მაღალი ხარისხის საავტომობილო მოაჯირებისთვის პოლიურეთანის ნახევრად ხისტი ქაფის მომზადება და მახასიათებლები.
ავტომობილის სალონში არსებული სახელური კაბინის მნიშვნელოვანი ნაწილია, რომელიც კარის გაწევისა და მანქანაში მყოფი ადამიანის ხელის მოთავსების როლს ასრულებს. საგანგებო სიტუაციის შემთხვევაში, როდესაც ავტომობილი მოაჯირს ეჯახება, პოლიურეთანის რბილი მოაჯირი და მოდიფიცირებული PP (პოლიპროპილენი), ABS (პოლიაკრილონიტრილი-ბუტადიენი-სტიროლი) და სხვა მყარი პლასტმასის მოაჯირები უზრუნველყოფენ კარგ ელასტიურობას და ბუფერს, რითაც მცირდება დაზიანებები. პოლიურეთანის რბილი ქაფის მოაჯირები უზრუნველყოფენ კარგ შეხებას და ლამაზ ზედაპირულ ტექსტურას, რითაც უმჯობესდება კაბინის კომფორტი და სილამაზე. ამიტომ, საავტომობილო ინდუსტრიის განვითარებასთან და ინტერიერის მასალებისადმი ადამიანების მოთხოვნების გაუმჯობესებასთან ერთად, ავტომობილის მოაჯირებში პოლიურეთანის რბილი ქაფის უპირატესობები სულ უფრო აშკარა ხდება.
პოლიურეთანის რბილი მოაჯირები სამი სახისაა: მაღალი მდგრადობის ქაფი, თვითშრეტიანი ქაფი და ნახევრად ხისტი ქაფი. მაღალი მდგრადობის მოაჯირების გარე ზედაპირი დაფარულია PVC (პოლივინილქლორიდის) გარსით, ხოლო შიდა ნაწილი - პოლიურეთანის მაღალი მდგრადობის ქაფით. ქაფის საყრდენი შედარებით სუსტია, სიმტკიცე შედარებით დაბალია, ხოლო ქაფსა და გარსს შორის ადჰეზია შედარებით არასაკმარისია. თვითშრეტიან მოაჯირს აქვს ქაფის ბირთვის ფენა, დაბალი ღირებულება, მაღალი ინტეგრაციის ხარისხი და ფართოდ გამოიყენება კომერციულ მანქანებში, მაგრამ ძნელია ზედაპირის სიმტკიცისა და საერთო კომფორტის გათვალისწინება. ნახევრად ხისტი სახელური დაფარულია PVC გარსით, გარსი უზრუნველყოფს კარგ შეხებას და იერსახეს, ხოლო შიდა ნახევრად ხისტი ქაფს აქვს შესანიშნავი შეგრძნება, დარტყმისადმი მდგრადობა, ენერგიის შთანთქმა და დაბერებისადმი მდგრადობა, ამიტომ ის სულ უფრო ფართოდ გამოიყენება მსუბუქი ავტომობილების სალონში.
ამ ნაშრომში შემუშავებულია ავტომობილის მოაჯირებისთვის განკუთვნილი პოლიურეთანის ნახევრად ხისტი ქაფის ძირითადი ფორმულა და ამის საფუძველზე შესწავლილია მისი გაუმჯობესება.
ექსპერიმენტული სექცია
ძირითადი ნედლეული
პოლიეთერპოლიოლი A (ჰიდროქსილის რაოდენობა 30 ~ 40 მგ/გ), პოლიმერ პოლიოლი B (ჰიდროქსილის რაოდენობა 25 ~ 30 მგ/გ): Wanhua Chemical Group Co., LTD. მოდიფიცირებული MDI [დიფენილმეთან დიიზოციანატი, w (NCO) არის 25%~30%], კომპოზიტური კატალიზატორი, დამატენიანებელი დისპერსანტი (აგენტი 3), ანტიოქსიდანტი A: Wanhua Chemical (Beijing) Co., LTD., Maitou და ა.შ.; დამატენიანებელი დისპერსანტი (აგენტი 1), დამატენიანებელი დისპერსანტი (აგენტი 2): Byke Chemical. ზემოთ ჩამოთვლილი ნედლეული სამრეწველო დანიშნულებისაა. PVC უგულებელი გარსი: Changshu Ruihua.
