Undirbúningur og eiginleikar pólýúretan hálfstífs froðu fyrir afkastamikil handrið í bílum.
Armpúðinn í innra rými bílsins er mikilvægur hluti af stjórnklefanum og gegnir því hlutverki að ýta og toga í hurðina og koma handleggnum fyrir í bílnum. Í neyðartilvikum, þegar bíllinn rekst á handriðið, geta handriðar úr mjúku pólýúretani og handriðar úr breyttu PP (pólýprópýleni), ABS (pólýakrýlnítríl-bútadíen-stýreni) og öðrum hörðum plasti veitt góða teygjanleika og stuðning og þar með dregið úr meiðslum. Handriðar úr mjúku pólýúretanfroðu geta veitt góða tilfinningu og fallega áferð á yfirborðinu og þar með bætt þægindi og fegurð stjórnklefans. Þess vegna, með þróun bílaiðnaðarins og bættum kröfum fólks um efni í innréttingum, eru kostir mjúks pólýúretanfroðu í handriðum í bílum að verða sífellt augljósari.
Það eru þrjár gerðir af mjúkum handriðum úr pólýúretan: háseigjufroða, sjálfseigjufroða og hálfstíf froða. Ytra byrði háseigjuhandriðanna er klætt PVC (pólývínýlklóríð) húð og innra byrðið er úr háseigjufroðu úr pólýúretan. Stuðningur froðunnar er tiltölulega veikur, styrkurinn tiltölulega lítill og viðloðun froðunnar og húðarinnar tiltölulega ófullnægjandi. Sjálfseigjuhandrið hefur kjarna úr froðu, er ódýrt, hefur mikla samþættingu og er mikið notað í atvinnubílum, en erfitt er að taka tillit til styrks yfirborðsins og heildarþæginda. Hálfstíf armpúði er klæddur PVC húð, húðin veitir góða snertingu og útlit, og innra hálfstífa froðan hefur framúrskarandi tilfinningu, höggþol, orkugleypni og öldrunarþol, þannig að það er sífellt meira notað í innréttingum fólksbíla.
Í þessari grein er grunnformúlan fyrir hálfstíft pólýúretan froðu fyrir handrið í bílum hönnuð og úrbætur á henni rannsakaðar á þessum grunni.
Tilraunahluti
Helsta hráefni
Pólýeterpólýól A (hýdroxýlgildi 30 ~ 40 mg/g), fjölliðapólýól B (hýdroxýlgildi 25 ~ 30 mg/g): Wanhua Chemical Group Co., LTD. Breytt MDI [dífenýlmetan díísósýanat, w (NCO) er 25%~30%], samsettur hvati, rakadreifiefni (efni 3), andoxunarefni A: Wanhua Chemical (Beijing) Co., LTD., Maitou, o.fl.; Rakadreifiefni (efni 1), rakadreifiefni (efni 2): Byke Chemical. Ofangreind hráefni eru iðnaðargæða. PVC fóðurhúð: Changshu Ruihua.
Helstu búnaður og tæki
Sdf-400 gerð hraðblandari, AR3202CN gerð rafeindavog, álmót (10cm × 10cm × 1cm, 10cm × 10cm × 5cm), 101-4AB gerð rafmagnsblásari, KJ-1065 gerð rafeindabúnaður alhliða spennuvél, 501A gerð ofurhitastillir.
Undirbúningur grunnformúlu og sýnis
Grunnuppbygging hálfstífs pólýúretanfroðu er sýnd í töflu 1.
Undirbúningur sýnishorns fyrir vélræna eiginleika: Samsett pólýeter (A efni) var útbúið samkvæmt hönnunarformúlunni, blandað saman við breytt MDI í ákveðnu hlutfalli, hrært með hraðhræribúnaði (3000r/mín) í 3~5 sekúndur, síðan hellt í samsvarandi mót til að froða og mótið opnað innan ákveðins tíma til að fá hálfstíft pólýúretan froðumótað sýni.
