Preparació i característiques de l'escuma semi-rígida de poliuretà per a passamans d'automoció d'alt rendiment.
El reposabraços a l’interior del cotxe és una part important de la cabina, que té el paper d’empènyer i tirar la porta i col·locar el braç de la persona al cotxe. En cas d’emergència, quan el cotxe i la col·lisió de passamà, el passamà suau de poliuretà i el PP modificat (polipropilè), l’ABS (poliacrilonitril - butadiè - estirene) i altres passamans de plàstic dur, poden proporcionar una bona elasticitat i tampó, reduint així lesions. Els passamans d’escuma suau de poliuretà poden proporcionar una bona sensació de la mà i una textura superficial i una bella textura superficial, millorant així la comoditat i la bellesa de l’habitacle. Per tant, amb el desenvolupament de la indústria de l’automoció i la millora dels requisits de les persones 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 d’auto-crosta i escuma semi-rígida. La superfície exterior dels passamans d’alta resiliència està coberta de pell de PVC (clorur de polivinil) i l’interior és una escuma d’alta resiliència de poliuretà. El suport de l'escuma és relativament feble, la força és relativament baixa i l'adhesió entre l'escuma i la pell és relativament insuficient. El passamà autònom té una capa nucli d’escuma de pell, baix cost, grau d’integració elevat i s’utilitza àmpliament en vehicles comercials, però és difícil tenir en compte la força de la superfície i la comoditat general. El reposabraços semi-rígids està cobert de pell de PVC, la pell proporciona un bon toc i aspecte, i l’escuma semi-rígida interna té una sensació excel·lent, resistència d’impacte, absorció d’energia i resistència envellida, de manera que s’utilitza cada cop més en l’ús de l’interior del cotxe de passatgers.
En aquest treball, es dissenya la fórmula bàsica d’escuma semi-rígida de poliuretà per als passamans d’automòbils i la seva millora s’estudia sobre aquesta base.
Secció Experimental
Materia primera principal
Polyether poliol A (valor hidroxil 30 ~ 40 mg/g), polimer poliol B (valor hidroxil 25 ~ 30 mg/g): Wanhua Chemical Group Co., Ltd. MDI modificat [difenilmetà diisocianat, W (NCO) és del 25%~ 30%], catalitzador compost, dispersant humit (agent 3), antioxidant A: Wanhua Chemical (Beijing) Co., Ltd., Maitou, etc.; Dispersant de la humitat (agent 1), dispersant humida (agent 2): substància química. Les matèries primeres anteriors són de grau industrial. PVC LINGING PELL: Changshu Ruihua.
Equipament i instruments principals
Mesclador d’alta velocitat de tipus SDF-400, equilibri electrònic de tipus AR3202CN, motlle d’alumini (10cm × 10cm × 1cm, 10cm × 10cm × 5cm), forn de bufador elèctric de 101-4AB, KJ-1065 Tipus electrònica Machine Universal Thermostat.
Preparació de la fórmula bàsica i la mostra
La formulació bàsica de l'escuma de poliuretà semi-rígida es mostra a la taula 1.
Preparació de la mostra de prova de propietats mecàniques: el poliether compost (un material) es va preparar segons la fórmula de disseny, barrejada amb la MDI modificada en una determinada proporció, es va agitar amb un dispositiu agitador d’alta velocitat (3000R/min) durant 3 ~ 5s, després es va abocar al motlle corresponent a la moda i va obrir el motlle en un determinat temps per obtenir el simple mostra de polietà.
Preparació de la mostra per a la prova de rendiment d’enllaç: una capa de pell de PVC es col·loca a la matriu inferior del motlle, i la polietera combinada i l’MDI modificada es barregen en proporció, agitades per 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 està tancat i el polituret amb la pell amb la pell.
Prova de rendiment
Propietats mecàniques: 40%CLD (duresa compressiva) Segons la prova estàndard ISO-3386; La resistència a la tracció i l’allargament a la pausa es proven segons l’estàndard ISO-1798; La força de la llàgrima es prova segons la norma ISO-8067. Rendiment d’enllaç: la màquina de tensió universal electrònica s’utilitza per pelar la pell i l’escuma 180 ° segons l’estàndard d’un OEM.
Rendiment de l’envelliment: proveu la pèrdua de propietats mecàniques i les propietats d’enllaç després de 24 hores d’envelliment a 120 ℃ segons la temperatura estàndard d’un OEM.
Resultats i discussió
Propietat mecànica
En canviar la relació de poliether poliol A i polimer poliol B en la fórmula bàsica, es va explorar la influència de diferents dosis de polièter sobre les propietats mecàniques de l'escuma de poliuretà semi-rígid, com es mostra a la taula 2.
