Përgatitja dhe karakteristikat e shkumës gjysmë të ngurtë poliuretani për parmakë automobilash me performancë të lartë.
Mbështetësja e krahut në brendësi të makinës është një pjesë e rëndësishme e kabinës, e cila luan rolin e shtytjes dhe tërheqjes së derës dhe vendosjes së krahut të personit në makinë. Në rast emergjence, kur makina përplaset me parmakun, parmaku i butë prej poliuretani dhe PP (polipropileni) i modifikuar, ABS (poliakrilonitril - butadien - stiren) dhe parmakë të tjerë prej plastike të fortë, mund të ofrojnë elasticitet dhe mbrojtje të mirë, duke zvogëluar kështu lëndimet. Parmakët prej shkume të butë prej poliuretani mund të ofrojnë ndjesi të mirë për duart dhe teksturë të bukur sipërfaqësore, duke përmirësuar kështu rehatinë dhe bukurinë e kabinës së pilotit. Prandaj, me zhvillimin e industrisë së automobilave dhe përmirësimin e kërkesave të njerëzve për materialet e brendshme, avantazhet e shkumës së butë prej poliuretani në parmakët e automobilave po bëhen gjithnjë e më të dukshme.
Ekzistojnë tre lloje të kangjellave të buta prej poliuretani: shkumë me elasticitet të lartë, shkumë me kore dhe shkumë gjysmë e ngurtë. Sipërfaqja e jashtme e kangjellave me elasticitet të lartë është e mbuluar me lëkurë PVC (klorur polivinili), dhe pjesa e brendshme është shkumë poliuretani me elasticitet të lartë. Mbështetja e shkumës është relativisht e dobët, forca është relativisht e ulët dhe ngjitja midis shkumës dhe lëkurës është relativisht e pamjaftueshme. Kangjella me lëkurë të vetë-lëkurë ka një shtresë kryesore lëkure me shkumë, kosto të ulët, shkallë të lartë integrimi dhe përdoret gjerësisht në automjetet komerciale, por është e vështirë të merret parasysh forca e sipërfaqes dhe rehatia e përgjithshme. Mbështetësja gjysmë e ngurtë e krahut është e mbuluar me lëkurë PVC, lëkura ofron prekje dhe pamje të mirë, dhe shkuma e brendshme gjysmë e ngurtë ka ndjesi të shkëlqyer, rezistencë ndaj goditjes, thithje të energjisë dhe rezistencë ndaj plakjes, kështu që përdoret gjithnjë e më gjerësisht në përdorimin e brendshëm të makinave të pasagjerëve.
Në këtë punim, është hartuar formula bazë e shkumës gjysmë të ngurtë poliuretani për parmakët e automobilave, dhe mbi këtë bazë është studiuar përmirësimi i saj.
Seksioni eksperimental
Lënda e parë kryesore
Polieter poliol A (vlera hidroksile 30 ~ 40 mg/g), poliol polimer B (vlera hidroksile 25 ~ 30 mg/g): Wanhua Chemical Group Co., LTD. MDI i modifikuar [difenilmetan diizocianat, w (NCO) është 25%~30%], katalizator kompozit, shpërndarës lagështie (Agjenti 3), antioksidant A: Wanhua Chemical (Beijing) Co., LTD., Maitou, etj.; Dispersant lagështie (Agjenti 1), shpërndarës lagështie (Agjenti 2): Byke Chemical. Lëndët e para të mësipërme janë të gradës industriale. Lëkura e veshjes PVC: Changshu Ruihua.
Pajisjet dhe instrumentet kryesore
Përzierës me shpejtësi të lartë tipi Sdf-400, balancues elektronik tipi AR3202CN, kallëp alumini (10cm×10cm×1cm, 10cm×10cm×5cm), furrë elektrike me ventilator tipi 101-4AB, makinë elektronike universale tensioni tipi KJ-1065, supertermostat tipi 501A.
Përgatitja e formulës bazë dhe mostrës
Formulimi bazë i shkumës poliuretani gjysmë të ngurtë është paraqitur në Tabelën 1.
Përgatitja e mostrës së provës së vetive mekanike: polieteri kompozit (materiali A) u përgatit sipas formulës së projektimit, u përzie me MDI-në e modifikuar në një proporcion të caktuar, u përzie me një pajisje përzierëse me shpejtësi të lartë (3000r/min) për 3~5 sekonda, pastaj u derdh në formën përkatëse për të shkumëzuar dhe forma u hap brenda një kohe të caktuar për të marrë mostrën e derdhur me shkumë poliuretani gjysmë të ngurtë.
