Beredning och egenskaper av halvstyvt polyuretanskum för högpresterande ledstänger för bilar.
Armstödet i bilens inre är en viktig del av hytten, som spelar rollen som att trycka och dra dörren och placera armen på personen i bilen. I händelse av en nödsituation, när bilen och ledstången kollision, kan polyuretan mjuk ledstång och modifierad PP (polypropen), ABS (polyakrylnitril - butadien - styren) och annan hård plast ledstång, ge god elasticitet och buffert, och därigenom minska skador. Ledstänger i mjukt polyuretanskum kan ge bra handkänsla och vacker ytstruktur, och därigenom förbättra komforten och skönheten i sittbrunnen. Därför, med utvecklingen av fordonsindustrin och förbättringen av människors krav på inredningsmaterial, blir fördelarna med mjukt polyuretanskum i bilhandledare mer och mer uppenbara.
Det finns tre typer av mjuka ledstänger av polyuretan: högfjädrande skum, självskorpat skum och halvstyvt skum. Den yttre ytan på de högelastiska ledstängerna är täckt med PVC (polyvinylklorid) hud och insidan är polyuretanskum med hög elasticitet. Skummets stöd är relativt svagt, styrkan är relativt låg och vidhäftningen mellan skummet och huden är relativt otillräcklig. Den självhudande ledstången har ett skumkärnskikt av hud, låg kostnad, hög integrationsgrad och används ofta i kommersiella fordon, men det är svårt att ta hänsyn till ytans styrka och den totala komforten. Halvstyva armstöd är täckta med PVC-hud, huden ger bra beröring och utseende, och det inre halvstyva skummet har utmärkt känsla, slagtålighet, energiabsorption och åldringsbeständighet, så det används mer och mer vid användning av personbilsinteriör.
I det här dokumentet utformas den grundläggande formeln för halvstyvt polyuretanskum för billedstänger, och dess förbättring studeras på grundval av detta.
Experimentell sektion
Huvudråvara
Polyeterpolyol A (hydroxylvärde 30 ~ 40 mg/g), polymerpolyol B (hydroxylvärde 25 ~ 30 mg/g): Wanhua Chemical Group Co., LTD. Modifierad MDI [difenylmetandiisocyanat, w (NCO) är 25%~30%], kompositkatalysator, vätdispergeringsmedel (Agent 3), antioxidant A: Wanhua Chemical (Beijing) Co., LTD., Maitou, etc.; Vätdispergeringsmedel (Agent 1), vätdispergeringsmedel (Agent 2) : Byke Chemical. Ovanstående råvaror är av industriell kvalitet. PVC-foderhud: Changshu Ruihua.
Huvudsaklig utrustning och instrument
Sdf-400 höghastighetsblandare, AR3202CN elektronisk balans, aluminiumform (10cm×10cm×1cm, 10cm×10cm×5cm), 101-4AB typ elektrisk fläktugn, KJ-1065 typ elektronisk universalspänningsmaskin, 501A typ super termostat.
Beredning av grundformel och prov
Den grundläggande formuleringen av halvstyvt polyuretanskum visas i tabell 1.
Beredning av testprovet för mekaniska egenskaper: kompositpolyetern (A-material) framställdes enligt designformeln, blandad med den modifierade MDI i en viss proportion, omrörd med en höghastighetsomrörningsanordning (3000r/min) i 3~5s hällde sedan i motsvarande form till skum, och öppnade formen inom en viss tid för att erhålla det halvstyva polyuretanskumformade provet.
Förberedelse av provet för test av bindningsprestanda: ett lager av PVC-hud placeras i den nedre formen och den kombinerade polyetern och den modifierade MDI blandas i proportion, omrörd av en höghastighetsomrörare (3 000 r/min) ) i 3~5 s, hälls sedan in i hudens yta och formen stängs och polyuretanskummet med huden formas inom en viss tid.
Prestationstest
Mekaniska egenskaper: 40% CLD (kompressiv hårdhet) enligt ISO-3386 standardtest; Draghållfasthet och brottöjning testas enligt ISO-1798 standard; Rivhållfastheten är testad enligt ISO-8067 standard. Limningsprestanda: Den elektroniska universella spänningsmaskinen används för att peela huden och skumma 180° enligt standarden för en OEM.
Åldringsprestanda: Testa förlusten av mekaniska egenskaper och bindningsegenskaper efter 24 timmars åldring vid 120 ℃ enligt standardtemperaturen för en OEM.
Resultat och diskussion
Mekanisk egendom
Genom att ändra förhållandet mellan polyeterpolyol A och polymerpolyol B i grundformeln undersöktes påverkan av olika polyeterdoseringar på de mekaniska egenskaperna hos halvstyvt polyuretanskum, som visas i tabell 2.
Det kan ses från resultaten i tabell 2 att förhållandet mellan polyeterpolyol A och polymerpolyol B har en signifikant effekt på de mekaniska egenskaperna hos polyuretanskum. När förhållandet mellan polyeterpolyol A och polymerpolyol B ökar ökar brotttöjningen, tryckhårdheten minskar i viss utsträckning och draghållfastheten och rivhållfastheten ändras lite. Den molekylära kedjan av polyuretan består huvudsakligen av mjukt segment och hårt segment, mjukt segment från polyol och hårt segment från karbamatbindning. Å ena sidan är den relativa molekylvikten och hydroxylvärdet för de två polyolerna olika, å andra sidan är polymeren polyol B en polyeterpolyol modifierad av akrylnitril och styren, och styvheten i kedjesegmentet förbättras på grund av förekomsten av bensenring, medan polymeren polyol B innehåller små molekylära ämnen, vilket ökar skummets sprödhet. När polyeterpolyol A är 80 delar och polymerpolyol B är 10 delar, är de omfattande mekaniska egenskaperna hos skummet bättre.
