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Preparação e características da espuma semi-rígida de poliuretano para corrimãos automotivos de alto desempenho.

O apoio de braço no interior do carro é uma parte importante da cabine, que desempenha o papel de empurrar e puxar a porta e colocar o braço da pessoa no carro. No caso de uma emergência, quando o carro e a colisão do corrimão, o corrimão macio de poliuretano e o PP modificado (polipropileno), ABS (poliacrilonitrila - butadieno - estireno) e outros corrimões de plástico rígido, podem fornecer uma boa elasticidade e tampão, reduzindo assim a lesão. Os corrimãos de espuma macia de poliuretano podem fornecer uma boa sensação de mão e uma bela textura da superfície, melhorando assim o conforto e a beleza do cockpit. Portanto, com o desenvolvimento da indústria automotiva e a melhoria dos requisitos das pessoas para materiais interiores, as vantagens da espuma macia de poliuretano em corrimãos automotivos estão se tornando cada vez mais óbvios.

Existem três tipos de corrimãos macios de poliuretano: espuma de alta resiliência, espuma autocretorada e espuma semi-rígida. A superfície externa dos corrimãos de alta resiliência é coberta com a pele de PVC (cloreto de polivinil) e o interior é de espuma de poliuretano de alta resiliência. O apoio da espuma é relativamente fraco, a força é relativamente baixa e a adesão entre a espuma e a pele é relativamente insuficiente. O corrimão auto-leque possui uma camada de núcleo de espuma de pele, baixo custo, alto grau de integração e é amplamente utilizado em veículos comerciais, mas é difícil levar em consideração a força da superfície e o conforto geral. O apoio de braço semi-rígido é coberto com pele de PVC, a pele oferece um bom toque e aparência, e a espuma semi-rígida interna tem excelente sensação, resistência ao impacto, absorção de energia e resistência ao envelhecimento, por isso é cada vez mais amplamente utilizado no uso do interior do carro de passageiros.

Neste artigo, a fórmula básica de espuma semi-rígida de poliuretano para corrimãos de automóveis é projetada e sua melhoria é estudada nessa base.

Seção experimental

Matéria -prima principal

Poliether polyol A (valor hidroxil 30 ~ 40 mg/g), polímero polimérico B (valor hidroxil 25 ~ 30 mg/g): Wanhua Chemical Group Co., Ltd. MDI modificado [diisocianato de difenilmetano, W (NCO) é 25%~ 30%], catalisador composto, dispersante umedecimento (agente 3), antioxidante A: Wanhua Chemical (Pequim) Co., Ltd., Maitou, etc.; Dispersante de umedecimento (agente 1), dispersante de umedecimento (agente 2): Byke Chemical. As matérias -primas acima são de grau industrial. Pele de revestimento de PVC: Changshu Ruihua.

Equipamento e instrumentos principais

Misturador de alta velocidade do tipo SDF-400, Equilíbrio eletrônico do tipo AR3202CN, molde de alumínio (10cm × 10cm × 1cm, 10cm × 10cm × 5cm), 101-4AB forno de ventilador elétrico do tipo Super Termostat.

Preparação de fórmula básica e amostra

A formulação básica de espuma de poliuretano semi-rígida é mostrada na Tabela 1.

Preparação da amostra de teste de propriedades mecânicas: o poliéter composto (um material) foi preparado de acordo com a fórmula de projeto, misturado com o MDI modificado em uma certa proporção, agitada com um dispositivo de agitação de alta velocidade (3000r/min) por 3 ~ 5s, depois derramado no molde correspondente para a espuma e aberto o molde em uma certa hora para se fortalecer.

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Preparação da amostra para teste de desempenho de ligação: Uma camada de pele de PVC é colocada na matriz inferior do molde, e o poliéter combinado e o MDI modificado é misturado em proporção, agitado por um dispositivo de agitação de alta velocidade (3 000 r/min) para 3 ~ 5 s, depois derramado na superfície da pele e o mofo está fechado e o poli-de-sela.

Teste de desempenho

Propriedades mecânicas: 40%CLD (dureza compressiva) de acordo com o teste padrão ISO-3386; A resistência à tração e o alongamento no intervalo são testados de acordo com o padrão ISO-1798; A força de rasgo é testada de acordo com o padrão ISO-8067. Desempenho de ligação: A máquina de tensão universal eletrônica é usada para descascar a pele e a espuma 180 ° de acordo com o padrão de um OEM.

Desempenho de envelhecimento: teste a perda de propriedades mecânicas e propriedades de ligação após 24 horas de envelhecimento a 120 ℃ de acordo com a temperatura padrão de um OEM.

Resultados e discussão

Propriedade mecânica

Ao alterar a proporção de polieteiro Polyol A e polímero polimérico B na fórmula básica, foi explorada a influência de diferentes dosagem de poliéter nas propriedades mecânicas da espuma de poliuretano semi-rígido, como mostra a Tabela 2.

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Pode ser visto nos resultados da Tabela 2 que a proporção de poliolé a poliol e polimérico polyol B tem um efeito significativo nas propriedades mecânicas da espuma de poliuretano. Quando a proporção de poliolé a polímero e polímero polimol B aumenta, o alongamento no intervalo aumenta, a dureza compressiva diminui em certa medida e a resistência à tração e a força de rasgar mudam pouco. A cadeia molecular de poliuretano consiste principalmente em segmento macio e segmento duro, segmento suave do poliol e segmento duro da ligação do carbamato. Por um lado, o peso molecular relativo e o valor hidroxil dos dois polióis são diferentes; por outro lado, o polímero polimérico B é um polieteiro modificado por acrilonitrila e estireno, e a rigidez do segmento da cadeia é melhorada devido à existência de benzeno, que o anel de benzeno, enquanto o polimérico polimérico B contém pequenos contínuos Quando o Polyether Polyol A é de 80 partes e o polímero polimérico B é de 10 partes, as propriedades mecânicas abrangentes da espuma são melhores.

