เทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ที่เสถียรด้วยรังสี UV สำหรับตลาดยานยนต์: คู่มือปฏิบัติ

ที่จอดรถในเดือนกรกฎาคมถือเป็นม้านั่งที่ทนทานที่สุดแห่งหนึ่งในอุตสาหกรรมยานยนต์ อุณหภูมิพื้นผิวบนแผงหน้าปัดที่มืดจะสูงขึ้นเหนือสภาพแวดล้อมโดยรอบมาก และรังสีอัลตราไวโอเลตยังคงทำงานบนสายโซ่โพลีเมอร์ทุกเส้นที่สามารถเข้าถึงได้ ชิ้นส่วนที่ดูไร้ที่ติตั้งแต่เริ่มการผลิตอาจเปลี่ยนเป็นสีขาวขุ่น เหนียวเหนอะหนะ หรือจางลงอย่างเห็นได้ชัดภายในไม่กี่ฤดูร้อน นั่นคือเหตุผลที่เทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ที่มีความเสถียรต่อรังสียูวีได้เปลี่ยนจากกลุ่มผลิตภัณฑ์ที่ดีบนแผ่นข้อมูลไปเป็นข้อกำหนดคงที่ในข้อกำหนดเฉพาะของวัสดุยานยนต์ส่วนใหญ่

เทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ได้รับตำแหน่งในยานพาหนะเนื่องจากมีการผสมผสานความรู้สึกคล้ายยางเข้ากับกระบวนการเทอร์โมพลาสติก: ไม่มีขั้นตอนการวัลคาไนซ์ รอบเวลาสั้น และเศษเหล็กที่มักจะถูกบดใหม่ แต่ไม่ใช่ว่า TPE ทุกตัวจะมีอายุที่เหมือนกันเมื่ออยู่กลางแจ้ง ความแตกต่างมักจะลงมาอยู่สองสิ่ง คือ ความอิ่มตัวของแกนหลักโพลีเมอร์ และคุณภาพของชุดป้องกันภาพสั่นไหวที่สร้างขึ้นรอบๆ การทำความเข้าใจทั้งสองอย่างทำให้การเลือกเกรดสามารถคาดเดาได้มากขึ้น

เหตุใดความเสถียรของรังสียูวีจึงเป็นเกณฑ์ในการซื้อ

การผุกร่อนเคยเป็นปัญหาของคนอื่น ขอบด้านนอกเป็นโลหะหรือพลาสติกหนา ด้านในหุ้มด้วยหนัง PVC และไม่มีใครคาดคิดว่าซีลจะคงความสวยงามได้นานถึงสิบห้าปี ปัจจุบัน TPE ปรากฏในสถานที่ที่แสงแดด ความร้อน และความเครียดเชิงกลมารวมกัน:

• โปรไฟล์การซีลด้านนอก ช่องกระจก แถบขอบสายพาน และแผ่นเบี่ยงน้ำ
• ส่วนต่อขยายซุ้มล้อ แผ่นแร็คหลังคา แผ่นปิดกันโคลน และปะเก็นช่องชาร์จในรถยนต์ไฟฟ้า
• สกินแผงหน้าปัด ฝาครอบม้วนประตู ฝาคอนโซล และด้ามจับแบบสัมผัสนุ่มภายในห้องโดยสาร
• ถุงลมนิรภัยหุ้มด้วยรอยตะเข็บแบบหล่อ ซึ่งการเสื่อมสภาพจะเปลี่ยนพฤติกรรมการฉีกขาด

แนวโน้มสามประการผลักดันความต้องการให้สูงขึ้น ส่วนผนังบางลงเพื่อลดน้ำหนัก ซึ่งทำให้วัสดุดูดซับรังสี UV ที่ได้รับน้อยลง สีต่างๆ เคลื่อนไปทางสีดำเข้มและโทนสีอิ่มตัวซึ่งซ่อนสิ่งสกปรกแต่ยังร้อนขึ้นอีกด้วย และความคาดหวังในการรับประกันก็ยาวขึ้น ดังนั้นส่วนหนึ่งจึงถูกตัดสินโดยรูปลักษณ์ในปีที่สิบ ไม่ใช่รูปลักษณ์ในเดือนที่สาม

จริงๆ แล้วการรักษาเสถียรภาพของรังสี UV เกี่ยวข้องอย่างไร

TPE ที่ทนทานต่อสภาพอากาศไม่ใช่ผลิตภัณฑ์ของสารเติมแต่งมหัศจรรย์ชนิดเดียว เป็นระบบที่มีแนวป้องกันสามแนวที่ทำงานพร้อมกัน

