Poliuretāna puscieto putu sagatavošana un īpašības augstas veiktspējas automobiļu margām.
Roku balsts automašīnas salonā ir svarīga kabīnes daļa, kas pilda durvju stumšanas un vilkšanas lomu un cilvēka rokas novietošanu automašīnā. Avārijas gadījumā, kad automašīna un margas saduras, poliuretāna mīkstās margas un modificēts PP (polipropilēns), ABS (poliakrilnitrils - butadiēns - stirols) un citas cietās plastmasas margas var nodrošināt labu elastību un buferi, tādējādi samazinot traumas. Poliuretāna mīkstās putu margas var nodrošināt labu roku sajūtu un skaistu virsmas tekstūru, tādējādi uzlabojot kabīnes komfortu un skaistumu. Tāpēc, attīstoties automobiļu rūpniecībai un uzlabojoties cilvēku prasībām pret interjera materiāliem, poliuretāna mīksto putu priekšrocības automobiļu margās kļūst arvien acīmredzamākas.
Ir trīs veidu poliuretāna mīkstās margas: augstas elastības putas, pašrežģītas putas un puscietas putas. Augstas elastības margu ārējā virsma ir pārklāta ar PVC (polivinilhlorīda) ādu, bet iekšpuse ir poliuretāna augstas elastības putas. Putu atbalsts ir salīdzinoši vājš, stiprība ir salīdzinoši zema, un saķere starp putām un ādu ir salīdzinoši nepietiekama. Pašapvalkotajām margām ir porolona apvalka slānis, zemas izmaksas, augsta integrācijas pakāpe, un to plaši izmanto komerciālajos transportlīdzekļos, taču ir grūti ņemt vērā virsmas izturību un vispārējo komfortu. Puscietais roku balsts ir pārklāts ar PVC ādu, āda nodrošina labu pieskārienu un izskatu, un iekšējām puscietajām putām ir lieliska sajūta, triecienizturība, enerģijas absorbcija un novecošanās izturība, tāpēc to arvien plašāk izmanto vieglā auto salons.
Šajā darbā ir izstrādāta automobiļu margu poliuretāna puscieto putu pamatformula, uz kuras pamata tiek pētīta tās uzlabošana.
Eksperimentālā sadaļa
Galvenā izejviela
Poliētera poliols A (hidroksilgrupa — 30–40 mg/g), polimēra poliols B (hidroksilgrupa — 25–30 mg/g) : Wanhua Chemical Group Co., LTD. Modificēts MDI [difenilmetāna diizocianāts, w (NCO) ir 25% ~ 30%], kompozītmateriālu katalizators, mitrināšanas disperģētājs (aģents 3), antioksidants A: Wanhua Chemical (Beijing) Co., LTD., Maitou utt.; Mitrināšanas dispersants (Aģents 1), mitrinošs dispergētājs (Aģents 2) : Byke Chemical. Iepriekš minētās izejvielas ir rūpnieciskas kvalitātes. PVC oderes āda: Changshu Ruihua.
Galvenās iekārtas un instrumenti
Sdf-400 tipa ātrgaitas mikseris, AR3202CN tipa elektroniskais svars, alumīnija veidne (10cm×10cm×1cm, 10cm×10cm×5cm), 101-4AB tipa elektriskā pūtēja krāsns, KJ-1065 tipa elektroniskā universālā spriegošanas mašīna, 501A tipa super termostats.
Pamatformulas un parauga sagatavošana
Puscieto poliuretāna putu pamatsastāvs ir parādīts 1. tabulā.
Mehānisko īpašību testa parauga sagatavošana: saliktais poliēteris (A materiāls) tika sagatavots pēc projektēšanas formulas, sajaukts ar modificēto MDI noteiktā proporcijā, maisīts ar ātrgaitas maisīšanas ierīci (3000r/min) 3-5s. , pēc tam ielej attiecīgajā veidnē, veidojot putas, un noteiktā laikā atver veidni, lai iegūtu puscieto poliuretāna putu formēto paraugu.
