Preparazione è caratteristiche di a schiuma semirigida di poliuretanu per corrimani automobilistici ad alte prestazioni.
U bracciolu in l'internu di a vittura hè una parte impurtante di a cabina, chì ghjoca u rolu di spinghje è tirà a porta è di mette u bracciu di a persona in a vittura. In casu d'emergenza, quandu a vittura è u corrimano si scontranu, u corrimano morbidu in poliuretanu è u PP mudificatu (polipropilene), l'ABS (poliacrilonitrile - butadiene - stirene) è altri corrimani in plastica dura, ponu furnisce una bona elasticità è ammortizazione, riducendu cusì e ferite. I corrimani in schiuma morbida in poliuretanu ponu furnisce una bona sensazione di manu è una bella struttura di a superficia, migliurendu cusì u cunfortu è a bellezza di a cabina di pilotaggio. Dunque, cù u sviluppu di l'industria automobilistica è u miglioramentu di i bisogni di e persone per i materiali interni, i vantaghji di a schiuma morbida in poliuretanu in i corrimani automobilistici stanu diventendu sempre più evidenti.
Ci sò trè tippi di corrimani morbidi in poliuretanu: schiuma ad alta resilienza, schiuma autoincrostata è schiuma semirigida. A superficia esterna di i corrimani ad alta resilienza hè cuperta di pelle in PVC (polivinilcloruro), è l'internu hè in schiuma di poliuretanu ad alta resilienza. U supportu di a schiuma hè relativamente debule, a forza hè relativamente bassa, è l'adesione trà a schiuma è a pelle hè relativamente insufficiente. U corrimanu autoincrostatu hà un stratu centrale di schiuma di pelle, costu bassu, altu gradu d'integrazione, è hè largamente utilizatu in i veiculi cummerciali, ma hè difficiule di tene contu di a forza di a superficia è di u cunfortu generale. U bracciolu semirigidu hè cupertu di pelle in PVC, a pelle furnisce un bonu toccu è aspettu, è a schiuma semirigida interna hà una sensazione eccellente, resistenza à l'impattu, assorbimentu di energia è resistenza à l'invecchiamento, dunque hè sempre più largamente utilizatu in l'usu di l'internu di e vitture.
In questu articulu, hè cuncipita a formula basica di a schiuma semirigida di poliuretanu per i corrimani di l'automobile, è u so miglioramentu hè studiatu nantu à sta basa.
Sezione sperimentale
Materia prima principale
Polietere poliolo A (valore idrossilico 30 ~ 40 mg/g), polimeru poliolo B (valore idrossilico 25 ~ 30 mg/g): Wanhua Chemical Group Co., LTD. MDI mudificatu [diisocianato di difenilmetano, w (NCO) hè 25% ~ 30%], catalizatore cumpostu, disperdente bagnante (Agente 3), antioxidante A: Wanhua Chemical (Beijing) Co., LTD., Maitou, ecc.; Dispersante bagnante (Agente 1), disperdente bagnante (Agente 2): Byke Chemical. E materie prime sopra sò di qualità industriale. Rivestimentu in PVC: Changshu Ruihua.
Attrezzatura è strumenti principali
Miscelatore à alta velocità di tipu Sdf-400, bilancia elettronica di tipu AR3202CN, stampo in alluminio (10cm × 10cm × 1cm, 10cm × 10cm × 5cm), fornu à soffiu elettricu di tipu 101-4AB, macchina à tensione universale elettronica di tipu KJ-1065, super termostatu di tipu 501A.
Preparazione di a formula basica è di u campione
A formulazione basica di a schiuma di poliuretanu semirigida hè mostrata in a Tabella 1.
Preparazione di u campione di prova di proprietà meccaniche: u polietere cumpostu (materiale A) hè statu preparatu secondu a formula di cuncepimentu, mischiatu cù l'MDI mudificatu in una certa proporzione, agitatu cù un dispositivu di agitazione à alta velocità (3000 r/min) per 3 ~ 5 secondi, poi versatu in u stampu currispundente per schiumà, è apertu u stampu in un certu tempu per ottene u campione stampatu di schiuma di poliuretanu semirigida.