A partir dels resultats de la taula 2 es pot veure que la proporció de poliether poliol A a polímer poliol B té un efecte significatiu sobre les propietats mecàniques de l'escuma de poliuretà. Quan augmenta la proporció de polièter poliol A amb polímer poliol B, augmenta l’allargament a la ruptura, la duresa de compressió disminueix fins a cert punt i la força a la tracció i la força de llàgrima canvien poc. La cadena molecular de poliuretà consisteix principalment en un segment suau i un segment dur, un segment suau de poliol i segment dur de l’enllaç carbamat. D’una banda, el pes molecular relatiu i el valor hidroxil dels dos poliolls són diferents, d’altra banda, el polímer poliol B és un polietol polietol modificat per acrilonitril i estireni, i la rigidesa del segment de la cadena es millora a causa de l’existència de l’anell de benzè, mentre que el polímer b conté petites substàncies moleculars, que augmenta el brittlen de l’escuma. Quan Polyether poliol A és de 80 parts i el polimèric poliol B és de 10 parts, les propietats mecàniques completes de l'escuma són millors.
Propietat de vincle
Com a producte amb alta freqüència de premsa, el passamà reduirà significativament la comoditat de les parts si l’escuma i la pell de la pell, de manera que es requereix el rendiment d’enllaç de l’escuma i la pell de poliuretà. Sobre la base de la investigació anterior, es van afegir diferents dispersants humits 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 humits 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 d'additiu 2, que pot ser causat per l'obertura excessiva de l'escuma després de l'addició d'additiu 2; Després de l’ús d’additius 1 i 3, la força de despesa de la mostra en blanc té un cert augment, i la força de despesa de l’additiu 1 és aproximadament un 17% superior a la de la mostra en blanc, i la força de despesa 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 és causada principalment per la diferència en la humectació del material compost a la superfície. En general, per avaluar la humectació del líquid en sòlid, l’angle de contacte és un paràmetre important per mesurar la humectació superficial. Per tant, es va provar l’angle de contacte entre el material compost i la pell després d’afegir els dos dispersants de l’aigua anteriors i es van mostrar els resultats a la figura 1.
A la figura 1 es pot veure 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 de només 12 °. Això demostra que l’ús d’additiu 3 pot millorar la humectació del material compost i la pell en major mesura, i que és més fàcil d’estendre’s a la superfície de la pell, de manera que l’ús d’additiu 3 té la força de pela més gran.
Propietat envellida
Els productes de passamà 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 ha de tenir en compte l’escuma de passamà semi-rígid de poliuretà. Per tant, es va provar el rendiment d’envelliment de la fórmula bàsica i es va realitzar l’estudi de millora i es van mostrar els resultats a la taula 4.
Si es comparen les dades de la taula 4, es pot trobar que les propietats mecàniques i les propietats d’enllaç de la fórmula bàsica disminueixen significativament després de l’envelliment tèrmic a 120 ℃: després de l’envelliment de 12h, la pèrdua de diverses propietats excepte la densitat (la mateixa a continuació) és del 13%~ 16%; La pèrdua de rendiment de 24h envelliment és del 23%~ 26%. S’indica que la propietat d’envelliment de calor de la fórmula bàsica no és bona i que la propietat d’envelliment de calor de la fórmula original es pot millorar, afegint una classe d’antioxidant A a la fórmula. En les mateixes condicions experimentals després de l’addició d’antioxidant A, la pèrdua de diverses propietats després de 12h va ser del 7%~ 8%i la pèrdua de diverses propietats després de 24h va ser del 13%~ 16%. La disminució de les propietats mecàniques es deu principalment a una sèrie de reaccions en cadena desencadenades per trencament d’enllaços químics i radicals lliures actius durant el procés d’envelliment tèrmic, donant lloc a canvis fonamentals en l’estructura o les propietats de la substància original. D’una banda, la disminució del rendiment d’enllaç es deu a la disminució de les propietats mecàniques de l’escuma mateixa, d’altra banda, perquè la pell de PVC conté un gran nombre de plastificants i el plastificant migra a la superfície durant el procés d’envelliment d’oxigen tèrmic. 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 tal de mantenir les propietats originals del polímer.
Rendiment complet
A partir dels resultats anteriors, es va dissenyar la fórmula òptima i es van avaluar les seves diverses propietats. El rendiment de la fórmula es va comparar amb el de l'escuma de passamà de gran rebot de poliuretà general. Els resultats es mostren a la taula 5.
Com es pot veure a la taula 5, el rendiment de la fórmula d’escuma de poliuretà semi-rígida òptima té certs avantatges respecte a les fórmules bàsiques i generals, i és més pràctic i és més adequat per a l’aplicació de passamans d’alt rendiment.
Conclusió
L’ajustament de la quantitat de poliether i la selecció d’un dispersant i antioxidant de humitat qualificats pot donar a les escumes de poliuretà semi-rígides bones propietats mecàniques, excel·lents propietats d’envelliment de la calor, etc. A partir de l'excel·lent rendiment de l'escuma, aquest producte d'escuma semi-rígid de poliuretà d'alt rendiment es pot aplicar a materials tampons d'automoció com els passamans i les taules d'instruments.
Posada Posada: Jul-25-2024