Жоғары өнімді автомобиль тұтқаларына арналған полиуретанды жартылай қатты көбікті дайындау және сипаттамалары.
Автокөлік салонындағы қолтық тіреуіш кабинаның маңызды бөлігі болып табылады, ол есікті итеру және тарту, сондай-ақ адамның қолын көлікке орналастыру рөлін атқарады. Төтенше жағдайда, автомобиль мен тұтқа соқтығысқан кезде, полиуретанды жұмсақ тұтқа және модификацияланған PP (полипропилен), ABS (полиакрилонитрил - бутадиен - стирол) және басқа да қатты пластик тұтқалар жақсы серпімділік пен буферді қамтамасыз ете алады, осылайша жарақатты азайтады. Полиуретанды жұмсақ көбікті тұтқалар қолдың жақсы сезімін және әдемі беткі құрылымын қамтамасыз ете алады, осылайша кабинаның жайлылығы мен сұлулығын жақсартады. Сондықтан, автомобиль өнеркәсібінің дамуымен және адамдардың интерьер материалдарына деген талаптарының жақсаруымен автомобиль тұтқаларындағы полиуретанды жұмсақ көбіктің артықшылықтары барған сайын айқын бола түсуде.
Полиуретанды жұмсақ тұтқалардың үш түрі бар: жоғары серпімді көбік, өздігінен жабысатын көбік және жартылай қатты көбік. Жоғары серпімді тұтқалардың сыртқы беті ПВХ (поливинилхлорид) қабығымен жабылған, ал ішкі бөлігі полиуретанды жоғары серпімді көбіктен жасалған. Көбіктің тірегі салыстырмалы түрде әлсіз, беріктігі салыстырмалы түрде төмен, ал көбік пен қабық арасындағы адгезия салыстырмалы түрде жеткіліксіз. Өздігінен жабысатын тұтқаның көбікті өзек қабаты бар, бағасы төмен, интеграция дәрежесі жоғары және коммерциялық көліктерде кеңінен қолданылады, бірақ бетінің беріктігі мен жалпы жайлылықты ескеру қиын. Жартылай қатты қолтық тіреуіші ПВХ қабығымен жабылған, қабығы жақсы жанасу мен көрініс береді, ал ішкі жартылай қатты көбік тамаша сезімге, соққыға төзімділікке, энергияны сіңіруге және қартаюға төзімділікке ие, сондықтан ол жеңіл көліктердің салонында кеңінен қолданылады.
Бұл мақалада автомобиль тұтқаларына арналған полиуретанды жартылай қатты көбіктің негізгі формуласы жасалған және оны жетілдіру осы негізде зерттелген.
Эксперименттік бөлім
Негізгі шикізат
Полиэфирлі полиол А (гидроксил мәні 30 ~ 40 мг/г), полимерлі полиол B (гидроксил мәні 25 ~ 30 мг/г): Wanhua Chemical Group Co., LTD. Модификацияланған MDI [дифенилметан диизоцианаты, w (NCO) 25% ~ 30%], композиттік катализатор, ылғалдандыратын диспергатор (3-агент), антиоксидант А: Wanhua Chemical (Бейжің) Co., LTD., Майтоу және т.б.; Ылғалдандыратын диспергатор (1-агент), ылғалдандыратын диспергатор (2-агент): Byke Chemical. Жоғарыда аталған шикізат өнеркәсіптік сұрыпқа жатады. ПВХ төсемі: Чаншу Руйхуа.
Негізгі жабдықтар мен құралдар
Sdf-400 типті жоғары жылдамдықты араластырғыш, AR3202CN типті электрондық таразы, алюминий қалып (10см×10см×1см, 10см×10см×5см), 101-4AB типті электрлік үрлегіш пеш, KJ-1065 типті электрондық әмбебап кергіш машина, 501A типті супер термостат.
Негізгі формула мен үлгіні дайындау
Жартылай қатты полиуретанды көбіктің негізгі құрамы 1-кестеде көрсетілген.
Механикалық қасиеттерді сынау үлгісін дайындау: композиттік полиэфир (А материалы) жобалау формуласына сәйкес дайындалды, модификацияланған MDI-мен белгілі бір пропорцияда араластырылды, жоғары жылдамдықты араластыру құрылғысымен (3000 айн/мин) 3-5 секунд бойы араластырылды, содан кейін сәйкес қалыпқа көбіктену үшін құйылды және жартылай қатты полиуретан көбігінен жасалған қалыпталған үлгіні алу үшін қалып белгілі бір уақыт ішінде ашылды.
