Poliuretanozko apar erdi-zurrunaren prestaketa eta ezaugarriak automobilgintzako errendimendu handiko barandetarako.
Autoaren barruko beso-euskarria kabinaren zati garrantzitsua da, atea bultzatu eta tiratzeko eta pertsonaren besoa autoan sartzeko funtzioa betetzen baitu. Larrialdi kasuan, autoa eta baranda talka egiten dutenean, poliuretanozko baranda bigunak eta PP (polipropileno), ABS (poliakrilonitrilo - butadieno - estireno) eraldatuak eta beste plastiko gogorreko baranda batzuek elastikotasun eta babes ona eman dezakete, eta horrela lesioak murriztu. Poliuretanozko apar biguneko barandek esku-sentsazio ona eta gainazaleko ehundura ederra eman dezakete, eta horrela, gidatzeko kabinaren erosotasuna eta edertasuna hobetu. Hori dela eta, automobilgintzaren garapenarekin eta barneko materialen eskakizunen hobekuntzarekin, poliuretanozko apar bigunaren abantailak gero eta nabarmenagoak dira automobilen barandetan.
Hiru poliuretanozko eskudelak bigun mota daude: erresilientzia handiko aparra, auto-azaleko aparra eta erdi-zurruna. Erresilientzia handiko eskudelen kanpoko gainazala PVC (polibinil kloruro) azal batez estalita dago, eta barrualdea poliuretanozko erresilientzia handiko aparra da. Aparraren euskarria nahiko ahula da, erresistentzia nahiko baxua da, eta aparraren eta azalaren arteko atxikimendua nahiko eskasa da. Auto-azaleko eskudelak apar-nukleo geruza bat du, kostu txikia du, integrazio maila altua du, eta oso erabilia da ibilgailu komertzialetan, baina zaila da gainazalaren erresistentzia eta erosotasun orokorra kontuan hartzea. Beso-euskarri erdi-zurruna PVC azal batez estalita dago, azalak ukimen eta itxura ona eskaintzen du, eta barneko apar erdi-zurrunak sentsazio, inpaktuarekiko erresistentzia, energia xurgatzeko eta zahartzearekiko erresistentzia bikainak ditu, beraz, gero eta gehiago erabiltzen da bidaiarien autoen barrualdean.
Artikulu honetan, automobilen barandetarako poliuretanozko apar erdi-zurrunaren oinarrizko formula diseinatzen da, eta horren arabera aztertzen da haren hobekuntza.
Atal esperimentala
Lehengai nagusia
Polieter poliola A (hidroxilo balioa 30 ~ 40 mg/g), polimero poliola B (hidroxilo balioa 25 ~ 30 mg/g): Wanhua Chemical Group Co., LTD. MDI eraldatua [difenilmetano diisozianatoa, w (NCO) % 25 ~ % 30 da], katalizatzaile konposatua, bustitzeko dispertsatzailea (3. agentea), A antioxidatzailea: Wanhua Chemical (Beijing) Co., LTD., Maitou, etab.; Bustitzeko dispertsatzailea (1. agentea), bustitzeko dispertsatzailea (2. agentea): Byke Chemical. Goiko lehengaiak industria-mailakoak dira. PVC estaldura-azala: Changshu Ruihua.
Ekipamendu eta tresna nagusiak
Sdf-400 motako abiadura handiko nahasgailua, AR3202CN motako balantza elektronikoa, aluminiozko moldea (10cm×10cm×1cm, 10cm×10cm×5cm), 101-4AB motako labe elektrikoa, KJ-1065 motako tentsio-makina elektroniko unibertsala, 501A motako supertermostatoa.
Oinarrizko formula eta laginaren prestaketa
Poliuretanozko apar erdi-zurrunaren oinarrizko formulazioa 1. taulan ageri da.
Propietate mekanikoen proba-laginaren prestaketa: polieter konposatua (A materiala) diseinu-formularen arabera prestatu zen, MDI aldatuarekin proportzio jakin batean nahastu zen, abiadura handiko irabiagailu batekin (3000r/min) 3~5 segundoz irabiatu zen, ondoren dagokion moldean bota zen aparra egiteko, eta moldea denbora jakin batean ireki zen poliuretanozko apar erdi-zurrun moldekatutako lagina lortzeko.