1. เคมีกระดูกสันหลัง มิดบล็อคแบบอิ่มตัวจะมีตำแหน่งที่เกิดปฏิกิริยาน้อยกว่าไซต์ที่ไม่อิ่มตัว ดังนั้นโซ่จึงต้านทานการเกิดออกซิเดชันก่อนที่จะพิจารณาสารเติมแต่งใดๆ
2. แพ็คเกจโคลง สารต้านอนุมูลอิสระปฐมภูมิและทุติยภูมิช่วยปกป้องการหลอมเหลวและอายุการใช้งาน สารเพิ่มความคงตัวของแสงเอมีนที่ถูกขัดขวางขัดขวางวงจรโฟโตออกซิเดชัน และผู้ดูดซับรังสียูวีจะคัดกรองรังสีพลังงานสูงก่อนที่จะถึงพันธะที่ละเอียดอ่อน
3. พื้นผิวและเม็ดสี คาร์บอนแบล็กและระบบเม็ดสีที่ได้รับการคัดเลือกอย่างดีช่วยปกป้องปริมาณโพลีเมอร์ ในขณะที่พื้นผิวด้านหรือเคลือบจะเปลี่ยนวิธีที่มองเห็นการย่อยสลายได้

เนื่องจาก TPE เป็นวัสดุผสมแทนที่จะเป็นเรซินเดี่ยว โพลีเมอร์ที่เป็นฐานเดียวกันจึงสามารถทำงานแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงในสองสูตร นั่นคือเหตุผลเชิงปฏิบัติในการหารือเกี่ยวกับการสัมผัสการใช้งานขั้นสุดท้ายกับซัพพลายเออร์วัสดุ แทนที่จะเปรียบเทียบเอกสารข้อมูลเพียงอย่างเดียว

กระดูกสันหลังเป็นอันดับแรก: เหตุใดมิดบล็อคที่ผ่านการเติมไฮโดรเจนจึงมีอายุช้าลง

โคโพลีเมอร์บล็อกสไตรีน-บิวทาไดอีนมีโพลีบิวทาไดอีนมิดบล็อกที่มีพันธะคู่ตกค้าง ตำแหน่งของอัลลิลิกนั้นเป็นตำแหน่งที่ออกซิเจนและพลังงานยูวีชอบโจมตี ทำให้เกิดการผสมผสานระหว่างการเชื่อมขวางและการแยกลูกโซ่ ผลลัพธ์ที่มองเห็นได้มักจะเป็นชอล์ก สีลอย และพื้นผิวแตกร้าวซึ่งปรากฏขึ้นทันทีที่ชิ้นส่วนงอ

การเติมไฮโดรเจนจะกำจัดพันธะคู่เหล่านั้นส่วนใหญ่ออก และแปลงมิดบล็อคให้เป็นส่วนของยางอิ่มตัว โคโพลีเมอร์บล็อกสไตรีน-บิวทาไดอีนเติมไฮโดรเจน (ซีบีเอส) และโคโพลีเมอร์สไตรีน-ไอโซพรีนเติมไฮโดรเจน (ส.ค) รักษาโครงสร้างเทอร์โมพลาสติกแบบสองเฟส ในขณะเดียวกันก็ทำให้ผู้ผสมสูตรมีโพลีเมอร์ที่เงียบกว่ามากในการทำงานด้วย ไอโซพรีนโพลีเมอร์ (อีพี) ที่ถูกเติมไฮโดรเจนจะไปในทิศทางที่แตกต่างออกไป เนื่องจากไม่มีบล็อกโพลีสไตรีนและทำหน้าที่เป็นตัวปรับความอิ่มตัวมากกว่าเทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์แบบสแตนด์อโลน เคมีที่อยู่เบื้องหลังความแตกต่างเหล่านี้ และวิธีที่มันแปลงไปสู่ความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชัน มีกล่าวถึงในเชิงลึกเพิ่มเติมในบันทึกของเรา บล็อกโคโพลีเมอร์ตอบสนองต่อการสัมผัสรังสียูวีและความเสื่อมโทรมของสิ่งแวดล้อมอย่างไร .