Үлгіні желімдеу өнімділігін сынауға дайындау: қалыптың төменгі қалыпына ПВХ қабықшасының қабаты салынады, ал аралас полиэфир мен модификацияланған MDI пропорционалды түрде араластырылады, жоғары жылдамдықты араластыру құрылғысымен (3000 айн/мин) 3-5 секунд бойы араластырылады, содан кейін қабықшаның бетіне құйылады, қалып жабылады және қабықшасы бар полиуретанды көбік белгілі бір уақыт ішінде қалыпталады.
Өнімділік сынағы
Механикалық қасиеттері: ISO-3386 стандартты сынағына сәйкес 40% CLD (сығымдау қаттылығы); Созылу беріктігі мен үзіліс кезіндегі созылу ISO-1798 стандартына сәйкес тексеріледі; Жыртылу беріктігі ISO-8067 стандартына сәйкес тексеріледі. Байланыстыру өнімділігі: Электронды әмбебап кергіш машина OEM стандартына сәйкес теріні аршып, 180° көбіктену үшін қолданылады.
Қартаю өнімділігі: OEM стандартты температурасына сәйкес 120℃ температурада 24 сағат қартаюдан кейін механикалық қасиеттер мен байланыс қасиеттерінің жоғалуын тексеріңіз.
Нәтижелер мен пікірталас
Механикалық қасиет
Негізгі формуладағы полиэфирлі полиол А және полимерлі полиол В қатынасын өзгерту арқылы жартылай қатты полиуретанды көбіктің механикалық қасиеттеріне әртүрлі полиэфир дозаларының әсері зерттелді, бұл 2-кестеде көрсетілген.
2-кестедегі нәтижелерден полиэфирлі полиол А мен полимерлі полиол В арақатынасы полиуретанды көбіктің механикалық қасиеттеріне айтарлықтай әсер ететінін көруге болады. Полиэфирлі полиол А мен полимерлі полиол В арақатынасы артқан кезде үзілу кезіндегі созылу артады, сығылу қаттылығы белгілі бір дәрежеде төмендейді, ал созылу беріктігі мен жыртылу беріктігі аз өзгереді. Полиуретанның молекулалық тізбегі негізінен жұмсақ сегмент пен қатты сегменттен, полиолдан алынған жұмсақ сегменттен және карбамат байланысынан алынған қатты сегменттен тұрады. Бір жағынан, екі полиолдың салыстырмалы молекулалық салмағы мен гидроксил мәні әртүрлі, екінші жағынан, полимерлі полиол B - акрилонитрил мен стиролмен модификацияланған полиэфирлі полиол, және тізбек сегментінің қаттылығы бензол сақинасының болуына байланысты жақсарады, ал полимерлі полиол B құрамында ұсақ молекулалық заттар бар, бұл көбіктің сынғыштығын арттырады. Полиэфирлі полиол А 80 бөлік, ал полимерлі полиол B 10 бөлік болғанда, көбіктің кешенді механикалық қасиеттері жақсырақ болады.
Кепілдік мүлік
Басу жиілігі жоғары өнім ретінде, тұтқа көбік пен қабық қабыршақтанған кезде бөлшектердің жайлылығын айтарлықтай төмендетеді, сондықтан полиуретанды көбік пен қабықтың байланыс өнімділігі қажет. Жоғарыда аталған зерттеулер негізінде көбік пен қабықтың адгезия қасиеттерін тексеру үшін әртүрлі ылғалдандырғыш дисперганттар қосылды. Нәтижелер 3-кестеде көрсетілген.
3-кестеден әр түрлі ылғалдандырғыш дисперганттардың көбік пен қабық арасындағы қабыршақтану күшіне айқын әсер ететінін көруге болады: Көбіктің ыдырауы 2-қоспаны қолданғаннан кейін пайда болады, бұл 2-қоспаны қосқаннан кейін көбіктің шамадан тыс ашылуынан туындауы мүмкін; 1 және 3-қоспаларды қолданғаннан кейін, бос үлгінің жұлу беріктігі белгілі бір дәрежеде артады, ал 1-қоспаның жұлу беріктігі бос үлгіге қарағанда шамамен 17%-ға жоғары, ал 3-қоспаның жұлу беріктігі бос үлгіге қарағанда шамамен 25%-ға жоғары. 1-қоспа мен 3-қоспа арасындағы айырмашылық негізінен композиттік материалдың бетіндегі ылғалдануының айырмашылығынан туындайды. Жалпы, сұйықтықтың қатты денедегі ылғалдануын бағалау үшін жанасу бұрышы бетінің ылғалдануын өлшеудің маңызды параметрі болып табылады. Сондықтан, жоғарыда аталған екі ылғалдандырғыш диспергантты қосқаннан кейін композиттік материал мен қабық арасындағы жанасу бұрышы тексерілді және нәтижелері 1-суретте көрсетілген.
