تحضير وخصائص الرغوة شبه الجبرية للبولي يوريثان لركبات السيارات عالية الأداء.
يعد مسند الذراع في الجزء الداخلي من السيارة جزءًا مهمًا من الكابينة ، الذي يلعب دور دفع الباب وسحبه ووضع ذراع الشخص في السيارة. في حالة الطوارئ ، عندما يمكن أن توفر السيارة وتصادم الدرابزين ، والدرابزين الناعم للبولي يوريثان و PP المعدلة (polypropylene) ، ABS (polyacrylonitrile - butadiene - الستايرين) وغيرها من الدرابزين البلاستيكي الصلب ، مرونة جيدة ومخزن المؤقت ، وبالتالي تقليل إصابة. يمكن أن توفر الدرابزين الرغوي البولي يوريثان شعور جيد باليد وملمس سطح جميل ، وبالتالي تحسين راحة وجمال قمرة القيادة. لذلك ، مع تطوير صناعة السيارات وتحسين متطلبات الأشخاص للمواد الداخلية ، أصبحت مزايا الرغوة الناعمة للبولي يوريثين في درابزين السيارات أكثر وضوحًا.
هناك ثلاثة أنواع من الدرابزين الناعم للبولي يوريثان: رغوة عالية المرونة ، ورغوة مصنوعة ذاتيا ورغوة شبه صلبة. يتم تغطية السطح الخارجي لدليل الدرابزين عالية المرونة بجلد PVC (كلوريد البولي فينيل) ، والداخلية هي رغوة البولي يوريثان عالية المرونة. دعم الرغوة ضعيف نسبيًا ، والقوة منخفضة نسبيًا ، والالتصاق بين الرغوة والجلد غير كافٍ نسبيًا. يحتوي الدرابزين ذو البشرة الذاتية على طبقة أساسية من الجلد ، والتكلفة المنخفضة ، ودرجة التكامل العالية ، ويستخدم على نطاق واسع في المركبات التجارية ، ولكن من الصعب أن تأخذ في الاعتبار قوة السطح والراحة الكلية. يتم تغطية مسند الذراعين شبه الصبغ بجلد PVC ، والجلد يوفر لمسة جيدة ومظهر ، وتتمتع الرغوة الداخلية شبه الصاخبة بالشعور الممتاز ، ومقاومة التأثير ، وامتصاص الطاقة ، ومقاومة الشيخوخة ، لذلك يتم استخدامها على نطاق أوسع في استخدام الداخلية لسيارة الركاب.
في هذه الورقة ، تم تصميم الصيغة الأساسية لرغوة البولي يوريثان شبه المنقوشة لدرابزين السيارات ، ويتم دراسة تحسينها على هذا الأساس.
القسم التجريبي
المواد الخام الرئيسية
polyolth polyol A (قيمة الهيدروكسيل 30 ~ 40 ملغ/جم) ، بوليمر بوليول B (قيمة الهيدروكسيل 25 ~ 30 ملغ/جم): Wanhua Chemical Group Co. ، Ltd. MDI المعدل [Diphenylmethane diisocyanate ، W (NCO) هو 25 ٪ ~ 30 ٪] ، المحفز المركب ، ترطيب التشتت (العامل 3) ، مضادات الأكسدة A: Wanhua الكيميائية (بكين) ، Ltd. ، Maitou ، إلخ. ترطيب التشتت (العامل 1) ، ترطيب التشتت (العامل 2): Byke Chemical. المواد الخام أعلاه هي الصف الصناعي. PVC بطانة الجلد: Changshu Ruihua.
المعدات والأدوات الرئيسية
SDF-400 نوع الخلاط عالي السرعة ، AR3202CN نوع التوازن الإلكتروني ، قالب الألومنيوم (10 سم × 10 سم × 1 سم ، 10 سم × 10 سم × 5 سم) ، 101-4AB من النوع المنفخة الكهربائي ، من نوع KJ-1065 من النوع الإلكترونية الشامل ، 501A نوع الفائقة.
إعداد الصيغة الأساسية والعينة
يظهر الجدول 1 الصيغة الأساسية لرغوة البولي يوريثان شبه الجيدية.
تحضير عينة اختبار الخصائص الميكانيكية: تم تحضير بولي إيثر (مادة) المركب وفقًا لصيغة التصميم ، مختلطة مع MDI المعدلة في نسبة معينة ، تقلبها مع جهاز تحريك عالية السرعة (3000R/دقيقة) لمدة 3 ~ 5s ، ثم سكبها في العفن المقابل للرغوة ، وفتح العفن في غضون فترة زمنية محددة للحصول على عينة من polyurethane.