Përgatitja e mostrës për testin e performancës së ngjitjes: një shtresë lëkure PVC vendoset në matricën e poshtme të formës, dhe polieteri i kombinuar dhe MDI i modifikuar përzihen në proporcion, përzihen nga një pajisje përzierëse me shpejtësi të lartë (3000 r/min) për 3~5 s, pastaj derdhen në sipërfaqen e lëkurës, forma mbyllet dhe shkuma poliuretani me lëkurën modelohet brenda një kohe të caktuar.
Testi i performancës
Vetitë mekanike: 40% CLD (fortësia në shtypje) sipas testit standard ISO-3386; Rezistenca në tërheqje dhe zgjatimi në këputje testohen sipas standardit ISO-1798; Rezistenca në grisje testohet sipas standardit ISO-8067. Performanca e ngjitjes: Makina elektronike universale e tensionit përdoret për të qëruar lëkurën dhe për të shkumëzuar 180° sipas standardit të një prodhuesi origjinal origjinal (OEM).
Performanca e plakjes: Testoni humbjen e vetive mekanike dhe vetive të ngjitjes pas 24 orësh plakjeje në 120℃ sipas temperaturës standarde të një OEM.
Rezultatet dhe diskutimi
Veti mekanike
Duke ndryshuar raportin e poliolit të polieterit A dhe polimerit të polieterit B në formulën bazë, u eksplorua ndikimi i dozave të ndryshme të polieterit në vetitë mekanike të shkumës poliuretani gjysmë të ngurtë, siç tregohet në Tabelën 2.
Nga rezultatet në Tabelën 2 mund të shihet se raporti i polieter poliolit A ndaj polimer poliolit B ka një efekt të rëndësishëm në vetitë mekanike të shkumës poliuretani. Kur raporti i polieter poliolit A ndaj polimer poliolit B rritet, zgjatimi në thyerje rritet, fortësia në shtypje zvogëlohet në një farë mase, dhe rezistenca në tërheqje dhe rezistenca në grisje ndryshojnë pak. Zinxhiri molekular i poliuretanit përbëhet kryesisht nga segmenti i butë dhe segmenti i fortë, segmenti i butë nga polioli dhe segmenti i fortë nga lidhja karbamat. Nga njëra anë, pesha relative molekulare dhe vlera hidroksile e dy polioleve janë të ndryshme, nga ana tjetër, polimeri B është një polieter poliol i modifikuar nga akrilonitrili dhe stireni, dhe ngurtësia e segmentit të zinxhirit përmirësohet për shkak të ekzistencës së unazës së benzenit, ndërsa polimeri B përmban substanca me molekulë të vogël, të cilat rrisin brishtësinë e shkumës. Kur polieri A është 80 pjesë dhe polimeri B është 10 pjesë, vetitë mekanike gjithëpërfshirëse të shkumës janë më të mira.
Prona e lidhjes
Si një produkt me frekuencë të lartë shtypjeje, parmaku do të zvogëlojë ndjeshëm komoditetin e pjesëve nëse shkuma dhe lëkura zhvishen, kështu që kërkohet performanca e ngjitjes së shkumës poliuretani dhe lëkurës. Bazuar në hulumtimin e mësipërm, u shtuan shpërndarës të ndryshëm lagështie për të testuar vetitë e ngjitjes së shkumës dhe lëkurës. Rezultatet tregohen në Tabelën 3.
Nga Tabela 3 mund të shihet se shpërndarës të ndryshëm lagështie kanë efekte të dukshme në forcën e zhveshjes midis shkumës dhe lëkurës: Shembja e shkumës ndodh pas përdorimit të aditivit 2, e cila mund të shkaktohet nga hapja e tepërt e shkumës pas shtimit të aditivit 2; Pas përdorimit të aditivëve 1 dhe 3, forca e zhveshjes së mostrës bosh ka një rritje të caktuar, dhe forca e zhveshjes së aditivit 1 është rreth 17% më e lartë se ajo e mostrës bosh, dhe forca e zhveshjes së aditivit 3 është rreth 25% më e lartë se ajo e mostrës bosh. Dallimi midis aditivit 1 dhe aditivit 3 shkaktohet kryesisht nga ndryshimi në lagështueshmërinë e materialit kompozit në sipërfaqe. Në përgjithësi, për të vlerësuar lagështueshmërinë e lëngut në trup të ngurtë, këndi i kontaktit është një parametër i rëndësishëm për të matur lagështueshmërinë e sipërfaqes. Prandaj, u testua këndi i kontaktit midis materialit kompozit dhe lëkurës pas shtimit të dy shpërndarësve të lagësht të mësipërm, dhe rezultatet u treguan në Figurën 1.
