Preparació i característiques de l'escuma semirígida de poliuretà per a passamans d'automoció d'alt rendiment.
El recolzabraços a l'interior del cotxe és una part important de la cabina, que fa la funció d'empènyer i estirar la porta i col·locar el braç de la persona al cotxe. En cas d'emergència, quan el cotxe i la barana xoquen, la barana suau de poliuretà i el PP modificat (polipropilè), ABS (poliacrilonitril - butadiè - estirè) i altres passamans de plàstic dur poden proporcionar una bona elasticitat i amortidor, reduint així les lesions. Els passamans d'escuma suau de poliuretà poden proporcionar una bona sensació de la mà i una bella textura de la superfície, millorant així la comoditat i la bellesa de la cabina. Per tant, amb el desenvolupament de la indústria de l'automòbil i la millora dels requisits de la gent per als materials interiors, els avantatges de l'escuma suau de poliuretà en els passamans d'automòbils són cada cop més evidents.
Hi ha tres tipus de passamans suaus de poliuretà: escuma d'alta resiliència, escuma autocorticada i escuma semirígida. La superfície exterior dels passamans d'alta resistència està coberta amb pell de PVC (clorur de polivinil) i l'interior és d'escuma de poliuretà d'alta resistència. El suport de l'escuma és relativament feble, la resistència és relativament baixa i l'adhesió entre l'escuma i la pell és relativament insuficient. El passamà de pell pròpia té una capa central d'escuma de pell, de baix cost, d'alt grau d'integració i s'utilitza àmpliament en vehicles comercials, però és difícil tenir en compte la resistència de la superfície i la comoditat general. El recolzabraços semirígid està cobert amb pell de PVC, la pell proporciona un bon tacte i aspecte, i l'escuma semirígida interna té una sensació excel·lent, resistència a l'impacte, absorció d'energia i resistència a l'envelliment, de manera que s'utilitza cada cop més àmpliament en l'ús de interior del cotxe de passatgers.
En aquest article, es dissenya la fórmula bàsica de l'escuma semirígida de poliuretà per a passamans d'automòbils, i sobre aquesta base s'estudia la seva millora.
Secció experimental
Matèria primera principal
Polieter poliol A (valor d'hidroxil 30 ~ 40 mg/g), polímer poliol B (valor d'hidroxil 25 ~ 30 mg/g): Wanhua Chemical Group Co., LTD. MDI modificat [diisocianat de difenilmetà, w (NCO) és del 25% ~ 30%], catalitzador compost, dispersant humectant (agent 3), antioxidant A: Wanhua Chemical (Beijing) Co., LTD., Maitou, etc.; Dispersant humectant (agent 1), dispersant humectant (agent 2): Byke Chemical. Les matèries primeres anteriors són de grau industrial. Pell de revestiment de PVC: Changshu Ruihua.
Equips i instruments principals
Mesclador d'alta velocitat tipus Sdf-400, balanç electrònic tipus AR3202CN, motlle d'alumini (10cm × 10cm × 1cm, 10cm × 10cm × 5cm), forn bufador elèctric tipus 101-4AB, màquina de tensió universal electrònica tipus KJ-1065, tipus super 501A termòstat.
Preparació de la fórmula bàsica i de la mostra
La formulació bàsica de l'escuma de poliuretà semirígida es mostra a la taula 1.
Preparació de la mostra de prova de propietats mecàniques: el polièter compost (material A) es va preparar segons la fórmula de disseny, barrejat amb el MDI modificat en una determinada proporció, agitat amb un dispositiu d'agitació d'alta velocitat (3000r/min) durant 3 ~ 5 s. , després es va abocar al motlle corresponent per fer escuma i va obrir el motlle en un temps determinat per obtenir la mostra modelada d'escuma de poliuretà semirígida.
Preparació de la mostra per a la prova de rendiment d'unió: es col·loca una capa de pell de PVC a la matriu inferior del motlle, i el polièter combinat i el MDI modificat es barregen en proporció, s'agiten amb un dispositiu d'agitació d'alta velocitat (3 000 r/min). ) durant 3 ~ 5 s, després s'aboca a la superfície de la pell i el motlle es tanca i l'escuma de poliuretà amb la pell es modela en un temps determinat.
Prova de rendiment
Propietats mecàniques: 40% CLD (duresa a la compressió) segons prova estàndard ISO-3386; La resistència a la tracció i l'allargament a la ruptura es prova segons la norma ISO-1798; La resistència a la llàgrima es prova segons la norma ISO-8067. Rendiment d'unió: la màquina de tensió universal electrònica s'utilitza per pelar la pell i l'escuma 180 ° segons l'estàndard d'un OEM.
Rendiment d'envelliment: proveu la pèrdua de propietats mecàniques i propietats d'unió després de 24 hores d'envelliment a 120 ℃ segons la temperatura estàndard d'un OEM.
Resultats i discussió
Propietat mecànica
En canviar la proporció de polièter poliol A i polímer poliol B a la fórmula bàsica, es va explorar la influència de diferents dosis de polièter sobre les propietats mecàniques de l'escuma de poliuretà semirígida, tal com es mostra a la taula 2.