تحضير العينة لاختبار أداء الترابط: يتم وضع طبقة من جلد PVC في الجزء السفلي من القالب ، ويتم خلط polyether المدمج MDI المعدلة في نسبة ، ويتم تقليبها بواسطة جهاز تحريك عالية السرعة (3 000 R/دقيقة) لمدة 3 ~ 5 ثوانٍ ، ثم يتم سكبها في سطح الجلد ، ويتم إغلاق العفن ، ويتم إغلاق البولي يوريثان مع البشرة مع بعضها البعض.
اختبار الأداء
الخصائص الميكانيكية: 40 ٪ CLD (صلابة الضغط) وفقًا للاختبار القياسي ISO-3386 ؛ يتم اختبار قوة الشد والاستطالة عند الاستراحة وفقًا لمعيار ISO-1798 ؛ يتم اختبار قوة المسيل للدموع وفقًا لمعيار ISO-8067. أداء الترابط: يتم استخدام آلة التوتر العالمي الإلكترونية لتقشير الجلد ورغوة 180 درجة وفقًا لمعايير OEM.
أداء الشيخوخة: اختبر فقدان الخصائص الميكانيكية وخصائص الترابط بعد 24 ساعة من الشيخوخة عند 120 ℃ وفقًا لدرجة الحرارة القياسية لمصنعي المعدات الأصلية.
النتائج والمناقشة
خاصية ميكانيكية
عن طريق تغيير نسبة polyol polyol a و polyol polymer في الصيغة الأساسية ، تم استكشاف تأثير جرعة polyether المختلفة على الخواص الميكانيكية لرغوة البولي يوريثان شبه الصلبة ، كما هو مبين في الجدول 2.
يمكن أن نرى من النتائج في الجدول 2 أن نسبة polyol polyol A إلى البوليمر بوليول B لها تأثير كبير على الخواص الميكانيكية لرغوة البولي يوريثان. عندما تزداد نسبة polyol polyol إلى بوليول بوليول ب ، يزداد استطالة عند الاستراحة ، تتناقص صلابة الضغط إلى حد ما ، وتتغير قوة الشد وقوة التمزق قليلاً. تتكون السلسلة الجزيئية من البولي يوريثان بشكل أساسي من الجزء الناعم والجزء الصلب ، والقطعة الناعمة من البوليول والجزء الصلب من رابطة الكارباميت. من ناحية ، تختلف الوزن الجزيئي النسبي وقيمة الهيدروكسيل للبوليولتين ، من ناحية أخرى ، فإن البوليمر بوليول ب هو بوليول بوليول تم تعديله بواسطة الأكريلونيتريل والستايرين ، ويتم تحسين صلابة قطاع السلسلة بسبب وجودها في وجود البوليمرات الصغيرة. عندما يكون polyol polyol A 80 جزءًا و polyol polymer B هو 10 أجزاء ، فإن الخصائص الميكانيكية الشاملة للرغوة أفضل.
الممتلكات الترابط
كمنتج ذي تردد الضغط العالي ، فإن الدرابزين سيقلل بشكل كبير من راحة الأجزاء إذا كانت الرغوة والجلد قشرًا ، وبالتالي فإن أداء الترابط لرغوة البولي يوريثان والجلد مطلوب. على أساس البحث أعلاه ، تمت إضافة مشتتات ترطيب مختلفة لاختبار خصائص الالتصاق للرغوة والجلد. وتظهر النتائج في الجدول 3.
يمكن أن نرى من الجدول 3 أن مشتتات الترطيب المختلفة لها تأثيرات واضحة على قوة التقشير بين الرغوة والجلد: يحدث انهيار الرغوة بعد استخدام الإضافة 2 ، والذي قد يكون بسبب الفتح المفرط للرغوة بعد إضافة الإضافة 2 ؛ بعد استخدام الإضافات 1 و 3 ، فإن قوة تجريد العينة الفارغة لها زيادة معينة ، وتكون قوة تجريد الإضافة 1 حوالي 17 ٪ من العينة الفارغة ، وتكون قوة تجريد المضافة 3 أعلى بنسبة 25 ٪ بنحو 25 ٪ من العينة الفارغة. يحدث الفرق بين الإضافة 1 والإضافة 3 بشكل رئيسي بسبب الفرق في قابلية تبلل المادة المركبة على السطح. بشكل عام ، لتقييم قابلية سائل السائل على المادة الصلبة ، تعد زاوية التلامس معلمة مهمة لقياس قابلية التبلل السطحي. لذلك ، تم اختبار زاوية التلامس بين المادة المركبة والجلد بعد إضافة مشتتات الترطيب أعلاه ، وتم عرض النتائج في الشكل 1.