ძირითადი აღჭურვილობა და ინსტრუმენტები
Sdf-400 ტიპის მაღალსიჩქარიანი მიქსერი, AR3202CN ტიპის ელექტრონული სასწორი, ალუმინის ყალიბი (10სმ×10სმ×1სმ, 10სმ×10სმ×5სმ), 101-4AB ტიპის ელექტრო გამბერი ღუმელი, KJ-1065 ტიპის ელექტრონული უნივერსალური დაჭიმვის აპარატი, 501A ტიპის სუპერთერმოსტატი.
ძირითადი ფორმულისა და ნიმუშის მომზადება
ნახევრად ხისტი პოლიურეთანის ქაფის ძირითადი ფორმულა ნაჩვენებია ცხრილში 1.
მექანიკური თვისებების სატესტო ნიმუშის მომზადება: კომპოზიტური პოლიეთერი (A მასალა) მომზადდა დიზაინის ფორმულის მიხედვით, შეერია მოდიფიცირებულ MDI-ს გარკვეული პროპორციით, მოურიეს მაღალსიჩქარიანი სარევი მოწყობილობით (3000 ბრ/წთ) 3-5 წამის განმავლობაში, შემდეგ ჩაასხეს შესაბამის ყალიბში ქაფის მისაღებად და გარკვეული დროის განმავლობაში გახსნეს ყალიბი ნახევრად ხისტი პოლიურეთანის ქაფით ჩამოსხმული ნიმუშის მისაღებად.
ნიმუშის მომზადება შეწებების ტესტისთვის: ყალიბის ქვედა შტამპში თავსდება PVC-ის გარსის ფენა, პროპორციულად ირევა პოლიეთერისა და მოდიფიცირებული MDI-ს კომბინაცია, ურიეთ მაღალსიჩქარიანი სარევი მოწყობილობით (3000 ბრ/წთ) 3-5 წამის განმავლობაში, შემდეგ ჩაედინება გარსის ზედაპირზე, ყალიბი იხურება და გარკვეული დროის განმავლობაში ყალიბდება პოლიურეთანის ქაფი გარსთან ერთად.
შესრულების ტესტი
მექანიკური თვისებები: 40% CLD (შეკუმშვის სიმტკიცე) ISO-3386 სტანდარტული ტესტის მიხედვით; დაჭიმვის სიმტკიცე და წაგრძელება გაწყვეტის დროს შემოწმებულია ISO-1798 სტანდარტის მიხედვით; ცვეთამედეგობა შემოწმებულია ISO-8067 სტანდარტის მიხედვით. შეწებების მახასიათებლები: ელექტრონული უნივერსალური დაჭიმვის აპარატი გამოიყენება კანის 180°-იანი კუთხით გასაფხვიერებლად და ქაფის გასაკეთებლად OEM სტანდარტის შესაბამისად.
დაძველებისადმი მდგრადობა: შეამოწმეთ მექანიკური თვისებების და შემაკავშირებელი თვისებების დაკარგვა 120℃ ტემპერატურაზე 24 საათის დაძველების შემდეგ, OEM-ის სტანდარტული ტემპერატურის შესაბამისად.
შედეგები და განხილვა
მექანიკური თვისება
ძირითად ფორმულაში პოლიეთერ პოლიოლ A-სა და პოლიმერ პოლიოლ B-ს თანაფარდობის შეცვლით, შესწავლილი იქნა პოლიეთერის სხვადასხვა დოზის გავლენა ნახევრად ხისტი პოლიურეთანის ქაფის მექანიკურ თვისებებზე, როგორც ეს ნაჩვენებია ცხრილში 2.
