Բարձր արդյունավետությամբ ավտոմոբիլային բազրիքների համար պոլիուրեթանային կիսակոշտ փրփուրի պատրաստումը և բնութագրերը։
Ավտոմեքենայի սրահում գտնվող բազկակալը խցիկի կարևոր մասն է, որը կատարում է դուռը հրելու և քաշելու, ինչպես նաև մեքենայի մեջ գտնվող մարդու ձեռքը տեղադրելու դերը: Արտակարգ իրավիճակում, երբ մեքենան բախվում է բազրիքին, պոլիուրեթանային փափուկ բազրիքը և մոդիֆիկացված PP-ն (պոլիպրոպիլեն), ABS-ը (պոլիակրիլոնիտրիլ-բուտադիեն-ստիրոլ) և այլ կոշտ պլաստիկ բազրիքները կարող են ապահովել լավ առաձգականություն և բուֆեր, դրանով իսկ նվազեցնելով վնասվածքները: Պոլիուրեթանային փափուկ փրփուրե բազրիքները կարող են ապահովել լավ զգացողություն ձեռքերի համար և գեղեցիկ մակերեսային հյուսվածք, դրանով իսկ բարելավելով խցիկի հարմարավետությունն ու գեղեցկությունը: Հետևաբար, ավտոմոբիլային արդյունաբերության զարգացման և մարդկանց ներքին նյութերի պահանջարկի բարելավման հետ մեկտեղ, ավտոմեքենաների բազրիքներում պոլիուրեթանային փափուկ փրփուրի առավելությունները դառնում են ավելի ու ավելի ակնհայտ:
Գոյություն ունեն պոլիուրեթանային փափուկ բազրիքների երեք տեսակ՝ բարձր դիմացկունության փրփուր, ինքնակպչուն փրփուր և կիսակոշտ փրփուր: Բարձր դիմացկունության բազրիքների արտաքին մակերեսը ծածկված է ՊՎՔ (պոլիվինիլքլորիդ) կեղևով, իսկ ներքին մասը՝ պոլիուրեթանային բարձր դիմացկունության փրփուրով: Փրփուրի հենարանը համեմատաբար թույլ է, ամրությունը՝ համեմատաբար ցածր, իսկ փրփուրի և կեղևի միջև կպչունությունը՝ համեմատաբար անբավարար: Ինքնակպչուն բազրիքն ունի փրփուրային կեղևի միջուկ, ցածր գին, բարձր ինտեգրման աստիճան և լայնորեն կիրառվում է առևտրային տրանսպորտային միջոցներում, սակայն դժվար է հաշվի առնել մակերեսի ամրությունը և ընդհանուր հարմարավետությունը: Կիսակոշտ բազկակալը ծածկված է ՊՎՔ կեղևով, կեղևը ապահովում է լավ հպում և տեսք, իսկ ներքին կիսակոշտ փրփուրն ունի գերազանց զգացողություն, հարվածային դիմադրություն, էներգիայի կլանում և ծերացման դիմադրություն, ուստի այն ավելի ու ավելի լայնորեն օգտագործվում է ուղևորատար մեքենաների ինտերիերում:
Այս աշխատանքում մշակվել է ավտոմեքենայի բազրիքների համար նախատեսված պոլիուրեթանային կիսակոշտ փրփուրի հիմնական բանաձևը, և դրա հիման վրա ուսումնասիրվել է դրա կատարելագործումը։
Փորձարարական բաժին
Հիմնական հումք
Պոլիեթեր պոլիոլ A (հիդրօքսիլային թիվ 30 ~ 40 մգ/գ), պոլիմեր պոլիոլ B (հիդրօքսիլային թիվ 25 ~ 30 մգ/գ): Wanhua Chemical Group Co., LTD. Մոդիֆիկացված MDI [դիֆենիլմեթան դիիզոցիանատ, w (NCO) 25%~30% է], կոմպոզիտային կատալիզատոր, թրջող դիսպերսանտ (միջոց 3), հակաօքսիդանտ A: Wanhua Chemical (Beijing) Co., LTD., Maitou, և այլն: Թրջող դիսպերսանտ (միջոց 1), թրջող դիսպերսանտ (միջոց 2): Byke Chemical: Վերոնշյալ հումքները արդյունաբերական որակի են: ՊՎՔ ծածկույթ՝ Changshu Ruihua:
Հիմնական սարքավորումներ և գործիքներ