Parauga sagatavošana līmēšanas veiktspējas pārbaudei: veidnes apakšējā veidnē tiek ievietots PVC apvalka slānis, apvienoto poliēteri un modificēto MDI sajauc proporcionāli, maisot ar ātrgaitas maisīšanas ierīci (3000 apgr./min. ) 3–5 s, pēc tam ielej ādas virsmā, veidne tiek aizvērta, un poliuretāna putas ar ādu tiek veidotas noteiktā laikā.
Veiktspējas pārbaude
Mehāniskās īpašības: 40%CLD (spiedes cietība) saskaņā ar ISO-3386 standarta testu; Stiepes izturība un pagarinājums pārrāvuma brīdī tiek pārbaudīts saskaņā ar ISO-1798 standartu; Asaru stiprība ir pārbaudīta saskaņā ar ISO-8067 standartu. Līmēšanas veiktspēja: Elektroniskā universālā spriegošanas mašīna tiek izmantota ādas lobīšanai un putošanai par 180° saskaņā ar oriģinālā aprīkojuma ražotāju standartiem.
Novecošanas veiktspēja: pārbaudiet mehānisko īpašību un saķeres īpašību zudumu pēc 24 stundu novecošanas 120 ℃ temperatūrā saskaņā ar oriģinālā aprīkojuma ražotāju standarta temperatūru.
Rezultāti un diskusija
Mehāniskais īpašums
Pamatformulā mainot poliētera poliola A un polimēra poliola B attiecību, tika izpētīta dažādu poliētera devu ietekme uz puscieto poliuretāna putu mehāniskajām īpašībām, kā parādīts 2. tabulā.
No rezultātiem 2. tabulā redzams, ka poliētera poliola A attiecībai pret polimēru poliolu B ir būtiska ietekme uz poliuretāna putu mehāniskajām īpašībām. Palielinoties poliētera poliola A attiecībai pret polimēru poliolu B, palielinās stiepes pagarinājums, zināmā mērā samazinās spiedes cietība, un stiepes izturība un plīsuma izturība nedaudz mainās. Poliuretāna molekulārā ķēde galvenokārt sastāv no mīkstā segmenta un cietā segmenta, mīkstā segmenta no poliola un cietā segmenta no karbamāta saites. No vienas puses, abu poliolu relatīvā molekulmasa un hidroksilgrupa ir atšķirīgas, no otras puses, polimēra poliols B ir poliētera poliols, kas modificēts ar akrilnitrilu un stirolu, un ķēdes segmenta stingrība ir uzlabota, pateicoties benzola gredzena esamība, savukārt polimēra poliols B satur mazmolekulāras vielas, kas palielina putu trauslumu. Ja poliētera poliols A ir 80 daļas un polimēra poliols B ir 10 daļas, putu visaptverošās mehāniskās īpašības ir labākas.
Saistīšanas īpašums
Kā produkts ar augstu presēšanas biežumu, margas ievērojami samazinās detaļu komfortu, ja putas un āda lobās, tāpēc ir nepieciešama poliuretāna putu un ādas saķere. Pamatojoties uz iepriekš minēto pētījumu, tika pievienoti dažādi mitrinoši disperģējošie līdzekļi, lai pārbaudītu putu un ādas adhēzijas īpašības. Rezultāti ir parādīti 3. tabulā.
No 3. tabulas redzams, ka dažādiem mitrinošiem disperģētājiem ir acīmredzama ietekme uz lobīšanās spēku starp putām un ādu: putu sabrukšana notiek pēc 2. piedevas lietošanas, ko var izraisīt pārmērīga putu atvēršanās pēc piedevas pievienošanas. 2; Pēc 1. un 3. piedevu izmantošanas tukšā parauga atdalīšanas izturība ir zināmā mērā palielinājusies, un 1. piedevas atdalīšanas izturība ir aptuveni par 17% augstāka nekā tukšā paraugam, un 3. piedevas noņemšanas izturība ir par aptuveni 25% augstāks nekā tukšā parauga paraugs. Atšķirību starp 1. un 3. piedevu galvenokārt izraisa kompozītmateriāla virsmas mitrināmības atšķirības. Kopumā, lai novērtētu šķidruma mitrināmību uz cietas virsmas, kontakta leņķis ir svarīgs parametrs virsmas mitrināmības mērīšanai. Tāpēc tika pārbaudīts kontakta leņķis starp kompozītmateriālu un ādu pēc iepriekš minēto divu mitrinošo disperģētāju pievienošanas, un rezultāti tika parādīti 1.