Undirbúningur sýnisins fyrir prófun á límingu: Lag af PVC-húð er sett í neðri hluta mótsins, og blandað saman pólýeter og breytt MDI er blandað saman í réttu hlutfalli, hrært með hraðhræribúnaði (3000 snúningar/mín.) í 3~5 sekúndur, síðan hellt í yfirborð húðarinnar, og mótið er lokað og pólýúretanfroðan með húðinni er mótuð innan ákveðins tíma.
Frammistöðupróf
Vélrænir eiginleikar: 40% CLD (þjöppunarhörka) samkvæmt ISO-3386 staðli; Togstyrkur og brotteygja eru prófuð samkvæmt ISO-1798 staðli; Rifstyrkur er prófaður samkvæmt ISO-8067 staðli. Límingarárangur: Rafræna alhliða spennuvélin er notuð til að afhýða húðina og froðuna 180° samkvæmt stöðlum framleiðanda.
Öldrunarárangur: Prófið tap á vélrænum eiginleikum og límeiginleikum eftir 24 klukkustunda öldrun við 120 ℃ samkvæmt stöðluðu hitastigi framleiðanda.
Niðurstöður og umræða
Vélrænir eiginleikar
Með því að breyta hlutfallinu af pólýeterpólýóli A og fjölliðupólýóli B í grunnformúlunni voru áhrif mismunandi skammta af pólýeter á vélræna eiginleika hálf-stífs pólýúretanfroðu könnuð, eins og sýnt er í töflu 2.
Af niðurstöðunum í töflu 2 má sjá að hlutfall pólýeterpólýóls A og fjölliðupólýóls B hefur veruleg áhrif á vélræna eiginleika pólýúretanfroðu. Þegar hlutfall pólýeterpólýóls A og fjölliðupólýóls B eykst, eykst brotlengingin, þjöppunarhörkan minnkar að vissu marki og togstyrkur og rifstyrkur breytast lítið. Sameindakeðja pólýúretans samanstendur aðallega af mjúkum og hörðum hlutum, mjúkum hlutum úr pólýóli og hörðum hlutum úr karbamattengi. Annars vegar er hlutfallslegur mólþungi og hýdroxýlgildi þessara tveggja pólýóla mismunandi, hins vegar er fjölliðan pólýól B pólýeterpólýól breytt með akrýlnítríli og stýreni og stífleiki keðjuhlutans eykst vegna nærveru bensenhringsins, en fjölliðan pólýól B inniheldur smá sameindaefni, sem eykur brothættni froðunnar. Þegar pólýeterpólýól A er 80 hlutar og fjölliðan pólýól B er 10 hlutar, eru heildarvélrænir eiginleikar froðunnar betri.
Skuldabréfaeign
Þar sem handrið er vara sem þarfnast mikillar þrýstings mun það draga verulega úr þægindum hluta ef froðan og húðin flagnar, þannig að krafist er góðrar límingargetu pólýúretanfroðu og húðar. Á grundvelli ofangreindra rannsókna voru mismunandi rakabindandi dreifiefni bætt við til að prófa viðloðunareiginleika froðunnar og húðarinnar. Niðurstöðurnar eru sýndar í töflu 3.
Af töflu 3 má sjá að mismunandi rakadreifiefni hafa augljós áhrif á afhýðingarkraftinn milli froðunnar og húðarinnar: Froðan fellur saman eftir notkun aukefnis 2, sem getur stafað af of mikilli opnun froðunnar eftir að aukefni 2 hefur verið bætt við; Eftir notkun aukefna 1 og 3 eykst afhýðingarstyrkur auðsýnisins ákveðið og afhýðingarstyrkur aukefnis 1 er um 17% hærri en auðsýnisins og afhýðingarstyrkur aukefnis 3 er um 25% hærri en auðsýnisins. Munurinn á aukefni 1 og aukefni 3 stafar aðallega af mismun á rakaþoli samsetta efnisins á yfirborðinu. Almennt, til að meta rakaþol vökva á föstu efni, er snertihornið mikilvægur mælikvarði til að mæla rakaþol yfirborðsins. Þess vegna var snertihornið milli samsetta efnisins og húðarinnar eftir að ofangreindum tveimur rakadreifiefnum var bætt við prófað og niðurstöðurnar eru sýndar á mynd 1.