Sdf-400 տիպի բարձր արագության խառնիչ, AR3202CN տիպի էլեկտրոնային կշեռք, ալյումինե կաղապար (10սմ×10սմ×1սմ, 10սմ×10սմ×5սմ), 101-4AB տիպի էլեկտրական փչող վառարան, KJ-1065 տիպի էլեկտրոնային ունիվերսալ լարվածության մեքենա, 501A տիպի գերթերմոստատ։
Հիմնական բանաձևի և նմուշի պատրաստում
Կիսակոշտ պոլիուրեթանային փրփուրի հիմնական կազմը ներկայացված է աղյուսակ 1-ում:
Մեխանիկական հատկությունների փորձարկման նմուշի պատրաստում. կոմպոզիտային պոլիեթերը (A նյութ) պատրաստվել է նախագծային բանաձևի համաձայն, որոշակի համամասնությամբ խառնվել է փոփոխված MDI-ի հետ, խառնվել է բարձր արագությամբ խառնիչ սարքով (3000 պտ/րոպե) 3-5 վայրկյան, այնուհետև լցվել է համապատասխան կաղապարի մեջ՝ փրփուր ստանալու համար, և որոշակի ժամանակահատվածում բացվել է կաղապարը՝ կիսակոշտ պոլիուրեթանային փրփուրից ձուլված նմուշ ստանալու համար։
Կպչունության փորձարկման համար նմուշի նախապատրաստում. կաղապարի ստորին մամլիչի մեջ տեղադրվում է ՊՎՔ կեղևի շերտ, և համակցված պոլիեթերը և մոդիֆիկացված MDI-ն խառնվում են համամասնորեն, խառնվում են բարձր արագությամբ խառնիչ սարքով (3000 պտ/րոպե) 3-5 վայրկյան, այնուհետև լցվում են կեղևի մակերեսի մեջ, կաղապարը փակվում է, և որոշակի ժամանակահատվածում կաղապարով ձևավորվում է պոլիուրեթանային փրփուրը։
Արդյունավետության թեստ
Մեխանիկական հատկություններ՝ 40% CLD (սեղմման կարծրություն)՝ համաձայն ISO-3386 ստանդարտի։ Ձգման ամրությունը և կոտրման ժամանակ երկարացումը ստուգվում են ISO-1798 ստանդարտի համաձայն։ Պատռման ամրությունը ստուգվում է ISO-8067 ստանդարտի համաձայն։ Կպչունության արդյունավետություն՝ էլեկտրոնային ունիվերսալ ձգման մեքենան օգտագործվում է մաշկը 180°-ով մաքրելու և փրփրացնելու համար՝ համաձայն OEM ստանդարտի։
Ծերացման հատկություններ. Ստուգեք մեխանիկական հատկությունների և կապող հատկությունների կորուստը 120℃ ջերմաստիճանում 24 ժամ ծերացումից հետո՝ OEM-ի ստանդարտ ջերմաստիճանի համաձայն:
Արդյունքներ և քննարկում
Մեխանիկական հատկություն
Հիմնական բանաձևում պոլիեթերային պոլիոլ A-ի և պոլիմերային պոլիոլ B-ի հարաբերակցությունը փոխելով՝ ուսումնասիրվել է պոլիեթերի տարբեր դեղաչափերի ազդեցությունը կիսակոշտ պոլիուրեթանային փրփուրի մեխանիկական հատկությունների վրա, ինչպես ցույց է տրված աղյուսակ 2-ում։
Աղյուսակ 2-ում ներկայացված արդյունքներից երևում է, որ պոլիեթերային պոլիոլ A-ի և պոլիմերային պոլիոլ B-ի հարաբերակցությունը զգալի ազդեցություն ունի պոլիուրեթանային փրփուրի մեխանիկական հատկությունների վրա: Երբ պոլիեթերային պոլիոլ A-ի և պոլիմերային պոլիոլ B-ի հարաբերակցությունը մեծանում է, կոտրման կետի երկարացումը մեծանում է, սեղմման կարծրությունը որոշակի չափով նվազում է, իսկ ձգման և պատռման ամրությունը քիչ են փոխվում: Պոլիուրեթանի մոլեկուլային շղթան հիմնականում բաղկացած է փափուկ և կոշտ հատվածներից, պոլիոլից՝ փափուկ հատվածից, իսկ կարբամատային կապից՝ կոշտ հատվածից: Մի կողմից, երկու պոլիոլների հարաբերական մոլեկուլային քաշը և