No 1. attēla redzams, ka tukšā parauga saskares leņķis ir lielākais, kas ir 27°, un palīgvielas 3 kontakta leņķis ir mazākais, kas ir tikai 12°. Tas liecina, ka 3. piedevas lietošana var lielākā mērā uzlabot kompozītmateriāla un ādas mitrināmību, kā arī to ir vieglāk izkliedēt uz ādas virsmas, tāpēc piedevas 3 izmantošanai ir vislielākais nolobīšanās spēks.
Novecojošs īpašums
Margu izstrādājumi tiek nospiesti automašīnā, saules gaismas iedarbības biežums ir augsts, un novecošanās veiktspēja ir vēl viena svarīga veiktspēja, kas jāņem vērā poliuretāna puscietajām margu putām. Tāpēc tika pārbaudīta pamatformulas novecošanās veiktspēja un veikts uzlabojumu pētījums, un rezultāti ir parādīti 4. tabulā.
Salīdzinot 4. tabulas datus, var konstatēt, ka pēc termiskās novecošanas 120 ℃ temperatūrā pamatformulas mehāniskās īpašības un saistīšanas īpašības ievērojami pasliktinās: pēc 12h novecošanas dažādu īpašību zudums, izņemot blīvumu (tas pats zemāk) ir 13% ~ 16%; Veiktspējas zudums 24 stundu novecošanas gadījumā ir 23% ~ 26%. Tiek norādīts, ka pamatformulas termiskās novecošanas īpašība nav laba, un sākotnējās formulas termiskās novecošanas īpašības var acīmredzami uzlabot, pievienojot formulai A klases antioksidantu A. Tādos pašos eksperimenta apstākļos pēc antioksidanta A pievienošanas dažādu īpašību zudums pēc 12h bija 7%~8%, bet dažādu īpašību zudums pēc 24h bija 13%~16%. Mehānisko īpašību samazināšanās galvenokārt ir saistīta ar virkni ķēdes reakciju, ko izraisa ķīmiskās saites pārrāvums un aktīvi brīvie radikāļi termiskās novecošanas procesā, kā rezultātā notiek būtiskas izmaiņas sākotnējās vielas struktūrā vai īpašībās. No vienas puses, līmēšanas veiktspējas samazināšanās ir saistīta ar pašu putu mehānisko īpašību samazināšanos, no otras puses, tāpēc, ka PVC apvalks satur lielu skaitu plastifikatoru, un plastifikators procesa laikā migrē uz virsmu. termiskā skābekļa novecošana. Antioksidantu pievienošana var uzlabot tā termiskās novecošanas īpašības, galvenokārt tāpēc, ka antioksidanti var novērst jaunizveidotos brīvos radikāļus, aizkavēt vai kavēt polimēra oksidācijas procesu, lai saglabātu polimēra sākotnējās īpašības.
Visaptveroša veiktspēja
Pamatojoties uz iepriekšminētajiem rezultātiem, tika izstrādāta optimālā formula un novērtētas tās dažādās īpašības. Formulas veiktspēja tika salīdzināta ar vispārējām poliuretāna margu putām ar augstu atsitienu. Rezultāti ir parādīti 5. tabulā.
Kā redzams no 5. tabulas, optimālās puscietās putu poliuretāna formulas veiktspējai ir noteiktas priekšrocības salīdzinājumā ar pamata un vispārīgajām formulām, un tā ir praktiskāka, un tā ir vairāk piemērota augstas veiktspējas margu pielietošanai.
Secinājums
Pielāgojot poliētera daudzumu un izvēloties kvalificētu mitrināšanas disperģētāju un antioksidantu, puscietajām poliuretāna putām var iegūt labas mehāniskās īpašības, lieliskas termiskās novecošanas īpašības un tā tālāk. Pamatojoties uz lielisko putu veiktspēju, šo augstas veiktspējas poliuretāna puscieto putu produktu var izmantot automobiļu bufermateriāliem, piemēram, margām un instrumentu galdiem.
Publicēšanas laiks: 25. jūlijs 2024