Өндөр хүчин чадалтай автомашины бариулын полиуретан хагас хатуу хөөсний бэлтгэл ба шинж чанар.
Машины дотор талын түшлэг нь бүхээгийн чухал хэсэг бөгөөд хаалгыг түлхэж татах, хүний гарыг машинд байрлуулах үүрэг гүйцэтгэдэг. Онцгой байдлын үед машин болон бариул мөргөлдөх үед полиуретан зөөлөн бариул болон өөрчлөгдсөн PP (полипропилен), ABS (полиакрилонитрил - бутадиен - стирол) болон бусад хатуу хуванцар бариул нь сайн уян хатан чанар, хамгаалалтыг хангаж, улмаар гэмтлийг бууруулдаг. Полиуретан зөөлөн хөөсөн бариул нь гарын мэдрэмжийг сайжруулж, үзэсгэлэнтэй гадаргуугийн бүтэцтэй болж, улмаар бүхээгийн тав тух, гоо үзэсгэлэнг сайжруулдаг. Тиймээс автомашины үйлдвэрлэл хөгжиж, хүмүүсийн дотор талын материалд тавигдах шаардлага сайжирч байгаатай холбогдуулан автомашины бариул дахь полиуретан зөөлөн хөөсний давуу талууд улам бүр тодорхой болж байна.
Полиуретан зөөлөн бариул нь гурван төрөл байдаг: өндөр уян хатан хөөс, өөрөө царцдастай хөөс, хагас хатуу хөөс. Өндөр уян хатан бариулын гаднах гадаргуу нь PVC (поливинил хлорид) хальсаар бүрхэгдсэн бөгөөд дотор тал нь полиуретан өндөр уян хатан хөөсөөр хийгдсэн. Хөөсний тулгуур харьцангуй сул, бат бөх чанар нь харьцангуй бага, хөөс болон хальсны хоорондох наалдац харьцангуй хангалтгүй. Өөрөө арьсан бариул нь хөөсөн гол арьсан давхаргатай, хямд өртөгтэй, өндөр интеграцийн зэрэгтэй бөгөөд арилжааны тээврийн хэрэгсэлд өргөн хэрэглэгддэг боловч гадаргуугийн бат бөх чанар болон нийт тав тухыг харгалзан үзэхэд хэцүү байдаг. Хагас хатуу түшлэг нь PVC хальсаар бүрхэгдсэн бөгөөд хальс нь сайхан хүрэлцэх, харагдах байдлыг хангадаг бөгөөд дотор талын хагас хатуу хөөс нь маш сайн мэдрэмж, цохилтод тэсвэртэй, энерги шингээх, хөгшрөлтийн эсэргүүцэлтэй тул суудлын автомашины доторлогоо хийхэд улам бүр өргөн хэрэглэгдэж байна.
Энэхүү өгүүлэлд автомашины бариулын полиуретан хагас хатуу хөөсний үндсэн томъёог боловсруулсан бөгөөд үүний үндсэн дээр түүний сайжруулалтыг судалсан болно.
Туршилтын хэсэг
Үндсэн түүхий эд
Полиэфир полиол А (гидроксил утга 30 ~ 40 мг/г), полимер полиол B (гидроксил утга 25 ~ 30 мг/г): Wanhua Chemical Group Co., LTD. Өөрчлөгдсөн MDI [дифенилметан диизоцианат, w (NCO) нь 25% ~ 30%], нийлмэл катализатор, чийгшүүлэгч дисперс (3-р бодис), антиоксидант А: Wanhua Chemical (Бээжин) Co., LTD., Майтоу гэх мэт; Чийгшүүлэгч дисперс (1-р бодис), чийгшүүлэгч дисперс (2-р бодис): Byke Chemical. Дээрх түүхий эд нь үйлдвэрлэлийн зэрэглэлийн. PVC доторлогооны арьс: Changshu Ruihua.