Á mynd 1 má sjá að snertihorn blanksýnisins er mest, eða 27°, og snertihorn hjálparefnis 3 er minnst, aðeins 12°. Þetta sýnir að notkun aukefnis 3 getur aukið rakaþol samsetta efnisins og húðarinnar í meira mæli og það er auðveldara að dreifa því á yfirborð húðarinnar, þannig að notkun aukefnis 3 hefur mesta flögnunarkraftinn.
Aldrandi eign
Handriðsvörur eru pressaðar í bílnum, tíðni sólarljóss er mikil og öldrunargeta er annar mikilvægur eiginleiki sem pólýúretan hálfstíft handriðsfroða þarf að hafa í huga. Þess vegna var öldrunargeta grunnformúlunnar prófuð og umbótarannsókn framkvæmd og niðurstöðurnar eru sýndar í töflu 4.
Með því að bera saman gögnin í töflu 4 má sjá að vélrænir eiginleikar og límeiginleikar grunnformúlunnar minnka verulega eftir hitaöldrun við 120°C: eftir 12 klst. öldrun er tap á ýmsum eiginleikum nema eðlisþyngd (sama hér að neðan) 13%~16%; tap á afköstum við 24 klst. öldrun er 23%~26%. Það er gefið til kynna að hitaöldrunareiginleikar grunnformúlunnar séu ekki góðir og hægt er að bæta hitaöldrunareiginleika upprunalegu formúlunnar með því að bæta andoxunarefni af flokki A við formúluna. Við sömu tilraunaaðstæður, eftir að andoxunarefni A var bætt við, var tap á ýmsum eiginleikum eftir 12 klst. 7%~8% og tap á ýmsum eiginleikum eftir 24 klst. var 13%~16%. Minnkun vélrænna eiginleika stafar aðallega af röð keðjuverkunar sem koma af stað vegna rofs efnatengja og virkra sindurefna við hitaöldrunarferlið, sem leiðir til grundvallarbreytinga á uppbyggingu eða eiginleikum upprunalega efnisins. Annars vegar stafar lækkun á límingu vegna lækkunar á vélrænum eiginleikum froðunnar sjálfrar, hins vegar vegna þess að PVC-húðin inniheldur mikið magn af mýkiefnum og mýkiefnið flyst upp á yfirborðið við öldrun með súrefni. Viðbót andoxunarefna getur bætt öldrunareiginleika þess, aðallega vegna þess að andoxunarefni geta útrýmt nýmynduðum sindurefnum, seinkað eða hamlað oxunarferli fjölliðunnar til að viðhalda upprunalegum eiginleikum fjölliðunnar.
Alhliða frammistaða
Byggt á ofangreindum niðurstöðum var besta formúlan hönnuð og ýmsir eiginleikar hennar metnir. Árangur formúlunnar var borinn saman við almennt pólýúretan handriðsfroðu með mikilli endurkastsgetu. Niðurstöðurnar eru sýndar í töflu 5.
Eins og sjá má í töflu 5 hefur afköst hálfstífu pólýúretan froðuformúlunnar ákveðna kosti umfram grunn- og almennar formúlur, og hún er hagnýtari og hentar betur fyrir notkun á afkastamiklum handriðjum.
Niðurstaða
Með því að stilla magn pólýeters og velja hæft rakadreifiefni og andoxunarefni getur hálfstíft pólýúretan froðuefni gefið góða vélræna eiginleika, framúrskarandi hitaþolseiginleika og svo framvegis. Vegna framúrskarandi eiginleika froðunnar er hægt að nota þessa afkastamikla hálfstífu pólýúretan froðuefni á bílaefni eins og handrið og mælaborð.
Birtingartími: 25. júlí 2024