Fremstilling og egenskaper ved halvstivt polyuretanskum for høytytende bilrekkverk.
Armlenet i bilens interiør er en viktig del av førerhuset, som spiller rollen med å skyve og trekke i døren og plassere armen til personen i bilen. I tilfelle en nødsituasjon, når bilen og rekkverket kolliderer, kan mykt polyuretanrekkverk og modifisert PP (polypropylen), ABS (polyakrylonitril-butadien-styren) og andre hardplastrekkverk gi god elastisitet og buffer, og dermed redusere skader. Mykt polyuretanskumrekkverk kan gi god håndfølelse og vakker overflatetekstur, og dermed forbedre komforten og skjønnheten i førerhuset. Derfor, med utviklingen av bilindustrien og forbedringen av folks krav til interiørmaterialer, blir fordelene med mykt polyuretanskum i bilrekkverk mer og mer åpenbare.
Det finnes tre typer myke polyuretan-rekkverk: høyelastisk skum, selvklæbende skum og halvstivt skum. Yttersiden av høyelastiske rekkverk er dekket med PVC-hud (polyvinylklorid), og innsiden er polyuretan høyelastisk skum. Skumstøtten er relativt svak, styrken er relativt lav, og adhesjonen mellom skummet og huden er relativt utilstrekkelig. Det selvklebende rekkverket har et kjernelag av skum, lav kostnad, høy integreringsgrad, og er mye brukt i nyttekjøretøy, men det er vanskelig å ta hensyn til overflatens styrke og den generelle komforten. Halvstive armlener er dekket med PVC-hud, huden gir god berøring og utseende, og det indre halvstive skummet har utmerket følelse, slagfasthet, energiabsorpsjon og aldringsbestandighet, så det blir mer og mer mye brukt i bruk i personbiler.
I denne artikkelen utformes den grunnleggende formelen for halvstivt polyuretanskum for bilrekkverk, og forbedringen av dette studeres på dette grunnlaget.
Eksperimentell seksjon
Hovedråmateriale
Polyeterpolyol A (hydroksylverdi 30 ~ 40 mg/g), polymerpolyol B (hydroksylverdi 25 ~ 30 mg/g): Wanhua Chemical Group Co., LTD. Modifisert MDI [difenylmetandiisocyanat, w (NCO) er 25% ~ 30%], komposittkatalysator, fuktemiddeldispergeringsmiddel (middel 3), antioksidant A: Wanhua Chemical (Beijing) Co., LTD., Maitou, etc.; Fuktemiddeldispergeringsmiddel (middel 1), fuktemiddeldispergeringsmiddel (middel 2): Byke Chemical. Råmaterialene ovenfor er av industriell kvalitet. PVC-fôr: Changshu Ruihua.
Hovedutstyr og instrumenter
Sdf-400-type høyhastighetsmikser, AR3202CN-type elektronisk balanse, aluminiumsform (10 cm × 10 cm × 1 cm, 10 cm × 10 cm × 5 cm), 101-4AB-type elektrisk blåseovn, KJ-1065-type elektronisk universalspenningsmaskin, 501A-type supertermostat.
Utarbeidelse av basisformel og prøve
Den grunnleggende formuleringen av halvstivt polyuretanskum er vist i tabell 1.
Forberedelse av prøven for mekaniske egenskaper: Komposittpolyeteren (A-materiale) ble fremstilt i henhold til designformelen, blandet med modifisert MDI i en viss mengde, omrørt med en høyhastighetsrøreanordning (3000 o/min) i 3~5 sekunder, deretter helt i den tilsvarende formen til skum, og åpnet formen innen en viss tid for å oppnå den halvstive polyuretanskumstøpte prøven.
Forberedelse av prøven for bindingstest: et lag med PVC-hud plasseres i den nedre dysen av formen, og den kombinerte polyeteren og modifiserte MDI blandes proporsjonalt, omrøres med en høyhastighetsrøreanordning (3000 o/min) i 3~5 sekunder, deretter helles det i overflaten av huden, og formen lukkes, og polyuretanskummet med huden støpes innen en viss tid.
Ytelsestest
Mekaniske egenskaper: 40 % CLD (trykkhardhet) i henhold til ISO-3386 standardtest; Strekkfasthet og forlengelse ved brudd er testet i henhold til ISO-1798 standard; Rivestyrke er testet i henhold til ISO-8067 standard. Bindeevne: Den elektroniske universalstrammingsmaskinen brukes til å fjerne huden og skummet 180° i henhold til standarden til en OEM.
Aldringsytelse: Test tapet av mekaniske egenskaper og bindingsegenskaper etter 24 timers aldring ved 120 ℃ i henhold til standardtemperaturen til en OEM.
Resultater og diskusjon
Mekanisk egenskap
Ved å endre forholdet mellom polyeterpolyol A og polymerpolyol B i basisformelen ble påvirkningen av ulik polyeterdosering på de mekaniske egenskapene til halvstivt polyuretanskum undersøkt, som vist i tabell 2.
Det fremgår av resultatene i tabell 2 at forholdet mellom polyeterpolyol A og polymerpolyol B har en betydelig effekt på de mekaniske egenskapene til polyuretanskum. Når forholdet mellom polyeterpolyol A og polymerpolyol B øker, øker bruddforlengelsen, trykkhardheten reduseres til en viss grad, og strekkfastheten og rivestyrken endres lite. Polyuretanens molekylkjede består hovedsakelig av et mykt og et hardt segment, et mykt segment fra polyolen og et hardt segment fra karbamatbindingen. På den ene siden er den relative molekylvekten og hydroksylverdien til de to polyolene forskjellige, på den annen side er polymerpolyol B en polyeterpolyol modifisert med akrylnitril og styren, og stivheten til kjedesegmentet forbedres på grunn av tilstedeværelsen av benzenringen, mens polymerpolyol B inneholder små molekylære stoffer, noe som øker skummets sprøhet. Når polyeterpolyol A er 80 deler og polymerpolyol B er 10 deler, er de omfattende mekaniske egenskapene til skummet bedre.