ცხრილი 2-ში მოცემული შედეგებიდან ჩანს, რომ პოლიეთერ პოლიოლი A-სა და პოლიმერ პოლიოლ B-ს თანაფარდობა მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს პოლიურეთანის ქაფის მექანიკურ თვისებებზე. როდესაც პოლიეთერ პოლიოლი A-სა და პოლიმერ პოლიოლ B-ს თანაფარდობა იზრდება, გაწყვეტის წერტილში წაგრძელება იზრდება, შეკუმშვის სიმტკიცე გარკვეულწილად მცირდება, ხოლო დაჭიმვისა და რღვევის სიმტკიცე ოდნავ იცვლება. პოლიურეთანის მოლეკულური ჯაჭვი ძირითადად შედგება რბილი და მყარი სეგმენტისგან, პოლიოლიდან მიღებული რბილი სეგმენტისგან და კარბამატური ბმიდან მიღებული მყარი სეგმენტისგან. ერთი მხრივ, ორი პოლიოლის ფარდობითი მოლეკულური წონა და ჰიდროქსილის რიცხვი განსხვავებულია, მეორე მხრივ, პოლიმერ პოლიოლი B არის პოლიეთერ პოლიოლი, მოდიფიცირებული აკრილონიტრილით და სტიროლით, ხოლო ჯაჭვის სეგმენტის სიმტკიცე გაუმჯობესებულია ბენზოლის რგოლის არსებობის გამო, მაშინ როდესაც პოლიმერ პოლიოლი B შეიცავს მცირე მოლეკულურ ნივთიერებებს, რაც ზრდის ქაფის სიმყიფეს. როდესაც პოლიეთერ პოლიოლი A 80 ნაწილია, ხოლო პოლიმერ პოლიოლი B 10 ნაწილი, ქაფის ყოვლისმომცველი მექანიკური თვისებები უკეთესია.
შემაკავშირებელი თვისება
როგორც მაღალი დაჭერის სიხშირის მქონე პროდუქტი, მოაჯირი მნიშვნელოვნად შეამცირებს ნაწილების კომფორტს, თუ ქაფი და გარსი აიძვრება, ამიტომ საჭიროა პოლიურეთანის ქაფისა და გარსის შემაკავშირებელი თვისებები. ზემოაღნიშნული კვლევის საფუძველზე, ქაფისა და გარსის ადჰეზიური თვისებების შესამოწმებლად დაემატა სხვადასხვა დამატენიანებელი დისპერსანტი. შედეგები ნაჩვენებია ცხრილში 3.
ცხრილი 3-დან ჩანს, რომ სხვადასხვა დამასველებელ დისპერსიას აშკარა გავლენა აქვს ქაფსა და კანს შორის აქერცვლის ძალაზე: ქაფის კოლაფსი ხდება დანამატი 2-ის გამოყენების შემდეგ, რაც შეიძლება გამოწვეული იყოს დანამატი 2-ის დამატების შემდეგ ქაფის ზედმეტად გახსნით; დანამატების 1 და 3 გამოყენების შემდეგ, ცარიელი ნიმუშის მოცილების სიმტკიცე გარკვეულწილად იზრდება და დანამატი 1-ის მოცილების სიმტკიცე დაახლოებით 17%-ით მეტია ცარიელი ნიმუშის სიმტკიცეზე, ხოლო დანამატი 3-ის მოცილების სიმტკიცე დაახლოებით 25%-ით მეტია ცარიელი ნიმუშის სიმტკიცეზე. დანამატ 1-სა და დანამატ 3-ს შორის განსხვავება ძირითადად გამოწვეულია ზედაპირზე კომპოზიტური მასალის სველებადობის სხვაობით. ზოგადად, სითხის მყარ სხეულზე სველადობის შესაფასებლად, კონტაქტის კუთხე მნიშვნელოვანი პარამეტრია ზედაპირის სველადობის გასაზომად. ამიტომ, შემოწმდა კომპოზიტურ მასალასა და კანს შორის კონტაქტის კუთხე ზემოთ ჩამოთვლილი ორი დამასველებელი დისპერსიის დამატების შემდეგ და შედეგები ნაჩვენებია ნახაზ 1-ში.
სურათი 1-დან ჩანს, რომ ცარიელი ნიმუშის კონტაქტის კუთხე ყველაზე დიდია, რომელიც 27°-ია, ხოლო დამხმარე აგენტის 3 კონტაქტის კუთხე ყველაზე პატარაა, რომელიც მხოლოდ 12°-ია. ეს აჩვენებს, რომ დანამატი 3-ის გამოყენებამ შეიძლება მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს კომპოზიტური მასალისა და კანის დასველების უნარი და ის უფრო ადვილად ვრცელდება კანის ზედაპირზე, ამიტომ დანამატი 3-ის გამოყენებას აქვს ყველაზე დიდი აქერცვლის ძალა.
დაძველების ქონება
მოაჯირის ნაწარმი ვაგონში იჭრება, მზის სხივების ზემოქმედების სიხშირე მაღალია და დაძველებისადმი მდგრადობა კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი მახასიათებელია, რომელიც პოლიურეთანის ნახევრად ხისტი მოაჯირის ქაფმა უნდა გაითვალისწინოს. ამიტომ, ძირითადი ფორმულის დაძველებისადმი მდგრადობა გამოიცადა და გაუმჯობესების კვლევა ჩატარდა, შედეგები კი ნაჩვენებია ცხრილში 4.