Preparazione di u campione per a prova di prestazione di ligame: un stratu di pelle di PVC hè piazzatu in a matrice inferiore di u stampu, è u polietere cumminatu è l'MDI mudificatu sò mischiati in proporzione, agitati da un dispositivu di agitazione à alta velocità (3 000 r/min) per 3 ~ 5 s, poi versati in a superficia di a pelle, è u stampu hè chjusu, è a schiuma di poliuretanu cù a pelle hè stampata in un certu tempu.
Prova di prestazione
Proprietà meccaniche: 40% CLD (durezza à a compressione) secondu a prova standard ISO-3386; A resistenza à a trazione è l'allungamentu à a rottura sò testati secondu a norma ISO-1798; A resistenza à u strappu hè testata secondu a norma ISO-8067. Prestazione di legame: A macchina elettronica universale di tensione hè aduprata per sbuchjà a pelle è a schiuma à 180° secondu a norma di un OEM.
Prestazione di l'invecchiamentu: Pruvà a perdita di proprietà meccaniche è di proprietà di legame dopu à 24 ore di invecchiamentu à 120 ℃ secondu a temperatura standard di un OEM.
Risultati è discussione
Pruprietà meccanica
Cambiendu u rapportu trà u polietere poliolo A è u polimeru poliolo B in a formula basica, hè stata esplorata l'influenza di diverse dosi di polietere nantu à e proprietà meccaniche di a schiuma di poliuretanu semirigida, cum'è mostratu in a Tabella 2.
Da i risultati di a Tavula 2 si pò vede chì u rapportu trà u polietere poliolo A è u polimeru poliolo B hà un effettu significativu nantu à e proprietà meccaniche di a schiuma di poliuretanu. Quandu u rapportu trà u polietere poliolo A è u polimeru poliolo B aumenta, l'allungamentu à rottura aumenta, a durezza à a compressione diminuisce finu à un certu puntu, è a resistenza à a trazione è a resistenza à a lacerazione cambianu pocu. A catena moleculare di u poliuretanu hè custituita principalmente da un segmentu dolce è un segmentu duru, un segmentu dolce da u poliolo è un segmentu duru da u ligame carbamatu. Da una parte, u pesu moleculare relativu è u valore idrossilico di i dui polioli sò diversi, da l'altra parte, u polimeru poliolo B hè un polietere poliolo mudificatu da acrilonitrile è stirene, è a rigidità di u segmentu di a catena hè migliorata per via di l'esistenza di l'anellu benzenicu, mentre chì u polimeru poliolo B cuntene piccule sostanze moleculari, ciò chì aumenta a fragilità di a schiuma. Quandu u polietere poliolo A hè 80 parti è u polimeru poliolo B hè 10 parti, e proprietà meccaniche cumplete di a schiuma sò megliu.
Pruprietà di ligame
Cum'è un pruduttu cù alta frequenza di pressa, u corrimano riducerà significativamente u cunfortu di e parte se a schiuma è a pelle si sbuccianu, dunque hè necessaria a prestazione di legame di a schiuma di poliuretanu è di a pelle. Sicondu a ricerca sopra, sò stati aghjunti diversi disperdenti bagnanti per testà e proprietà di adesione di a schiuma è di a pelle. I risultati sò mostrati in a Tabella 3.
Si pò vede da a Tavula 3 chì i sfarenti disperdenti bagnanti anu effetti evidenti nantu à a forza di sbucciatura trà a schiuma è a pelle: U colapsu di a schiuma si verifica dopu l'usu di l'additivu 2, chì pò esse causatu da una apertura eccessiva di a schiuma dopu l'aghjunta di l'additivu 2; Dopu l'usu di l'additivi 1 è 3, a forza di strisciatura di u campione biancu hà un certu aumentu, è a forza di strisciatura di l'additivu 1 hè circa 17% più alta di quella di u campione biancu, è a forza di strisciatura di l'additivu 3 hè circa 25% più alta di quella di u campione biancu. A differenza trà l'additivu 1 è l'additivu 3 hè principalmente causata da a differenza in a bagnabilità di u materiale cumpostu nantu à a superficia. In generale, per valutà a bagnabilità di u liquidu nantu à u solidu, l'angulu di cuntattu hè un parametru impurtante per misurà a bagnabilità di a superficia. Dunque, l'angulu di cuntattu trà u materiale cumpostu è a pelle dopu l'aghjunta di i dui disperdenti bagnanti sopra hè statu testatu, è i risultati sò stati mostrati in a Figura 1.