Nga Figura 1 mund të shihet se këndi i kontaktit të mostrës së bardhë është më i madhi, i cili është 27°, dhe këndi i kontaktit të agjentit ndihmës 3 është më i vogli, i cili është vetëm 12°. Kjo tregon se përdorimi i aditivit 3 mund të përmirësojë lagështueshmërinë e materialit kompozit dhe të lëkurës në një masë më të madhe, dhe është më i lehtë për t'u përhapur në sipërfaqen e lëkurës, kështu që përdorimi i aditivit 3 ka forcën më të madhe zhveshëse.
Pronë e vjetër
Produktet e parmakëve presohen në makinë, frekuenca e ekspozimit ndaj rrezeve të diellit është e lartë dhe performanca e plakjes është një tjetër performancë e rëndësishme që shkuma gjysmë e ngurtë e parmakëve prej poliuretani duhet të marrë në konsideratë. Prandaj, performanca e plakjes së formulës bazë u testua dhe u krye studimi i përmirësimit, dhe rezultatet u paraqitën në Tabelën 4.
Duke krahasuar të dhënat në Tabelën 4, mund të konstatohet se vetitë mekanike dhe vetitë e lidhjes së formulës bazë ulen ndjeshëm pas plakjes termike në 120℃: pas plakjes për 12 orë, humbja e vetive të ndryshme përveç dendësisë (e njëjta më poshtë) është 13%~16%; Humbja e performancës së plakjes 24 orëshe është 23%~26%. Tregohet se vetitë e plakjes termike të formulës bazë nuk janë të mira, dhe vetitë e plakjes termike të formulës origjinale mund të përmirësohen dukshëm duke shtuar klasën A të antioksidantit A në formulë. Nën të njëjtat kushte eksperimentale pas shtimit të antioksidantit A, humbja e vetive të ndryshme pas 12 orësh ishte 7%~8%, dhe humbja e vetive të ndryshme pas 24 orësh ishte 13%~16%. Rënia e vetive mekanike është kryesisht për shkak të një serie reaksionesh zinxhir të shkaktuara nga thyerja kimike e lidhjeve dhe radikalet e lira aktive gjatë procesit të plakjes termike, duke rezultuar në ndryshime themelore në strukturën ose vetitë e substancës origjinale. Nga njëra anë, rënia e performancës së ngjitjes është për shkak të rënies së vetive mekanike të vetë shkumës, nga ana tjetër, sepse lëkura e PVC-së përmban një numër të madh plastifikuesish, dhe plastifikuesi migron në sipërfaqe gjatë procesit të plakjes termike të oksigjenit. Shtimi i antioksidantëve mund të përmirësojë vetitë e saj të plakjes termike, kryesisht sepse antioksidantët mund të eliminojnë radikalet e lira të gjeneruara rishtazi, të vonojnë ose pengojnë procesin e oksidimit të polimerit, në mënyrë që të ruajnë vetitë origjinale të polimerit.
Performancë gjithëpërfshirëse
Bazuar në rezultatet e mësipërme, u hartua formula optimale dhe u vlerësuan vetitë e saj të ndryshme. Performanca e formulës u krahasua me atë të shkumës së përgjithshme prej poliuretani me rikthim të lartë. Rezultatet tregohen në Tabelën 5.
Siç mund të shihet nga Tabela 5, performanca e formulës optimale të shkumës poliuretani gjysmë të ngurtë ka disa përparësi ndaj formulave bazë dhe të përgjithshme, dhe është më praktike, dhe është më e përshtatshme për aplikimin e kangjellave me performancë të lartë.
Përfundim
Rregullimi i sasisë së polieterit dhe zgjedhja e një shpërndarësi dhe antioksidanti të kualifikuar për lagështirë mund t'i japë shkumës gjysmë të ngurtë poliuretani veti të mira mekanike, veti të shkëlqyera ndaj plakjes nga nxehtësia e kështu me radhë. Bazuar në performancën e shkëlqyer të shkumës, ky produkt gjysmë i ngurtë poliuretani me performancë të lartë mund të aplikohet në materialet mbrojtëse të automobilave, siç janë parmakët dhe tavolinat e instrumenteve.
Koha e postimit: 25 korrik 2024