ცხრილ 4-ში მოცემული მონაცემების შედარებით, შეიძლება დადგინდეს, რომ ძირითადი ფორმულის მექანიკური თვისებები და შემაკავშირებელი თვისებები მნიშვნელოვნად მცირდება 120℃-ზე თერმული დაბერების შემდეგ: 12 საათიანი დაბერების შემდეგ, სიმკვრივის გარდა (იგივე ქვემოთ) სხვადასხვა თვისების დაკარგვაა 13%~16%; 24 საათიანი დაბერების შესრულების დაკარგვაა 23%~26%. მითითებულია, რომ ძირითადი ფორმულის თერმული დაბერების თვისება არ არის კარგი და ორიგინალური ფორმულის თერმული დაბერების თვისება აშკარად შეიძლება გაუმჯობესდეს ფორმულაში ანტიოქსიდანტი A კლასის დამატებით. იგივე ექსპერიმენტულ პირობებში, ანტიოქსიდანტი A-ს დამატების შემდეგ, 12 საათის შემდეგ სხვადასხვა თვისებების დაკარგვა იყო 7%~8%, ხოლო 24 საათის შემდეგ სხვადასხვა თვისებების დაკარგვა იყო 13%~16%. მექანიკური თვისებების შემცირება ძირითადად განპირობებულია ქიმიური ბმების დაშლით და აქტიური თავისუფალი რადიკალებით გამოწვეული ჯაჭვური რეაქციების სერიით თერმული დაბერების პროცესში, რაც იწვევს ორიგინალური ნივთიერების სტრუქტურაში ან თვისებებში ფუნდამენტურ ცვლილებებს. ერთი მხრივ, შეწებების უნარის დაქვეითება განპირობებულია თავად ქაფის მექანიკური თვისებების დაქვეითებით, მეორე მხრივ კი, იმიტომ, რომ PVC-ის გარსი შეიცავს დიდი რაოდენობით პლასტიფიკატორს და პლასტიფიკატორი თერმული ჟანგბადით დაძველების პროცესში ზედაპირზე გადადის. ანტიოქსიდანტების დამატებას შეუძლია გააუმჯობესოს მისი თერმული დაძველების თვისებები, ძირითადად იმიტომ, რომ ანტიოქსიდანტებს შეუძლიათ ახლად წარმოქმნილი თავისუფალი რადიკალების აღმოფხვრა, პოლიმერის დაჟანგვის პროცესის შეფერხება ან შეფერხება, რათა შენარჩუნდეს პოლიმერის თავდაპირველი თვისებები.
ყოვლისმომცველი შესრულება
ზემოთ მოცემული შედეგების საფუძველზე შემუშავებული იქნა ოპტიმალური ფორმულა და შეფასდა მისი სხვადასხვა თვისებები. ფორმულის მუშაობა შედარებული იქნა ზოგადი პოლიურეთანის მაღალი რხევის მქონე მოაჯირის ქაფთან. შედეგები ნაჩვენებია ცხრილში 5.
როგორც ცხრილი 5-დან ჩანს, ოპტიმალური ნახევრად ხისტი პოლიურეთანის ქაფის ფორმულის მუშაობას გარკვეული უპირატესობები აქვს ძირითად და ზოგად ფორმულებთან შედარებით, ის უფრო პრაქტიკულია და უფრო შესაფერისია მაღალი ხარისხის მოაჯირების გამოყენებისთვის.
დასკვნა
პოლიეთერის რაოდენობის რეგულირება და კვალიფიციური დამატენიანებელი დისპერსანტისა და ანტიოქსიდანტის შერჩევა ნახევრად ხისტ პოლიურეთანის ქაფს კარგ მექანიკურ თვისებებს, შესანიშნავ თერმული დაძველების თვისებებს და ა.შ. ქაფის შესანიშნავი მახასიათებლების საფუძველზე, ეს მაღალი ხარისხის პოლიურეთანის ნახევრად ხისტი ქაფის პროდუქტი შეიძლება გამოყენებულ იქნას საავტომობილო ბუფერულ მასალებზე, როგორიცაა მოაჯირები და ინსტრუმენტების მაგიდები.
გამოქვეყნების დრო: 2024 წლის 25 ივლისი