Үндсэн тоног төхөөрөмж ба багаж хэрэгсэл
Sdf-400 төрлийн өндөр хурдны холигч, AR3202CN төрлийн электрон тэнцвэржүүлэгч, хөнгөн цагаан хэв (10см×10см×1см, 10см×10см×5см), 101-4AB төрлийн цахилгаан үлээгч зуух, KJ-1065 төрлийн электрон универсал чангалагч машин, 501A төрлийн супер термостат.
Үндсэн томъёо болон дээж бэлтгэх
Хагас хатуу полиуретан хөөсний үндсэн найрлагыг Хүснэгт 1-д үзүүлэв.
Механик шинж чанарын туршилтын дээжийг бэлтгэх: нийлмэл полиэфир (А материал)-ийг дизайны томъёоны дагуу бэлтгэж, тодорхой харьцаагаар өөрчлөгдсөн MDI-тэй хольж, өндөр хурдтай хутгах төхөөрөмжөөр (3000 эрг/мин) 3-5 секундын турш хутгаж, дараа нь харгалзах хэвэнд хөөсөртөл хийж, тодорхой хугацаанд хэвийг нээж, хагас хатуу полиуретан хөөсөнцөр хэвэнд цутгасан дээжийг гаргана.
Дээжийг наалдах гүйцэтгэлийн туршилтад бэлтгэх: хэвний доод хэвэнд PVC хальсны давхаргыг байрлуулж, хосолсон полиэфир болон өөрчлөгдсөн MDI-г пропорциональ байдлаар хольж, өндөр хурдтай хутгах төхөөрөмжөөр (3000 эрг/мин) 3-5 секундын турш хутгаад, дараа нь арьсны гадаргуу руу юүлж, хэвийг хааж, полиуретан хөөсийг хальстай нь хамт тодорхой хугацаанд хэвэнд оруулна.
Гүйцэтгэлийн тест
Механик шинж чанар: ISO-3386 стандартын дагуу 40% CLD (шахалтын хатуулаг); Суналтын бат бэх болон тасрах үеийн суналтыг ISO-1798 стандартын дагуу шалгасан; Урагдах бат бэхийг ISO-8067 стандартын дагуу шалгасан. Наалдах чадвар: Электрон универсал чангалах машиныг OEM-ийн стандартын дагуу арьсыг хуулж, 180° хөөсөртөл ашигладаг.
Хөгшрөлтийн гүйцэтгэл: OEM-ийн стандарт температурын дагуу 120°C-д 24 цагийн хөгшрөлтийн дараа механик шинж чанар болон холболтын шинж чанар алдагдахыг шалгана.
Үр дүн ба хэлэлцүүлэг
Механик шинж чанар
Үндсэн томъёонд полиэфирийн полиол А ба полимерийн полиол В-ийн харьцааг өөрчлөх замаар хагас хатуу полиуретан хөөсний механик шинж чанарт янз бүрийн полиэфирийн тунгийн нөлөөллийг Хүснэгт 2-т үзүүлсэн шиг судалсан.
Хүснэгт 2-ын үр дүнгээс харахад полиэфир полиол А-ийн полимер полиол В-д харьцуулсан харьцаа нь полиуретан хөөсний механик шинж чанарт мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлдэг болохыг харж болно. Полиэфир полиол А-ийн полимер полиол В-д харьцуулсан харьцаа нэмэгдэхэд тасрах үеийн суналт нэмэгдэж, шахалтын хатуулаг тодорхой хэмжээгээр буурч, суналтын бат бэх ба урагдах бат бэх бага өөрчлөгддөг. Полиуретаны молекулын гинж нь голчлон зөөлөн хэсэг ба хатуу хэсэг, полиолоос үүссэн зөөлөн хэсэг ба карбамат холбооноос үүссэн хатуу хэсгээс бүрдэнэ. Нэг талаас, хоёр полиолын харьцангуй молекул жин ба гидроксил утга өөр өөр байдаг бол нөгөө талаас, полимер полиол B нь акрилонитрил ба стиролоор өөрчлөгдсөн полиэфир полиол бөгөөд бензолын цагираг оршдог тул гинжин хэсгийн хатуулаг сайжирдаг бол полимер полиол B нь жижиг молекулын бодис агуулдаг бөгөөд энэ нь хөөсний хэврэг байдлыг нэмэгдүүлдэг. Полиэфир полиол А 80 хэсэг, полимер полиол B 10 хэсэг байх үед хөөсний цогц механик шинж чанар илүү сайн байдаг.