Bindande egendom
Som en produkt med hög pressfrekvens kommer ledstången att avsevärt minska komforten hos delar om skummet och huden skalar, så bindningsförmågan hos polyuretanskum och hud krävs. På basis av ovanstående forskning tillsattes olika vätdispergeringsmedel för att testa vidhäftningsegenskaperna hos skummet och huden. Resultaten visas i tabell 3.
Det framgår av tabell 3 att olika vätdispergeringsmedel har uppenbara effekter på avskalningskraften mellan skummet och huden: Skumkollaps inträffar efter användning av tillsats 2, vilket kan orsakas av för stor öppning av skummet efter tillsats av tillsats. 2; Efter användning av tillsatserna 1 och 3 har strippningsstyrkan för blankprovet en viss ökning, och strippningsstyrkan för tillsatsen 1 är cirka 17 % högre än den för blankprovet, och strippningsstyrkan för tillsatsen 3 är ca 25 % högre än för blankprovet. Skillnaden mellan tillsats 1 och tillsats 3 beror främst på skillnaden i kompositmaterialets vätbarhet på ytan. I allmänhet, för att utvärdera vätbarheten hos vätska på fast material, är kontaktvinkeln en viktig parameter för att mäta ytvätbarheten. Därför testades kontaktvinkeln mellan kompositmaterialet och huden efter tillsats av ovanstående två vätdispergeringsmedel, och resultaten visades i figur 1.
Det kan ses från figur 1 att kontaktvinkeln för blankprovet är den största, vilket är 27°, och kontaktvinkeln för hjälpmedlet 3 är den minsta, som endast är 12°. Detta visar att användningen av tillsats 3 kan förbättra kompositmaterialets och hudens vätbarhet i större utsträckning, och det är lättare att sprida på hudens yta, varför användningen av tillsats 3 har den största skalningskraften.
Åldrande egendom
Ledstångsprodukter pressas in i bilen, frekvensen av exponering för solljus är hög, och åldringsprestandan är en annan viktig prestanda som halvstyvt ledstångsskum av polyuretan måste beakta. Därför testades åldringsprestandan för den grundläggande formeln och förbättringsstudien utfördes, och resultaten visades i tabell 4.
Genom att jämföra data i tabell 4 kan det konstateras att de mekaniska egenskaperna och bindningsegenskaperna för den grundläggande formeln minskar avsevärt efter termisk åldring vid 120 ℃: efter åldring i 12 timmar, förlusten av olika egenskaper förutom densitet (samma nedan) är 13%~16%; Prestandaförlusten för 24 timmars åldring är 23%~26%. Det indikeras att värmeåldringsegenskapen för den grundläggande formeln inte är bra, och värmeåldringsegenskapen hos den ursprungliga formeln kan uppenbarligen förbättras genom att lägga till A klass av antioxidant A till formeln. Under samma experimentella förhållanden efter tillsats av antioxidant A var förlusten av olika egenskaper efter 12 timmar 7%~8% och förlusten av olika egenskaper efter 24 timmar var 13%~16%. Minskningen av mekaniska egenskaper beror huvudsakligen på en serie kedjereaktioner som utlöses av brytning av kemiska bindningar och aktiva fria radikaler under den termiska åldringsprocessen, vilket resulterar i grundläggande förändringar i strukturen eller egenskaperna hos det ursprungliga ämnet. Å ena sidan beror nedgången i bindningsprestanda på nedgången i de mekaniska egenskaperna hos själva skummet, å andra sidan eftersom PVC-huden innehåller ett stort antal mjukgörare och mjukningsmedlet migrerar till ytan under processen av termisk syreåldring. Tillsatsen av antioxidanter kan förbättra dess termiska åldringsegenskaper, främst på grund av att antioxidanter kan eliminera nybildade fria radikaler, fördröja eller hämma oxidationsprocessen för polymeren, för att bibehålla polymerens ursprungliga egenskaper.
Omfattande prestanda
Baserat på ovanstående resultat utformades den optimala formeln och dess olika egenskaper utvärderades. Prestandan för formeln jämfördes med den för det allmänna polyuretanskummet med hög rebound ledstång. Resultaten visas i tabell 5.
Som kan ses från tabell 5 har prestandan hos den optimala halvstyva polyuretanskumformeln vissa fördelar jämfört med de grundläggande och allmänna formlerna, och den är mer praktisk och den är mer lämplig för applicering av högpresterande ledstänger.
Slutsats
Att justera mängden polyeter och välja kvalificerat vätdispergeringsmedel och antioxidant kan ge det halvstyva polyuretanskummet goda mekaniska egenskaper, utmärkta värmeåldringsegenskaper och så vidare. Baserat på skummets utmärkta prestanda kan denna högpresterande halvstyva polyuretanskumprodukt appliceras på buffertmaterial för bilar som ledstänger och instrumentbord.
Posttid: 2024-jul-25