1-суреттен көруге болады, бос үлгінің жанасу бұрышы ең үлкен, яғни 27°, ал көмекші агент 3-тің жанасу бұрышы ең кіші, яғни небәрі 12°. Бұл 3 қоспасын қолдану композиттік материал мен терінің ылғалдануын едәуір жақсарта алатынын және терінің бетіне оңай жағылатынын көрсетеді, сондықтан 3 қоспасын қолдану ең үлкен қабыршақтау күшіне ие.
Қартайған мүлік
Тұтқа бұйымдары көлікте престеледі, күн сәулесінің әсер ету жиілігі жоғары, ал ескіру өнімділігі полиуретанды жартылай қатты тұтқа көбігінің ескеруі керек тағы бір маңызды өнімділік болып табылады. Сондықтан негізгі формуланың ескіру өнімділігі тексеріліп, жақсарту зерттеуі жүргізілді, ал нәтижелері 4-кестеде көрсетілген.
4-кестедегі деректерді салыстыра отырып, негізгі формуланың механикалық қасиеттері мен байланыс қасиеттері 120℃ температурада термиялық қартаюдан кейін айтарлықтай төмендейтінін анықтауға болады: 12 сағат қартаюдан кейін тығыздықтан басқа әртүрлі қасиеттердің жоғалуы (төменде көрсетілгендей) 13% ~ 16% құрайды; 24 сағат қартаюдың өнімділік жоғалуы 23% ~ 26% құрайды. Негізгі формуланың жылу қартаю қасиеті жақсы емес екені және бастапқы формуланың жылу қартаю қасиетін формулаға А класындағы антиоксидант А қосу арқылы жақсартуға болатыны көрсетілген. А антиоксидантын қосқаннан кейінгі сол тәжірибелік жағдайларда 12 сағаттан кейін әртүрлі қасиеттердің жоғалуы 7% ~ 8%, ал 24 сағаттан кейін әртүрлі қасиеттердің жоғалуы 13% ~ 16% болды. Механикалық қасиеттердің төмендеуі негізінен термиялық қартаю процесінде химиялық байланыстың үзілуі мен белсенді бос радикалдар тудыратын бірқатар тізбекті реакцияларға байланысты, бұл бастапқы заттың құрылымында немесе қасиеттерінде түбегейлі өзгерістерге әкеледі. Бір жағынан, байланыс өнімділігінің төмендеуі көбіктің механикалық қасиеттерінің төмендеуіне байланысты, екінші жағынан, ПВХ қабығында көптеген пластификаторлар болғандықтан және пластификатор термиялық оттегімен қартаю процесінде бетіне ауысатындықтан. Антиоксиданттарды қосу оның термиялық қартаю қасиеттерін жақсарта алады, негізінен антиоксиданттар жаңадан пайда болған бос радикалдарды жоя алады, полимердің тотығу процесін кешіктіре немесе тежейді, осылайша полимердің бастапқы қасиеттерін сақтайды.
Кешенді өнімділік
Жоғарыда келтірілген нәтижелерге сүйене отырып, оңтайлы формула жасалды және оның әртүрлі қасиеттері бағаланды. Формуланың өнімділігі жалпы полиуретанды жоғары кері серпімді тұтқа көбігінің өнімділігімен салыстырылды. Нәтижелер 5-кестеде көрсетілген.
5-кестеден көріп отырғанымыздай, оңтайлы жартылай қатты полиуретанды көбік формуласының өнімділігі негізгі және жалпы формулалармен салыстырғанда белгілі бір артықшылықтарға ие, және ол практикалық және жоғары өнімді тұтқаларды қолдануға қолайлы.
Қорытынды
Полиэфир мөлшерін реттеу және білікті ылғалдандырғыш диспергатор мен антиоксидантты таңдау жартылай қатты полиуретан көбігіне жақсы механикалық қасиеттер, тамаша жылу қартаю қасиеттері және т.б. бере алады. Көбіктің тамаша өнімділігіне сүйене отырып, бұл жоғары өнімді полиуретан жартылай қатты көбік өнімін тұтқалар мен аспап үстелдері сияқты автомобиль буферлік материалдарына қолдануға болады.
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 25 шілде