يمكن ملاحظة من الشكل 1 أن زاوية التلامس للعينة الفارغة هي الأكبر ، والتي تبلغ 27 درجة ، وزاوية التلامس للعامل المساعد 3 هي الأصغر ، والتي هي فقط 12 درجة. هذا يدل على أن استخدام الإضافات 3 يمكن أن يحسن قابلية تبلل المادة المركبة والجلد إلى حد أكبر ، وأنه من الأسهل انتشار على سطح الجلد ، وبالتالي فإن استخدام الإضافة 3 لديه أكبر قوة تقشير.
الممتلكات الشيخوخة
يتم الضغط على منتجات الدرابزين في السيارة ، وتواتر التعرض لأشعة الشمس عالية ، والأداء الشيخوخة هو أداء مهم آخر يجب على الرغوة الدرابزة شبه الجوية البولي يوريثان مراعاة. لذلك ، تم اختبار أداء الشيخوخة للصيغة الأساسية وتم إجراء دراسة تحسين ، وتم عرض النتائج في الجدول 4.
بمقارنة البيانات الواردة في الجدول 4 ، يمكن العثور على أن الخواص الميكانيكية وخصائص الترابط في الصيغة الأساسية تنخفض بشكل كبير بعد الشيخوخة الحرارية عند 120 ℃: بعد الشيخوخة لمدة 12 ساعة ، فإن فقدان الخصائص المختلفة باستثناء الكثافة (نفسه أدناه) هو 13 ٪ ~ 16 ٪ ؛ إن فقدان الأداء للشيخوخة 24 ساعة هو 23 ٪ ~ 26 ٪. يشار إلى أن خاصية شيخوخة الحرارة في الصيغة الأساسية ليست جيدة ، ويمكن بوضوح تحسين خاصية شيخوخة الحرارة في الصيغة الأصلية عن طريق إضافة فئة من مضادات الأكسدة إلى الصيغة. في ظل نفس الظروف التجريبية بعد إضافة مضادات الأكسدة A ، كان فقدان الخصائص المختلفة بعد 12 ساعة 7 ٪ ~ 8 ٪ ، وكان فقدان العقارات المختلفة بعد 24 ساعة 13 ٪ ~ 16 ٪. يرجع انخفاض الخواص الميكانيكية بشكل أساسي إلى سلسلة من التفاعلات المتسلسلة الناتجة عن كسر الرابطة الكيميائية والجذور الحرة النشطة أثناء عملية الشيخوخة الحرارية ، مما يؤدي إلى تغييرات أساسية في بنية أو خصائص المادة الأصلية. من ناحية ، يرجع الانخفاض في أداء الترابط إلى انخفاض الخصائص الميكانيكية للرغوة نفسها ، من ناحية أخرى ، لأن جلد PVC يحتوي على عدد كبير من الملدنات ، وينتقل الملتحقة إلى السطح أثناء عملية شيخوخة الأكسجين الحراري. يمكن أن تؤدي إضافة مضادات الأكسدة إلى تحسين خصائص الشيخوخة الحرارية ، وذلك أساسًا لأن مضادات الأكسدة يمكنها القضاء على الجذور الحرة التي تم إنشاؤها حديثًا ، أو تأخير أو تثبيط عملية الأكسدة للبوليمر ، وذلك للحفاظ على الخواص الأصلية للبوليمر.
أداء شامل
بناءً على النتائج المذكورة أعلاه ، تم تصميم الصيغة المثلى وتم تقييم خصائصها المختلفة. وتمت مقارنة أداء الصيغة مع رغوة الدرابزين العالية للبولي يوريثين. وتظهر النتائج في الجدول 5.
كما يتضح من الجدول 5 ، فإن أداء تركيبة رغوة البولي يوريثان شبه الجيبية المثلى له مزايا معينة على الصيغ الأساسية والعامة ، وهو أكثر عملية ، وهو أكثر ملاءمة لتطبيق الدرابزين العالي الأداء.
خاتمة
إن ضبط كمية بولي إيثر واختيار ترطيب ومضادات الأكسدة المؤهلة يمكن أن يعطي خصائص ميكانيكية جيدة للبولي يوريثان ، وخصائص شيخوخة الحرارة الممتازة وما إلى ذلك. استنادًا إلى الأداء الممتاز للرغوة ، يمكن تطبيق هذا المنتج الرغوي شبه البولي يوريثان عالي الأداء على مواد عازلة للسيارات مثل الدرابزين وجداول الأدوات.
وقت النشر: يوليو -25-2024