Барьцааны өмч
Өндөр даралттай бүтээгдэхүүн болохын хувьд бариул нь хөөс болон хальсыг хуулсан тохиолдолд эд ангийн тав тухыг мэдэгдэхүйц бууруулдаг тул полиуретан хөөс болон хальсны наалдацын гүйцэтгэл шаардлагатай. Дээрх судалгаанд үндэслэн хөөс болон хальсны наалдацын шинж чанарыг шалгахын тулд янз бүрийн чийгшүүлэгч дисперсийг нэмсэн. Үр дүнг Хүснэгт 3-т үзүүлэв.
Хүснэгт 3-аас харахад янз бүрийн чийгшүүлэгч дисперсүүд нь хөөс болон хальсны хоорондох хуулалтын хүчинд илэрхий нөлөө үзүүлдэг болохыг харж болно: Нэмэлт 2-ыг хэрэглэсний дараа хөөс нурах нь тохиолддог бөгөөд энэ нь нэмэлт 2-ыг нэмсний дараа хөөс хэт их нээгдсэнээс үүдэлтэй байж болно; Нэмэлт 1 ба 3-ыг хэрэглэсний дараа хоосон дээжийн хуулах бат бэх тодорхой хэмжээгээр нэмэгдэж, нэмэлт 1-ийн хуулах бат бэх нь хоосон дээжийнхээс 17% орчим, нэмэлт 3-ын хуулах бат бэх нь хоосон дээжийнхээс 25% орчим өндөр байна. Нэмэлт 1 ба нэмэлт 3-ын ялгаа нь голчлон гадаргуу дээрх нийлмэл материалын чийгшлийн зөрүүнээс үүдэлтэй юм. Ерөнхийдөө хатуу биет дээрх шингэний чийгшлийг үнэлэхийн тулд контактын өнцөг нь гадаргуугийн чийгшлийг хэмжих чухал параметр юм. Тиймээс дээрх хоёр чийгшүүлэгч дисперсийг нэмсний дараа нийлмэл материал ба хальсны хоорондох контактын өнцгийг туршиж үзсэн бөгөөд үр дүнг Зураг 1-д үзүүлэв.
Зураг 1-ээс харахад хоосон дээжийн контактын өнцөг хамгийн том буюу 27°, туслах бодис 3-ын контактын өнцөг хамгийн бага буюу ердөө 12° байгааг харж болно. Энэ нь нэмэлт 3-ыг хэрэглэх нь нийлмэл материал болон арьсны чийглэг чанарыг илүү ихээр сайжруулж, арьсны гадаргуу дээр түрхэхэд хялбар тул нэмэлт 3-ыг хэрэглэх нь хамгийн их хуулалтын хүчийг агуулдаг болохыг харуулж байна.
Хөгшрөлтийн үеийн өмч
Бариулын бүтээгдэхүүнийг машинд шахдаг, нарны гэрэлд өртөх давтамж өндөр байдаг бөгөөд хөгшрөлтийн үзүүлэлт нь полиуретан хагас хатуу бариулын хөөсөнцөрийн анхаарах ёстой бас нэг чухал үзүүлэлт юм. Тиймээс үндсэн томъёоны хөгшрөлтийн үзүүлэлтийг туршиж, сайжруулалтын судалгааг хийсэн бөгөөд үр дүнг Хүснэгт 4-т үзүүлэв.
