Около 900 000 тона полиуретан (PU) са използвани през 1996 г. в автомобилната индустрия. Семеен автомобил съдържа около 18 кг PU, докато луксозен автомобил използва около 30 кг от този материал. Според източници ICI полиуретани тези цифри ще надхвърлят един милион тона през 2000 г. и потреблението ще продължи да расте през следващия век.

разширява

Част от успеха на PU е способността му да се произвежда по много различни начини, като гъвкави пяни (плътност 30 kg/m3) или твърди и твърди пластмаси (1,220 kg/m3 плътност). Много други свойства могат да бъдат пригодени по време на фазата на разработка, за да се отговори на специфичните условия, които всеки производител на автомобили може да има за различните приложения.

ICI работи в тясно сътрудничество с производителите на автомобили и трансформаторите на части по целия свят, за да разработи PU системи за нови приложения и за съществуващи такива, но които се произвеждат с различни материали.

Най-важният ръст ще бъде в областта на акустичното затихване, последвано от подсистеми като панели на вратите, волани и табла. Днес полиуретанът вече се използва рутинно в седалките, въпреки че трябва също така да се отбележи, че неотдавнашният напредък в свойствата на материала води до значителен напредък в комфорта на пътниците и пилотите, както и по-дълъг живот на седалките.

Намаляване на шума

Прекомерният шум има конотации както на комфорт, така и на безопасност, особено за водача. Ефектите варират от обикновена неясна реч до въздействието на шума върху умората. Някои материали акустично изолират и абсорбират шума, генериран от двигателя, окачването или колелата, но не трябва да забравяме, че тяхното задължение е да отговарят на тези изисквания, без това да повлияе на теглото на автомобила или цената.


Фигура 1 Формован профил с тактилна пяна и композит, насочен към намаляване на шума вътре в автомобила

Тъй като по-голямата част от шума се предава от долната страна на автомобила или през входната врата, проучване от ICI в областта на акустиката те се фокусират основно върху тези области. Постигнат е известен успех при адаптирането на системите против шум към различни автомобили, благодарение на комбинацията от специализирани полиуретанови пяни, с техники, които отчитат акустичните характеристики на всеки тип превозно средство. Това изследване е накарало компанията да разработи гама шумозаглушаващи PU пяни със значително подобрена производителност и които са лесни за интегриране в автомобила. Акустичните свойства на пяната могат да бъдат адаптирани към всеки специфичен шум и след това да бъдат формовани с многослойна композитна подложка в един процес.

Оформянето на пяната така, че да пасва на профила на пода на автомобила, подобрява ефективността на абсорбиране на композита чрез оптимален контакт с повърхността на пода. Това може да бъде допълнително подобрено чрез използване на PU пяна, проектирана да има адхезивна повърхност. В този случай той се придържа директно към земята, като елиминира възможните въздушни мехурчета, които могат да намалят антишумовия ефект на цялата система. Адхезивният PU също може да отстрани тежките битумни компоненти, традиционно използвани в повечето превозни средства.

Въпреки че компютъризираната „карта“ на акустиката е направена в ранните етапи от развитието, първите резултати демонстрират големия потенциал на тази техника както за интериора на автомобила, така и за приложенията под капака.

Дизайнът на автомобилните седалки получава все по-голямо внимание от производителите на автомобили. Доказано е, че стилът на седалката, комфортът и безопасността допринасят за първия естетически ефект на автомобила и осигуряват по-голяма удовлетвореност на клиентите, докато тяхната издръжливост може да се отрази в остатъчната стойност на автомобила.

Последните разработки, най-вече в Европа, виждат преминаване от TDI (толуен-диизоцианат) технология за горещо втвърдяване към MDI-базирана технология за втвърдяване (метилен-дифенилен-диизоцианат) и TDI. Тази най-нова технология има предимството от по-ниските разходи за плесен и по-ниската консумация на енергия, както и по-малко отпадъчни материали. Друго голямо предимство на MDI е, че пяната може да се формова на тънки участъци, като същевременно запазва своите еластични свойства и отлични свойства на пълзене, фактори, които влияят на комфорта и издръжливостта на продукта.

