under de samme eksperimentelle betingelser efter tilsætning af antioxidant A var tabet af forskellige egenskaber efter 12 timer 7%~8%, og tabet af forskellige egenskaber efter 24 timer var 13%~16%. Faldet i mekaniske egenskaber skyldes hovedsageligt en række kædereaktioner udløst af brud på kemiske bindinger og aktive frie radikaler under den termiske ældningsproces, hvilket resulterer i fundamentale ændringer i det oprindelige stofs struktur eller egenskaber. På den ene side skyldes faldet i bindingsevnen nedgangen i de mekaniske egenskaber af selve skummet, på den anden side, fordi PVC-skindet indeholder et stort antal blødgøringsmidler, og blødgøringsmidlet migrerer til overfladen under processen med termisk iltældning. Tilsætningen af antioxidanter kan forbedre dens termiske ældningsegenskaber, hovedsageligt fordi antioxidanter kan eliminere nygenererede frie radikaler, forsinke eller hæmme polymerens oxidationsprocessen for at bevare polymerens oprindelige egenskaber.
Omfattende ydeevne
Baseret på ovenstående resultater blev den optimale formel designet, og dens forskellige egenskaber blev evalueret. Formlens ydeevne blev sammenlignet med den generelle polyurethan-gelænderskum med høj rebound. Resultaterne er vist i tabel 5.
Som det kan ses af tabel 5, har ydeevnen af den optimale halvstive polyurethanskumformel visse fordele i forhold til de grundlæggende og generelle formler, og den er mere praktisk, og den er mere egnet til påføring af højtydende gelændere.
Konklusion
Justering af mængden af polyether og valg af kvalificeret befugtningsdispergeringsmiddel og antioxidant kan give det halvstive polyurethanskum gode mekaniske egenskaber, fremragende varmeældningsegenskaber og så videre. Baseret på skummets fremragende ydeevne kan dette højtydende polyurethan-halvstive skumprodukt påføres buffermaterialer til biler såsom gelændere og instrumentborde.
Indlægstid: 25-jul-2024