հիդրօքսիլային արժեքը տարբեր են, մյուս կողմից, պոլիմերային պոլիոլ B-ն պոլիեթերային պոլիոլ է, որը մոդիֆիկացված է ակրիլոնիտրիլով և ստիրոլով, և շղթայի հատվածի կոշտությունը բարելավվում է բենզոլային օղակի առկայության շնորհիվ, մինչդեռ պոլիմերային պոլիոլ B-ն պարունակում է փոքր մոլեկուլային նյութեր, ինչը մեծացնում է փրփուրի փխրունությունը: Երբ պոլիեթերային պոլիոլ A-ն 80 մաս է, իսկ պոլիմերային պոլիոլ B-ն՝ 10 մաս, փրփուրի համապարփակ մեխանիկական հատկությունները ավելի լավն են:
Կապող հատկություն
Որպես բարձր սեղմման հաճախականությամբ արտադրանք, բազրիքը զգալիորեն կնվազեցնի մասերի հարմարավետությունը, եթե փրփուրը և կեղևը պոկվեն, ուստի անհրաժեշտ է պոլիուրեթանային փրփուրի և կեղևի կպչունությունը։ Վերոնշյալ հետազոտության հիման վրա ավելացվել են տարբեր թրջող դիսպերսանտներ՝ փրփուրի և կեղևի կպչունության հատկությունները ստուգելու համար։ Արդյունքները ներկայացված են աղյուսակ 3-ում։
Աղյուսակ 3-ից երևում է, որ տարբեր թրջող դիսպերսանտները ակնհայտ ազդեցություն ունեն փրփուրի և մաշկի միջև եղած թեփոտման ուժի վրա. փրփուրի փլուզումը տեղի է ունենում հավելանյութ 2-ի օգտագործումից հետո, որը կարող է պայմանավորված լինել հավելանյութ 2-ի ավելացումից հետո փրփուրի չափազանց բացվելով։ Հավելանյութեր 1-ի և 3-ի օգտագործումից հետո դատարկ նմուշի շերտազատման ամրությունը որոշակիորեն աճել է, և հավելանյութ 1-ի շերտազատման ամրությունը մոտ 17%-ով ավելի բարձր է, քան դատարկ նմուշինը, իսկ հավելանյութ 3-ի շերտազատման ամրությունը մոտ 25%-ով ավելի բարձր է, քան դատարկ նմուշինը։ Հավելանյութ 1-ի և հավելանյութ 3-ի միջև տարբերությունը հիմնականում պայմանավորված է կոմպոզիտային նյութի մակերեսի վրա թրջվելու ունակության տարբերությամբ։ Ընդհանուր առմամբ, հեղուկի պինդ մարմնի վրա թրջվելու ունակությունը գնահատելու համար շփման անկյունը կարևոր պարամետր է մակերեսի թրջվելու ունակությունը չափելու համար։ Հետևաբար, փորձարկվել է կոմպոզիտային նյութի և մաշկի միջև եղած շփման անկյունը վերը նշված երկու թրջող դիսպերսանտները ավելացնելուց հետո, և արդյունքները ներկայացված են նկար 1-ում։
Նկար 1-ից երևում է, որ դատարկ նմուշի շփման անկյունը ամենամեծն է՝ 27°, իսկ օժանդակ նյութ 3-ի շփման անկյունը՝ ամենափոքրը՝ ընդամենը 12°: Սա ցույց է տալիս, որ հավելանյութ 3-ի օգտագործումը կարող է ավելի մեծ չափով բարելավել կոմպոզիտային նյութի և մաշկի թրջելիությունը, և այն ավելի հեշտ է տարածվում մաշկի մակերեսին, ուստի հավելանյութ 3-ի օգտագործումն ունի ամենամեծ թեփոտման ուժը:
Հնեցման գույք
Ձեռնաշղթաների արտադրանքը սեղմվում է մեքենայում, արևի լույսի ազդեցության հաճախականությունը բարձր է, և հնեցման ցուցանիշները մեկ այլ կարևոր ցուցանիշներ են, որոնք պետք է հաշվի առնվեն պոլիուրեթանային կիսակոշտ բազրիքների փրփուրի կողմից: Հետևաբար, փորձարկվել է հիմնական բանաձևի հնեցման ցուցանիշները և իրականացվել է բարելավման ուսումնասիրություն, որի արդյունքները ներկայացված են աղյուսակ 4-ում:
Աղյուսակ 4-ում ներկայացված տվյալները համեմատելով՝ կարելի է տեսնել, որ հիմնական բանաձևի մեխանիկական հատկությունները և կապակցման հատկությունները զգալիորեն նվազում են 120℃ ջերմաստիճանում ջերմային ծերացումից հետո. 12 ժամ ծերացումից հետո տարբեր հատկությունների կորուստը, բացառությամբ խտության (նույնը ստորև), կազմում է 13%~16%, իսկ 24 ժամ ծերացման դեպքում՝ 23%~26%: Նշվում է, որ հիմնական բանաձևի ջերմային ծերացման հատկությունը լավը չէ, և սկզբնական բանաձևի ջերմային ծերացման հատկությունը կարող է ակնհայտորեն բարելավվել՝ բանաձևին ավելացնելով հակաօքսիդանտ A դասի A: Նույն փորձարարական պայմաններում հակաօքսիդանտ A-ի ավելացումից հետո 12 ժամ հետո տարբեր հատկությունների կորուստը կազմել է 7%~8%, իսկ 24 ժամ հետո տարբեր հատկությունների կորուստը՝ 13%~16%: Մեխանիկական հատկությունների նվազումը հիմնականում պայմանավորված է ջերմային ծերացման գործընթացի ընթացքում քիմիական կապերի խզման և ակտիվ ազատ ռադիկալների կողմից առաջացած շղթայական ռեակցիաների շարքով, ինչը հանգեցնում է սկզբնական նյութի կառուցվածքի կամ հատկությունների հիմնարար փոփոխությունների: Մի կողմից, կպչունության անկումը պայմանավորված է փրփուրի մեխանիկական հատկությունների անկմամբ, մյուս կողմից՝ այն պատճառով, որ ՊՎՔ թաղանթը պարունակում է մեծ քանակությամբ պլաստիկացնող նյութեր, և պլաստիկացնող նյութը ջերմային թթվածնային ծերացման գործընթացի ընթացքում տեղափոխվում է մակերես: Հակաօքսիդանտների ավելացումը կարող է բարելավել դրա ջերմային ծերացման հատկությունները, հիմնականում այն պատճառով, որ հակաօքսիդանտները կարող են վերացնել նոր առաջացած ազատ ռադիկալները, հետաձգել կամ արգելակել պոլիմերի օքսիդացման գործընթացը՝ պահպանելով պոլիմերի սկզբնական հատկությունները:
Համապարփակ կատարողականություն
Վերոնշյալ արդյունքների հիման վրա մշակվել է օպտիմալ բանաձևը և գնահատվել են դրա տարբեր հատկությունները: Բանաձևի արդյունավետությունը համեմատվել է ընդհանուր պոլիուրեթանային բարձր հետադարձելիության բազրիքների փրփուրի արդյունավետության հետ: Արդյունքները ներկայացված են աղյուսակ 5-ում:
Ինչպես երևում է աղյուսակ 5-ից, օպտիմալ կիսակոշտ պոլիուրեթանային փրփուրի բանաձևի կատարողականը որոշակի առավելություններ ունի հիմնական և ընդհանուր բանաձևերի համեմատ, և այն ավելի գործնական է, և ավելի հարմար է բարձր արդյունավետությամբ բազրիքների կիրառման համար:
Եզրակացություն
Պոլիեթերի քանակը կարգավորելը և որակյալ թրջող դիսպերսանտ և հակաօքսիդանտ ընտրելը կարող է կիսակոշտ պոլիուրեթանային փրփուրին տալ լավ մեխանիկական հատկություններ, գերազանց ջերմային ծերացման հատկություններ և այլն: Փրփուրի գերազանց կատարողականության հիման վրա, այս բարձր արդյունավետությամբ պոլիուրեթանային կիսակոշտ փրփուրը կարող է կիրառվել ավտոմոբիլային բուֆերային նյութերի, ինչպիսիք են բազրիքները և գործիքների սեղանները, վրա:
Հրապարակման ժամանակը. Հուլիս-25-2024