Laginaren prestaketa lotura-errendimendu probarako: PVC azal geruza bat jartzen da moldearen beheko trokelean, eta polieter konbinatua eta MDI aldatua proportzioan nahasten dira, abiadura handiko irabiagailu batekin irabiatzen dira (3000 r/min) 3~5 segundoz, ondoren azalaren gainazalean isurtzen dira, eta moldea ixten da, eta poliuretanozko aparra azalarekin moldeatzen da denbora jakin batean.
Errendimendu proba
Ezaugarri mekanikoak: % 40ko CLD (konpresiozko gogortasuna) ISO-3386 estandarraren arabera; Trakzio-erresistentzia eta haustura-luzapena ISO-1798 estandarraren arabera probatu dira; Malko-erresistentzia ISO-8067 estandarraren arabera probatu da. Itsaspen-errendimendua: Tentsio-makina elektroniko unibertsala erabiltzen da azala eta aparra 180° zuritzeko, OEM baten estandarraren arabera.
Zahartze-errendimendua: Probatu propietate mekanikoen eta lotura-propietateen galera 120 ℃-tan 24 orduz zahartu ondoren, OEM baten tenperatura estandarraren arabera.
Emaitzak eta eztabaida
Propietate mekanikoa
Oinarrizko formulan polieter poliol A eta polimero poliol B erlazioa aldatuz, polieter dosi desberdinek poliuretanozko apar erdi-zurrunaren propietate mekanikoetan duten eragina aztertu zen, 2. taulan erakusten den bezala.
2. taulako emaitzetatik ikus daiteke A polieter poliolaren eta B polimero poliolaren arteko erlazioak eragin nabarmena duela poliuretanozko aparraren propietate mekanikoetan. A polieter poliolaren eta B polimero poliolaren arteko erlazioa handitzen denean, haustura-luzapena handitzen da, konpresio-gogortasuna neurri batean gutxitzen da, eta trakzio-erresistentzia eta urradura-erresistentzia gutxi aldatzen dira. Poliuretanoaren kate molekularra batez ere segmentu bigun eta segmentu gogorrez osatuta dago, segmentu biguna polioletik eta segmentu gogorra karbamato loturatik. Alde batetik, bi poliolen pisu molekular erlatiboa eta hidroxilo-balioa desberdinak dira, bestetik, B polimero poliol akrilonitrilo eta estirenoz aldatutako polieter poliola da, eta kate-segmentuaren zurruntasuna hobetzen da bentzeno eraztuna dagoelako, B polimero poliolak, berriz, substantzia molekular txikiak ditu, eta horrek aparraren hauskortasuna handitzen du. A polieter poliola 80 zati denean eta B polimero poliola 10 zati denean, aparraren propietate mekaniko orokorrak hobeak dira.
Lotura-propietatea
Maiztasun handiko presio-produktua denez, barandak nabarmen murriztuko du piezen erosotasuna aparra eta azala zuritzen badira, beraz, poliuretanozko aparraren eta azalaren itsaspen-errendimendua beharrezkoa da. Goiko ikerketan oinarrituta, bustitzeko dispertsatzaile desberdinak gehitu ziren aparraren eta azalaren itsaspen-propietateak probatzeko. Emaitzak 3. taulan ageri dira.
3. taulan ikus daiteke bustitzeko dispertsatzaile ezberdinek eragin nabaria dutela aparraren eta azalaren arteko zuritze-indarrean: Aparra kolapsatzen da 2. gehigarria erabili ondoren, eta hori 2. gehigarria gehitu ondoren aparraren gehiegizko irekiduraren ondorioz gerta daiteke; 1. eta 3. gehigarriak erabili ondoren, lagin hutsaren erauzketa-indarra nolabait handitzen da, eta 1. gehigarriaren erauzketa-indarra lagin hutsarena baino % 17 handiagoa da gutxi gorabehera, eta 3. gehigarriaren erauzketa-indarra lagin hutsarena baino % 25 handiagoa da gutxi gorabehera. 1. eta 3. gehigarriaren arteko aldea batez ere material konposatuaren gainazaleko bustigarritasunaren aldeak eragiten du. Oro har, likidoaren eta solidoaren bustigarritasuna ebaluatzeko, kontaktu-angelua parametro garrantzitsua da gainazaleko bustigarritasuna neurtzeko. Beraz, material konposatuaren eta azalaren arteko kontaktu-angelua probatu zen, goiko bi bustitzeko dispertsatzaileak gehitu ondoren, eta emaitzak 1. irudian erakusten dira.