A partir dels resultats de la taula 2 es pot veure que la proporció de polièter poliol A al polímer poliol B té un efecte significatiu sobre les propietats mecàniques de l'escuma de poliuretà. Quan augmenta la proporció de polièter poliol A al polímer poliol B, augmenta l'allargament a la ruptura, la duresa a la compressió disminueix fins a cert punt i la resistència a la tracció i la resistència al trencament canvien poc. La cadena molecular del poliuretà consta principalment d'un segment tou i un segment dur, un segment suau de poliol i un segment dur de l'enllaç carbamat. D'una banda, el pes molecular relatiu i el valor d'hidroxil dels dos poliols són diferents, d'altra banda, el polímer poliol B és un poliol polièter modificat per acrilonitril i estirè, i la rigidesa del segment de cadena es millora a causa del existència d'anell de benzè, mentre que el polímer poliol B conté petites substàncies moleculars, la qual cosa augmenta la fragilitat de l'escuma. Quan el polièter poliol A és de 80 parts i el poliol de polímer B és de 10 parts, les propietats mecàniques completes de l'escuma són millors.
Propietat d'unió
Com a producte amb una alta freqüència de premsa, el passamà reduirà significativament la comoditat de les peces si l'escuma i la pell es pelen, de manera que es requereix el rendiment d'unió de l'escuma de poliuretà i la pell. Sobre la base de la investigació anterior, es van afegir diferents dispersants humectants per provar les propietats d'adhesió de l'escuma i la pell. Els resultats es mostren a la taula 3.
A la taula 3 es pot veure que diferents dispersants humectants tenen efectes evidents sobre la força de pelat entre l'escuma i la pell: el col·lapse de l'escuma es produeix després de l'ús de l'additiu 2, que pot ser causat per una obertura excessiva de l'escuma després de l'addició d'additiu. 2; Després de l'ús dels additius 1 i 3, la força de decapament de la mostra en blanc té un cert augment, i la força de desmuntatge de l'additiu 1 és aproximadament un 17% superior a la de la mostra en blanc, i la força de desmuntatge de l'additiu 3 és aproximadament un 25% superior a la de la mostra en blanc. La diferència entre l'additiu 1 i l'additiu 3 es deu principalment a la diferència en la humectabilitat del material compost a la superfície. En general, per avaluar la humectabilitat del líquid sobre el sòlid, l'angle de contacte és un paràmetre important per mesurar la humectabilitat de la superfície. Per tant, es va provar l'angle de contacte entre el material compost i la pell després d'afegir els dos dispersants humectants anteriors, i els resultats es van mostrar a la figura 1.
Es pot veure a la figura 1 que l'angle de contacte de la mostra en blanc és el més gran, que és de 27 °, i l'angle de contacte de l'agent auxiliar 3 és el més petit, que és només de 12 °. Això demostra que l'ús de l'additiu 3 pot millorar la humectabilitat del material compost i la pell en major mesura, i és més fàcil d'estendre a la superfície de la pell, de manera que l'ús de l'additiu 3 té la major força de pelat.
Propietat d'envelliment
Els productes de passamans es pressionen al cotxe, la freqüència d'exposició a la llum solar és alta i el rendiment d'envelliment és un altre rendiment important que l'escuma de passamans semirígid de poliuretà ha de tenir en compte. Per tant, es va provar el rendiment d'envelliment de la fórmula bàsica i es va realitzar l'estudi de millora, i els resultats es van mostrar a la taula 4.
En comparar les dades de la taula 4, es pot trobar que les propietats mecàniques i les propietats d'unió de la fórmula bàsica disminueixen significativament després de l'envelliment tèrmic a 120 ℃: després d'envellir durant 12 h, la pèrdua de diverses propietats excepte la densitat (el mateix a continuació) és del 13% ~ 16%; La pèrdua de rendiment de l'envelliment de 24 hores és del 23% ~ 26%. S'indica que la propietat d'envelliment per calor de la fórmula bàsica no és bona, i la propietat d'envelliment per calor de la fórmula original es pot millorar òbviament afegint una classe d'antioxidant A a la fórmula. En les mateixes condicions experimentals després de l'addició de l'antioxidant A, la pèrdua de diverses propietats després de 12 hores va ser del 7% ~ 8% i la pèrdua de diverses propietats després de 24 hores va ser del 13% ~ 16%. La disminució de les propietats mecàniques es deu principalment a una sèrie de reaccions en cadena desencadenadas per la ruptura d'enllaços químics i radicals lliures actius durant el procés d'envelliment tèrmic, donant lloc a canvis fonamentals en l'estructura o propietats de la substància original. D'una banda, la disminució del rendiment d'unió es deu a la disminució de les propietats mecàniques de la pròpia escuma, d'altra banda, perquè la pell de PVC conté un gran nombre de plastificants i el plastificant migra a la superfície durant el procés. de l'envelliment tèrmic de l'oxigen. L'addició d'antioxidants pot millorar les seves propietats d'envelliment tèrmic, principalment perquè els antioxidants poden eliminar els radicals lliures de nova generació, retardar o inhibir el procés d'oxidació del polímer, per mantenir les propietats originals del polímer.
Rendiment integral
A partir dels resultats anteriors, es va dissenyar la fórmula òptima i es van avaluar les seves diferents propietats. El rendiment de la fórmula es va comparar amb el de l'escuma general de barana d'alt rebot de poliuretà. Els resultats es mostren a la taula 5.
Com es pot veure a la taula 5, el rendiment de la fórmula òptima d'escuma de poliuretà semirígida té certs avantatges respecte a les fórmules bàsiques i generals, és més pràctic i és més adequat per a l'aplicació de passamans d'alt rendiment.
Conclusió
L'ajust de la quantitat de polièter i la selecció d'un dispersant i antioxidant qualificat pot donar a l'escuma de poliuretà semirígida bones propietats mecàniques, excel·lents propietats d'envelliment per calor, etc. A partir de l'excel·lent rendiment de l'escuma, aquest producte d'escuma semirígida de poliuretà d'alt rendiment es pot aplicar a materials amortidors d'automòbils, com ara passamans i taules d'instruments.
Hora de publicació: 25-jul-2024