Хүснэгт 4-ийн өгөгдлийг харьцуулж үзвэл үндсэн томъёоны механик шинж чанар болон холболтын шинж чанар нь 120°C-д дулааны хөгшрөлтийн дараа мэдэгдэхүйц буурсан болохыг харуулж байна: 12 цагийн турш хөгшрөлтийн дараа нягтралаас бусад янз бүрийн шинж чанар алдагдах нь (доорхтой адил) 13%~16%; 24 цагийн хөгшрөлтийн гүйцэтгэлийн алдагдал 23%~26% байна. Үндсэн томъёоны дулааны хөгшрөлтийн шинж чанар сайн биш бөгөөд анхны томъёоны дулааны хөгшрөлтийн шинж чанарыг томъёонд А ангиллын антиоксидант А нэмж оруулснаар илт сайжруулж болохыг харуулж байна. Антиоксидант А нэмсний дараа ижил туршилтын нөхцөлд 12 цагийн дараа янз бүрийн шинж чанар алдагдах нь 7%~8%, 24 цагийн дараа янз бүрийн шинж чанар алдагдах нь 13%~16% байв. Механик шинж чанарын бууралт нь голчлон дулааны хөгшрөлтийн явцад химийн холбоо тасрах, идэвхтэй чөлөөт радикалуудаас үүдэлтэй цуврал гинжин урвалуудаас үүдэлтэй бөгөөд анхны бодисын бүтэц эсвэл шинж чанарт үндсэн өөрчлөлтүүд гарч ирдэг. Нэг талаас, холболтын гүйцэтгэл буурах нь хөөсний өөрийнх нь механик шинж чанар буурсантай холбоотой, нөгөө талаас PVC бүрхүүл нь олон тооны хуванцаржуулагч агуулдаг бөгөөд хуванцаржуулагч нь дулааны хүчилтөрөгчийн хөгшрөлтийн явцад гадаргуу руу шилждэгтэй холбоотой юм. Антиоксидант нэмэх нь түүний дулааны хөгшрөлтийн шинж чанарыг сайжруулж чаддаг, голчлон антиоксидантууд нь шинээр үүссэн чөлөөт радикалуудыг арилгаж, полимерийн исэлдэлтийн процессыг удаашруулж эсвэл дарангуйлж, улмаар полимерийн анхны шинж чанарыг хадгалах боломжтой байдаг.
Цогц гүйцэтгэл
Дээрх үр дүнд үндэслэн оновчтой томъёог боловсруулж, түүний янз бүрийн шинж чанарыг үнэлсэн. Томъёоны гүйцэтгэлийг ерөнхий полиуретан өндөр эргэлттэй бариул хөөсний гүйцэтгэлтэй харьцуулсан. Үр дүнг Хүснэгт 5-д үзүүлэв.
Хүснэгт 5-аас харахад хагас хатуу полиуретан хөөсний оновчтой найрлага нь үндсэн болон ерөнхий томъёоноос тодорхой давуу талтай бөгөөд илүү практик бөгөөд өндөр хүчин чадалтай бариул хэрэглэхэд илүү тохиромжтой.
Дүгнэлт
Полиэфирийн хэмжээг тохируулж, чийгшүүлэгч дисперс болон антиоксидантыг сонгосноор хагас хатуу полиуретан хөөсөнцөрт сайн механик шинж чанар, маш сайн дулааны хөгшрөлтийн шинж чанар гэх мэтийг өгч чадна. Хөөсний маш сайн гүйцэтгэлд үндэслэн энэхүү өндөр хүчин чадалтай полиуретан хагас хатуу хөөсөнцөр бүтээгдэхүүнийг бариул, багажны ширээ зэрэг автомашины буфер материалд хэрэглэж болно.
Нийтэлсэн цаг: 2024 оны 7-р сарын 25