โคโพลีเมอร์บล็อกไฮโดรเจนสไตรีน-บิวทาไดอีน (SEBS) ซีรีส์ H ดูเกรด ZHOPOLY H-Series SEBS สำหรับเทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ เอสบีเอส ที่เติมไฮโดรเจน ซึ่งใช้ในการดัดแปลงพลาสติก รองเท้า TPE ฟิล์ม และผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ ดูผลิตภัณฑ์ →

การเปรียบเทียบตัวเลือกเกรดยานยนต์หลัก

ตารางด้านล่างนี้เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการสนทนา ไม่ใช่ข้อกำหนด ความแข็ง ปริมาณน้ำมัน และการโหลดสารทำให้คงตัวเปลี่ยนขอบเขตอย่างมาก

เกรดที่ไม่อิ่มตัวยังคงรับรู้ได้อย่างสมบูรณ์แบบในบริเวณที่แสงแดดส่องไม่ถึง แผ่นบุรองซุ้มล้อหรือพรมปูพื้นห้องสัมภาระใต้แผงปิดข้างรถไม่จำเป็นต้องใช้ระบบกันโคลงที่แพงที่สุดในแค็ตตาล็อก ในการใช้งานเหล่านั้น สารประกอบที่มี SBS เป็นทางเลือกที่ประหยัดได้ หากข้อกำหนดดังกล่าวไม่ต้องการการบ่มด้วยความร้อนเป็นเวลานาน

Zhongli SBS ซีรี่ส์โคพอลิเมอร์บล็อกสไตรีน - บิวทาไดอีน ตรวจสอบเกรด Zhongli SBS สำหรับสไตรีนิกอีลาสโตเมอร์ไม่อิ่มตัวในการดัดแปลงแอสฟัลต์และโพลีเมอร์ กาว รองเท้า และการปิดผนึกที่ต้องการการเสื่อมสภาพจากรังสี UV และความร้อนต่ำ ดูผลิตภัณฑ์ →

TPE สำหรับยานยนต์จำนวนมากไม่ได้ถูกขึ้นรูปเป็นอีลาสโตเมอร์ที่เรียบร้อยเลย เป็นส่วนผสมโดยที่โคโพลีเมอร์บล็อกเติมไฮโดรเจนถูกกระจายไปเป็นโพลีโพรพีลีนหรือเมทริกซ์ TPO ซึ่งเป็นสาเหตุที่นักผสมมักร่วมงานกับเราใน การดัดแปลงพลาสติกและการแข็งตัวของแรงกระแทก แทนที่จะใช้ชิ้นส่วนอีลาสโตเมอร์เพียงอย่างเดียว

รายละเอียดที่ปะปนกันซึ่งตัดสินว่าส่วนหนึ่งจะรอดพ้นสิบฤดูร้อนหรือไม่

การเลือกตัวกันโคลงไม่ใช่เกมตัวเลข

การเพิ่มความคงตัวของแสงเอมีนที่ถูกขัดขวางมากขึ้นไม่ได้ดีขึ้นโดยอัตโนมัติ เกรด HALS มีความพื้นฐานแตกต่างกัน และประเภทที่เป็นพื้นฐานสูงอาจมีปฏิกิริยาไม่ดีกับสารตกค้างที่เป็นกรด สารหน่วงไฟที่เติมฮาโลเจน หรือการบำบัดเม็ดสีบางชนิด ตัวดูดซับรังสียูวีของกลุ่มเบนโซไตรอาโซลทำงานได้ดีในส่วนที่บางและสีอ่อน ในขณะที่ชิ้นส่วนสีดำที่เติมคาร์บอนแบล็คมักจะพึ่งพา HALS มากขึ้นบวกกับสารต้านอนุมูลอิสระหลัก ผู้ทำงานร่วมกันของไธโอช่วยปรับปรุงการเสื่อมสภาพของความร้อนในระยะยาว แต่สามารถต้านทานความเสถียรของแสงได้ ดังนั้นจึงต้องปรับสมดุลให้เหมาะกับโปรไฟล์การรับแสงจริง

สีเปลี่ยนทุกสิ่ง

ขอบเสาสีเบจอ่อนและแถบคาดเข็มขัดสีดำหันหน้าเข้าหาดวงอาทิตย์ดวงเดียวกันแต่เสื่อมคุณภาพต่างกัน ชิ้นส่วนสีซีดจะแสดงสีเหลืองเกือบจะในทันที ดังนั้นตัวดูดซับคัดกรองจึงมีความสำคัญมากกว่า ในขณะที่ชิ้นส่วนสีดำหนาขึ้นอยู่กับความเสถียรของพื้นผิวและความเงางาม เม็ดสีเมทัลลิกและเม็ดสีเอฟเฟกต์จะทำให้เกิดสารเร่งปฏิกิริยาที่เร่งปฏิกิริยาออกซิเดชั่น ซึ่งเป็นเหตุผลหนึ่งว่าทำไมจึงควรเปิดเผยเกรดของเม็ดสีแก่ผู้ผสม