Основната функция на седалката е да осигурява комфорт на пътниците както в статични, така и в динамични условия. Статичното усещане изисква висока устойчивост с гладка повърхност и добра твърдост за големи тежести. Именно динамичният комфорт може да се счита за ключов. Следователно възможността за приспособяване на всички MDI PU пяни към специфични динамични изисквания е подходящо предимство.

ICI разработи техники за компютърно моделиране, които могат да симулират динамичното поведение на седалка от пяна. Те вземат предвид необходимите фактори, за да могат да изберат MDI пяната, която се приспособява към характерните вибрации на автомобила.

Постигнат е и много напредък в намаляването на теглото. Най-новите MDI PU системи могат да намалят плътността на седалките от 60 кг/м3 (типична цифра през 1990 г.) до 32 кг/м3 през 1997 г. Подобрените свойства на пяната също позволяват намаляване на обема на седалката, без да губят нито един от свойствата, които производителите на автомобили изискват.


Фигура 2 Вътрешни облицовки SRIM PU, базирани на MDI с висока якост и ниска плътност, предлагат значителни икономии на тегло в сравнение с конвенционалните материали.

Друг аспект, не по-малко важен от предишните, е фактът, че намаляването на обема на пяната също допринася за по-ниски разходи. ICI стартира поредица от програми с някои доставчици за разработване на концепция за седалка с нисък обем пяна и следователно ниска цена, но с високи нива на комфорт и издръжливост, обикновено свързани с MDI технологията.

Компоненти

Предимствата на гъвкавостта и теглото на всички полиуретани, базирани на MDI, изместват други конвенционални пластмаси в приложенията на интериорните компоненти. Някои приложения са меки на допир волани, табла или табла, панели на врати, тави или обшивка. Пасивната безопасност може да бъде подобрена и чрез въвеждане на абсорбираща енергия полиуретанова пяна (първоначално разработена за монтиране на брони) в структурни интериорни компоненти или облицовъчни части. Това включва системи за защита от челен и страничен удар. Очаква се значителен ръст в тази област, особено след като производителите на автомобили преминават към нови стандарти за безопасност, като FMVSS 201.

Воланите използват интегрирани PU пяни, които осигуряват меко докосване и могат да бъдат произведени в голямо разнообразие от повърхностни текстури и цветове. Процесът за тези части също позволява формоването на пяната с различни вложки, като капаци за въздушна възглавница, като същевременно прави възможно получаването на широка гама от различни форми чрез промяна на дебелината на секциите.

Що се отнася до таблата, тъй като производителите изискват по-високо качество при моделите от по-нисък клас, важно е да се отговори на необходимостта да се произвеждат на ниска цена, с по-леки и тънки структури, с меко усещане и които могат да включват аксесоари. Като например на въздушна възглавница за втори пилот. Често срещаният дизайн съчетава декоративна външна обвивка със структурен компонент, обединен от полутвърда PU пяна. Външните кожи могат да бъдат направени от PVC, ABS/PVC сплави, TPO листове или отскоро полиуретан. Последният материал има добър потенциал да измести традиционните материали като PVC.

Що се отнася до структурната част на контролния панел, той може да бъде направен от полипропилен, ABS или, все по-често, SRIM PU пяна (Формовано инжектиране на структурна реакция) подсилен с фибростъкло. Най-новите разработки в PU RRIM (Подсилена реакция Инжекционно формован) и SRIM пяните водят до тяхното разширяване в много части от интериора на автомобила. Основното предимство е значително намаляване на теглото. Като заместител на ABS в панелите на вратите, например, той може да намали стъпалото с до 4 кг.

RRIM и SRIM предлагат и голяма дизайнерска свобода, особено заради отличната си структурна здравина, термична стабилност и устойчивост на влага.