1. irudian ikus daiteke lagin hutsaren kontaktu-angelua dela handiena, hau da, 27°, eta 3. laguntzailearen kontaktu-angelua txikiena, hau da, 12° besterik ez. Horrek erakusten du 3. gehigarriaren erabilerak material konposatuaren eta azalaren bustigarritasuna neurri handiagoan hobetu dezakeela, eta errazago zabaltzen dela azalaren gainazalean, beraz, 3. gehigarriaren erabilerak du zuritzeko indar handiena.
Zahartzen ari den jabetza
Baranda produktuak bagoian prentsatzen dira, eguzki-argiaren esposizio-maiztasuna handia da, eta zahartze-errendimendua poliuretanozko baranda erdi-zurrunaren aparra kontuan hartu behar den beste errendimendu garrantzitsu bat da. Hori dela eta, oinarrizko formularen zahartze-errendimendua probatu eta hobekuntza-azterketa egin zen, eta emaitzak 4. taulan agertzen dira.
4. taulako datuak alderatuz gero, oinarrizko formularen propietate mekanikoak eta lotura-propietateak nabarmen gutxitzen direla ikus daiteke 120 ℃-tan zahartze termikoaren ondoren: 12 orduz zahartu ondoren, dentsitatea izan ezik, hainbat propietateren galera (behean berdina) % 13 ~ % 16 da; 24 orduko zahartzearen errendimendu-galera % 23 ~ % 26 da. Oinarrizko formularen zahartze termikoaren propietatea ez dela ona adierazten da, eta jatorrizko formularen zahartze termikoaren propietatea nabarmen hobetu daitekeela formula horri A antioxidatzaile klasea gehituz. Esperimentu-baldintza berdinetan, A antioxidatzailea gehitu ondoren, hainbat propietateren galera 12 ordu igaro ondoren % 7 ~ % 8 izan zen, eta hainbat propietateren galera 24 ordu igaro ondoren % 13 ~ % 16. Propietate mekanikoen jaitsiera batez ere zahartze termikoaren prozesuan zehar lotura kimikoen hausturak eta erradikal aske aktiboek eragindako kate-erreakzioen ondorioz gertatzen da, eta horrek jatorrizko substantziaren egituran edo propietateetan funtsezko aldaketak eragiten ditu. Alde batetik, lotura-errendimenduaren beherakada aparraren beraren propietate mekanikoen beherakadaren ondorioz gertatzen da, eta bestetik, PVC azalak plastifikatzaile kopuru handia duelako, eta plastifikatzailea gainazalera migratzen delako oxigeno termikoaren zahartze prozesuan zehar. Antioxidatzaileak gehitzeak zahartze termikoaren propietateak hobetu ditzake, batez ere antioxidatzaileek erradikal aske berriak ezaba ditzaketelako, polimeroaren oxidazio prozesua atzeratu edo inhibitzen dutelako, polimeroaren jatorrizko propietateak mantentzeko.
Errendimendu osoa
Goiko emaitzetan oinarrituta, formula optimoa diseinatu eta haren propietate desberdinak ebaluatu ziren. Formularen errendimendua poliuretanozko baranda-apar errebote handiko orokorrarenarekin alderatu zen. Emaitzak 5. taulan ageri dira.
5. taulan ikus daitekeen bezala, poliuretanozko apar erdi-zurrunaren formula optimoaren errendimenduak abantaila batzuk ditu oinarrizko eta orokorreko formulen aldean, eta praktikoagoa da, eta egokiagoa da errendimendu handiko barandak aplikatzeko.
Ondorioa
Polieter kantitatea doitzeak eta bustitzeko dispertsatzaile eta antioxidatzaile kualifikatuak hautatzeak poliuretanozko apar erdi-zurrunari propietate mekaniko onak, bero-zahartze propietate bikainak eta abar eman diezazkioke. Aparraren errendimendu bikainari esker, errendimendu handiko poliuretanozko apar erdi-zurrun produktu hau automobilgintzako babes-materialetan aplika daiteke, hala nola barandetan eta tresneria-mahaietan.
Argitaratze data: 2024ko uztailak 25