การอพยพ หมอก และอากาศในห้องโดยสาร

ข้อกำหนดด้านการตกแต่งภายในรถยนต์จำกัดการปล่อยก๊าซที่ระเหยและควบแน่นได้มากขึ้น สารเติมแต่งที่เคลื่อนที่ได้พอที่จะเบ่งบานสู่พื้นผิวอาจช่วยให้เกิดการลื่นหรือหลุดออกในระยะสั้น แต่อาจส่งผลต่อผลลัพธ์ที่เกิดฝ้าและทิ้งฟิล์มขุ่นไว้บนกระจก การจับคู่ความคงทนของสารเติมแต่งกับประวัติความร้อนของชิ้นส่วนเป็นส่วนหนึ่งของงานออกแบบ ไม่ใช่สิ่งที่ต้องคิดในภายหลัง

การใช้งานใต้ฝากระโปรงและการซีล: โปรไฟล์ความเครียดที่แตกต่างกัน

ปัญหาการผุกร่อนของยานยนต์ไม่ได้เกี่ยวข้องกับแสงแดดทุกปัญหา ภายใต้ฝากระโปรงหน้า ตัวสร้างความเครียดที่สำคัญ ได้แก่ ความร้อน ออกซิเจน น้ำมัน สารหล่อเย็น และโอโซน ซึ่งมักเกิดขึ้นในรูปแบบวงจรรวม UV โดยตรงมีจำกัด แต่การออกซิเดชันจากความร้อนจะเกิดขึ้นเร็วกว่าและมองเห็นได้จากการแข็งตัว ชุดการบีบอัด หรือการแตกร้าวที่ขอบที่ถูกหนีบ โพลีเมอร์อิ่มตัวเต็มที่ เช่น EP มีความน่าสนใจในที่นี้ เนื่องจากทนต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้นอย่างต่อเนื่องโดยไม่มีความไม่อิ่มตัวตกค้างซึ่งอาจกลายเป็นจุดอ่อนที่สุด

ไอโซพรีนโพลีเมอร์เติมไฮโดรเจน EP ZL-D700 ตรวจสอบ ZL-D700 ซึ่งเป็นโพลีเมอร์ EP รูปดาวอิ่มตัวสำหรับการปรับปรุงดัชนีความหนืดของน้ำมันหล่อลื่น การปรับเปลี่ยนโพลีโอเลฟิน กาว และสารเคลือบหลุมร่องฟันที่ทนความร้อนและออกซิเดชั่นมีความสำคัญ ดูผลิตภัณฑ์ →

อุตสาหกรรมทดสอบการผุกร่อนอย่างไร

การเร่งสภาพดินฟ้าอากาศจะมีความหมายก็ต่อเมื่อรอบการทดสอบคล้ายกับการใช้งานเท่านั้น รอบภายนอกจะร้อนและเปียกมากกว่ารอบภายใน และรอบภายในมักจะมีตัวกรองแก้วเพื่อเลียนแบบกระจกห้องโดยสาร ข้อมูลอ้างอิงทั่วไปที่คุณจะเห็นในข้อกำหนดได้แก่:

• ISO 4892-2 และ ASTM G155 การเปิดรับแสงซีนอนอาร์ก โดยมีหรือไม่มีละอองน้ำ
• ASTM G154 และ ISO 4892-3 ฟลูออเรสเซนต์ยูวีพร้อมหลอด UVA-340
• SAE J2527 และ J1960 รอบภายนอกรถยนต์
• รอบการผลิตเฉพาะของซัพพลายเออร์ที่เขียนโดยผู้ผลิตรถยนต์แต่ละราย

จากนั้นจะตัดสินผลลัพธ์ตามเกณฑ์ที่วัดได้: การเปลี่ยนสีที่แสดงเป็น Delta E, ระดับสีเทา, การคงสภาพความมันเงา และการรักษาความต้านทานแรงดึงและการยืดตัว เป้าหมายทั่วไปอาจขอให้รักษาการยืดตัวไว้อย่างน้อยแปดสิบเปอร์เซ็นต์โดยมีการเปลี่ยนสีต่ำกว่าสามหน่วย แต่ตัวเลขจะแตกต่างกันอย่างมากระหว่าง OEM และระหว่างโซนภายในและภายนอก ความเหนียวของพื้นผิว การแตกร้าวภายใต้การโค้งงอ และการสูญเสียการยึดเกาะในชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปมากเกินไป จะต้องได้รับการตรวจสอบด้วยสายตา เนื่องจากมักจะปรากฏขึ้นก่อนที่คุณสมบัติเทกองจะเคลื่อนตัว