Propriedade de ligação

Como produto com alta frequência de imprensa, o corrimão reduzirá significativamente o conforto das peças se a espuma e a descasca da pele, de modo que o desempenho de ligação da espuma de poliuretano e da pele for necessário. Com base na pesquisa acima, diferentes dispersantes de umedecimento foram adicionados para testar as propriedades de adesão da espuma e da pele. Os resultados são mostrados na Tabela 3.

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Pode ser visto na Tabela 3 que diferentes dispersantes de umedecimento têm efeitos óbvios na força de descamação entre a espuma e a pele: o colapso da espuma ocorre após o uso do aditivo 2, que pode ser causado pela abertura excessiva da espuma após a adição de aditivo 2; Após o uso de aditivos 1 e 3, a força de remoção da amostra em branco tem um certo aumento, e a força de remoção do aditivo 1 é cerca de 17% maior que a da amostra em branco, e a força de remoção do aditivo 3 é cerca de 25% maior que a da amostra em branco. A diferença entre o aditivo 1 e o aditivo 3 é causado principalmente pela diferença na molhabilidade do material composto na superfície. Em geral, para avaliar a molhabilidade do líquido no sólido, o ângulo de contato é um parâmetro importante para medir a molhabilidade da superfície. Portanto, o ângulo de contato entre o material compósito e a pele após adicionar os dois dispersantes de umedecimento acima foi testado e os resultados foram mostrados na Figura 1.

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Pode ser visto na Figura 1 que o ângulo de contato da amostra em branco é o maior, que é 27 °, e o ângulo de contato do agente auxiliar 3 é o menor, que é de apenas 12 °. Isso mostra que o uso do aditivo 3 pode melhorar a molhabilidade do material compósito e da pele em maior extensão, e é mais fácil se espalhar na superfície da pele, de modo que o uso do aditivo 3 tem a maior força de descamação.

Propriedade envelhecida

Os produtos de corrimão são pressionados no carro, a frequência da exposição à luz solar é alta e o desempenho do envelhecimento é outro desempenho importante que a espuma de handrail semi-rígida de poliuretano deve considerar. Portanto, o desempenho do envelhecimento da fórmula básica foi testado e o estudo de melhoria foi realizado e os resultados foram mostrados na Tabela 4.

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Ao comparar os dados na Tabela 4, pode -se descobrir que as propriedades mecânicas e as propriedades de ligação da fórmula básica diminuem significativamente após o envelhecimento térmico em 120 ℃: após o envelhecimento por 12h, a perda de várias propriedades, exceto a densidade (a mesma abaixo), é de 13%~ 16%; A perda de desempenho do envelhecimento de 24 horas é de 23%~ 26%. É indicado que a propriedade do envelhecimento do calor da fórmula básica não é boa, e a propriedade do envelhecimento do calor da fórmula original pode ser obviamente melhorada, adicionando uma classe de antioxidante A à fórmula. Sob as mesmas condições experimentais após a adição de antioxidante A, a perda de várias propriedades após 12h foi de 7%a 8%, e a perda de várias propriedades após 24h foi de 13%~ 16%. A diminuição das propriedades mecânicas deve -se principalmente a uma série de reações de cadeia desencadeadas por quebra de ligação química e radicais livres ativos durante o processo de envelhecimento térmico, resultando em alterações fundamentais na estrutura ou propriedades da substância original. Por um lado, o declínio no desempenho da ligação se deve ao declínio nas propriedades mecânicas da própria espuma, por outro lado, porque a pele do PVC contém um grande número de plastificantes, e o plastificante migra para a superfície durante o processo de envelhecimento térmico de oxigênio. A adição de antioxidantes pode melhorar suas propriedades de envelhecimento térmico, principalmente porque os antioxidantes podem eliminar radicais livres recém -gerados, atrasar ou inibir o processo de oxidação do polímero, de modo a manter as propriedades originais do polímero.

Desempenho abrangente

Com base nos resultados acima, a fórmula ideal foi projetada e suas várias propriedades foram avaliadas. O desempenho da fórmula foi comparado com o da espuma de manipulação de handrail de poliuretano em poliuretano. Os resultados são mostrados na Tabela 5.

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Como pode ser visto na Tabela 5, o desempenho da fórmula ideal de espuma de poliuretano semi-rígido tem certas vantagens sobre as fórmulas básicas e gerais, e é mais prática e é mais adequada para a aplicação de corrimãos de alto desempenho.

Conclusão

Ajustar a quantidade de poliéter e selecionar dispersante e antioxidante qualificados de umedecimento pode dar boas propriedades mecânicas de espuma de poliuretano semi-rígidas, excelentes propriedades de envelhecimento de calor e assim por diante. Com base no excelente desempenho da espuma, este produto de espuma semi-rígido de poliuretano de alto desempenho pode ser aplicado a materiais de buffer automotivo, como corrimãos e tabelas de instrumentos.


Hora de postagem: Jul-25-2024

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