Bindingseiendom
Som et produkt med høy trykkfrekvens vil rekkverket redusere komforten til delene betydelig hvis skummet og huden løsner, så det kreves god bindingsevne mellom polyuretanskum og hud. Basert på forskningen ovenfor ble forskjellige fuktende dispergeringsmidler tilsatt for å teste skummets og hudens bindingsegenskaper. Resultatene er vist i tabell 3.
Det fremgår av tabell 3 at forskjellige fuktedispergeringsmidler har åpenbare effekter på avskallingskraften mellom skummet og huden: Skumkollaps oppstår etter bruk av tilsetningsstoff 2, noe som kan være forårsaket av overdreven åpning av skummet etter tilsetning av tilsetningsstoff 2. Etter bruk av tilsetningsstoffene 1 og 3 øker strippestyrken til blindprøven noe, og strippestyrken til tilsetningsstoff 1 er omtrent 17 % høyere enn for blindprøven, og strippestyrken til tilsetningsstoff 3 er omtrent 25 % høyere enn for blindprøven. Forskjellen mellom tilsetningsstoff 1 og tilsetningsstoff 3 skyldes hovedsakelig forskjellen i fuktbarheten til komposittmaterialet på overflaten. Generelt sett, for å evaluere fuktbarheten til væske på fast stoff, er kontaktvinkelen en viktig parameter for å måle overflatefuktbarheten. Derfor ble kontaktvinkelen mellom komposittmaterialet og huden etter tilsetning av de to ovennevnte fuktedispergeringsmidlene testet, og resultatene ble vist i figur 1.
Det fremgår av figur 1 at kontaktvinkelen til blindprøven er størst, som er 27°, og kontaktvinkelen til hjelpemiddel 3 er minst, som bare er 12°. Dette viser at bruk av tilsetningsstoff 3 kan forbedre fuktbarheten til komposittmaterialet og huden i større grad, og det er lettere å spre det på hudoverflaten, slik at bruk av tilsetningsstoff 3 har størst peelingkraft.
Aldrende eiendom
Rekkverksprodukter presses i heisstolen, hyppigheten av sollyseksponering er høy, og aldringsevnen er en annen viktig ytelse som polyuretan halvstivt rekkverkskum må vurdere. Derfor ble aldringsevnen til basisformelen testet og forbedringsstudien ble utført, og resultatene ble vist i tabell 4.
Ved å sammenligne dataene i tabell 4 kan man se at de mekaniske egenskapene og bindingsegenskapene til basisformelen reduseres betydelig etter termisk aldring ved 120 ℃: etter aldring i 12 timer er tapet av diverse egenskaper unntatt tetthet (det samme som nedenfor) 13 % ~ 16 %; ytelsestapet ved 24 timers aldring er 23 % ~ 26 %. Det indikeres at basisformelens varmealdringsegenskap ikke er god, og den opprinnelige formelens varmealdringsegenskap kan åpenbart forbedres ved å tilsette antioksidant A av klasse A til formelen. Under de samme eksperimentelle forholdene etter tilsetning av antioksidant A var tapet av diverse egenskaper etter 12 timer 7 % ~ 8 %, og tapet av diverse egenskaper etter 24 timer var 13 % ~ 16 %. Nedgangen i mekaniske egenskaper skyldes hovedsakelig en rekke kjedereaksjoner utløst av kjemisk bindingsbrudd og aktive frie radikaler under den termiske aldringsprosessen, noe som resulterer i grunnleggende endringer i strukturen eller egenskapene til det opprinnelige stoffet. På den ene siden skyldes nedgangen i bindingsevne nedgangen i selve skummets mekaniske egenskaper, på den andre siden fordi PVC-huden inneholder et stort antall myknere, og myknerne migrerer til overflaten under prosessen med termisk oksygenaldring. Tilsetning av antioksidanter kan forbedre dens termiske aldringsegenskaper, hovedsakelig fordi antioksidanter kan eliminere nygenererte frie radikaler, forsinke eller hemme oksidasjonsprosessen til polymeren, for å opprettholde polymerens opprinnelige egenskaper.
Omfattende ytelse
Basert på resultatene ovenfor ble den optimale formelen utformet, og dens ulike egenskaper ble evaluert. Formelens ytelse ble sammenlignet med ytelsen til generelt polyuretan-rekkverkskum med høy rebound. Resultatene er vist i tabell 5.
Som det fremgår av tabell 5, har ytelsen til den optimale halvstive polyuretanskumformelen visse fordeler i forhold til de grunnleggende og generelle formlene, og den er mer praktisk, og den er mer egnet for bruk av høytytende rekkverk.
Konklusjon
Justering av mengden polyeter og valg av kvalifiserte fuktdispergeringsmidler og antioksidanter kan gi det halvstive polyuretanskummet gode mekaniske egenskaper, utmerkede varmealdringsegenskaper og så videre. Basert på skummets utmerkede ytelse, kan dette høytytende halvstive polyuretanskumproduktet brukes på buffermaterialer i biler som rekkverk og instrumentbord.
Publisert: 25. juli 2024