พฤติกรรมการประมวลผลที่ปกป้องแพ็คเกจความคงตัว

สารประกอบที่มีการกำหนดสูตรอย่างดียังคงสามารถล้มเหลวได้หากกระบวนการลงโทษ จุดปฏิบัติที่สำคัญในการผลิต:

1. ฟิลเลอร์ดูดความชื้นและมาสเตอร์แบทช์แห้ง และจัดเก็บอีลาสโตเมอร์ในบรรจุภัณฑ์ที่ปิดสนิท
2. ใช้รูปทรงของสกรูที่มีแรงเฉือนปานกลาง และหลีกเลี่ยงระยะเวลาการคงตัวนานที่อุณหภูมิหลอมเหลวสูง
3. มาสเตอร์แบทช์โคลงกระจายสม่ำเสมอ กลุ่มก้อนที่ยังไม่ละลายกลายเป็นจุดอ่อนในท้องถิ่น
4. ดูอัตราส่วนการบดใหม่ เนื่องจากประวัติความร้อนซ้ำๆ ต้องใช้ความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระ
5. ควบคุมโซนการติดประสานในชิ้นส่วนแบบ 2 ช็อตหรือแบบอัดรีดร่วม ซึ่งสามารถเริ่มต้นการเสื่อมสภาพของพื้นผิวได้

การเลือกคู่ค้าในระยะยาว

ประสิทธิภาพการผุกร่อนเป็นคุณสมบัติของระบบ ดังนั้นจึงคุ้มค่าที่จะถามว่าซัพพลายเออร์ควบคุมตัวแปรได้อย่างไร ในด้านของเรา นั่นหมายถึงความสามารถในการเติมไฮโดรเจนในตระกูล SBS, SEBS, SEPS และ EP การควบคุมโรงงานผ่านระบบควบคุมแบบกระจาย และขั้นตอนการตรวจสอบแปดขั้นตอนตั้งแต่การรับวัตถุดิบไปจนถึงผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป สถานีงานหลังปริญญาเอกและทีม R&D ของเราใช้เวลาส่วนใหญ่ในการออกแบบโครงสร้างบล็อกและการทำงานผ่านการอัดขึ้นรูปปฏิกิริยา ซึ่งเป็นชุดเครื่องมือที่จำเป็นอย่างยิ่งเมื่อลูกค้าขอเกรดที่อ่อนกว่าและมีความทนทานกลางแจ้งเหมือนกัน

โครงการยานยนต์ส่วนใหญ่ยังต้องการซัพพลายเออร์ที่เข้าใจว่าข้อมูลจำเพาะเป็นเพียงการสนทนา ไม่ใช่รายการความปรารถนา การส่งวงจรการเปิดรับแสง ความหนาของผนัง สี และวิธีการต่อมาหาเรามักจะให้คำตอบที่เป็นประโยชน์มากกว่าการส่งค่าความแข็งเพียงอย่างเดียว

ประเด็นที่เป็นประโยชน์ในทางปฏิบัติ

• เริ่มต้นด้วยแกนหลักที่อิ่มตัว จากนั้นจึงออกแบบชุดอุปกรณ์กันโคลงรอบๆ โซนรับแสงจริง
• รักษาเม็ดสี ความหนาของส่วน และการตกแต่งพื้นผิวโดยเป็นส่วนหนึ่งของสารละลาย UV แทนที่จะใช้การตกแต่ง
• จับคู่การทดสอบแบบเร่งกับสภาพแวดล้อมจริง วงจรภายในและภายนอกไม่สามารถใช้แทนกันได้
• ปกป้องสูตรในระหว่างการประมวลผล เนื่องจากประวัติความร้อนจะกินการป้องกันที่คุณจ่ายไปอย่างเงียบๆ
• เก็บเกรดที่ไม่อิ่มตัวไว้สำหรับชิ้นส่วนที่ได้รับการป้องกัน และใช้ในส่วนที่เศรษฐศาสตร์มีความสำคัญมากกว่าแสงแดด

ทั้งหมดนี้ไม่มีอะไรซับซ้อน แต่ให้รางวัลแก่การวางแผนตั้งแต่เนิ่นๆ เมื่อเลือกเคมีโพลีเมอร์ ระบบสารเติมแต่ง และหน้าต่างกระบวนการเข้าด้วยกัน เทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ที่มีความเสถียรต่อรังสี UV จะสามารถคงความยืดหยุ่นและดูดีได้ตลอดอายุการใช้งานของยานพาหนะ แทนที่จะตลอดอายุของการเรียกร้องการรับประกัน