Si pò vede da a Figura 1 chì l'angulu di cuntattu di u campione biancu hè u più grande, chì hè 27°, è l'angulu di cuntattu di l'agente ausiliariu 3 hè u più chjucu, chì hè solu 12°. Questu mostra chì l'usu di l'additivu 3 pò migliurà a bagnabilità di u materiale cumpostu è di a pelle in misura maggiore, è hè più faciule da sparghje nantu à a superficia di a pelle, dunque l'usu di l'additivu 3 hà a più grande forza di peeling.
Pruprietà invechjata
I prudutti di corrimano sò pressati in a vittura, a frequenza di l'esposizione à u sole hè alta, è a prestazione di l'invecchiamentu hè un'altra prestazione impurtante chì a schiuma semirigida di corrimano in poliuretanu deve cunsiderà. Dunque, a prestazione di l'invecchiamentu di a formula basica hè stata testata è u studiu di miglioramentu hè statu realizatu, è i risultati sò stati mostrati in a Tabella 4.
Cumparandu i dati in a Tavula 4, si pò truvà chì e proprietà meccaniche è e proprietà di legame di a formula basica sò significativamente diminuite dopu l'invecchiamentu termicu à 120 ℃: dopu l'invecchiamentu per 12 ore, a perdita di varie proprietà eccettu a densità (a listessa quì sottu) hè 13% ~ 16%; A perdita di prestazioni di l'invecchiamentu di 24 ore hè 23% ~ 26%. Hè indicatu chì a proprietà di invecchiamentu termicu di a formula basica ùn hè micca bona, è a proprietà di invecchiamentu termicu di a formula originale pò esse ovviamente migliorata aghjunghjendu una classe A di antioxidante A à a formula. In e stesse cundizioni sperimentali dopu l'aghjunta di antioxidante A, a perdita di varie proprietà dopu 12 ore era 7% ~ 8%, è a perdita di varie proprietà dopu 24 ore era 13% ~ 16%. A diminuzione di e proprietà meccaniche hè principalmente dovuta à una seria di reazioni a catena scatenate da a rottura di i legami chimichi è da i radicali liberi attivi durante u prucessu di invecchiamentu termicu, chì risultanu in cambiamenti fundamentali in a struttura o in e proprietà di a sustanza originale. Da una parte, a diminuzione di e prestazioni di legame hè dovuta à a diminuzione di e proprietà meccaniche di a schiuma stessa, da l'altra parte, perchè a pelle di PVC cuntene un gran numeru di plastificanti, è u plastificante migra versu a superficia durante u prucessu di invecchiamentu termicu di l'ossigenu. L'aghjunta di antioxidanti pò migliurà e so proprietà di invecchiamentu termicu, principalmente perchè l'antioxidanti ponu eliminà i radicali liberi appena generati, ritardà o inibisce u prucessu di ossidazione di u polimeru, in modu da mantene e proprietà originali di u polimeru.
Prestazione cumpleta
Basatu annantu à i risultati sopra, a formula ottima hè stata cuncipita è e so diverse proprietà sò state valutate. A prestazione di a formula hè stata paragunata cù quella di a schiuma di poliuretanu generale à altu rimbalzu per corrimano. I risultati sò mostrati in a Tavula 5.
Cum'è si pò vede da a Tavula 5, a prestazione di a formula ottima di schiuma di poliuretanu semirigida hà certi vantaghji rispetto à e formule basiche è generali, è hè più pratica, è hè più adatta per l'applicazione di corrimani ad alte prestazioni.
Cunclusione
Aghjustà a quantità di polietere è sceglie un disperdente bagnante è un antioxidante qualificatu pò dà à a schiuma di poliuretanu semirigida bone proprietà meccaniche, eccellenti proprietà di invecchiamento termicu è cusì. Basatu annantu à l'eccellente prestazione di a schiuma, questu pruduttu di schiuma semirigida di poliuretanu d'altu rendimentu pò esse applicatu à materiali di tamponamento automobilistici cum'è corrimani è tavuli di strumenti.
Data di publicazione: 25 di lugliu di u 2024