উচ্চ কর্মক্ষমতা সম্পন্ন স্বয়ংচালিত হ্যান্ডরেলের জন্য পলিউরেথেন আধা-কঠিন ফোমের প্রস্তুতি এবং বৈশিষ্ট্য।
গাড়ির ভেতরের আর্মরেস্ট কেবিনের একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ, যা দরজা ধাক্কা দেওয়া ও টানা এবং গাড়ির ভেতরে থাকা ব্যক্তির হাত রাখার ভূমিকা পালন করে। জরুরি অবস্থায়, যখন গাড়ি এবং হ্যান্ডরেলের মধ্যে সংঘর্ষ হয়, তখন পলিইউরেথেন নরম হ্যান্ডরেল এবং পরিবর্তিত পিপি (পলিপ্রোপিলিন), এবিএস (পলিঅ্যাক্রাইলোনাইট্রাইল-বিউটাডাইন-স্টাইরিন) ও অন্যান্য শক্ত প্লাস্টিকের হ্যান্ডরেল ভালো স্থিতিস্থাপকতা ও বাফার প্রদান করতে পারে, যার ফলে আঘাতের ঝুঁকি কমে যায়। পলিইউরেথেন নরম ফোমের হ্যান্ডরেল হাতে ভালো অনুভূতি এবং সুন্দর পৃষ্ঠতল প্রদান করতে পারে, যার ফলে ককপিটের আরাম ও সৌন্দর্য বৃদ্ধি পায়। তাই, অটোমোবাইল শিল্পের বিকাশ এবং গাড়ির ভেতরের উপকরণের প্রতি মানুষের চাহিদার উন্নতির সাথে সাথে, গাড়ির হ্যান্ডরেলে পলিইউরেথেন নরম ফোমের সুবিধাগুলো আরও বেশি স্পষ্ট হয়ে উঠছে।
তিন ধরনের পলিউরেথেন নরম হ্যান্ডরেল রয়েছে: উচ্চ স্থিতিস্থাপক ফোম, স্ব-আবৃত ফোম এবং আধা-শক্ত ফোম। উচ্চ স্থিতিস্থাপক হ্যান্ডরেলের বাইরের পৃষ্ঠটি পিভিসি (পলিভিনাইল ক্লোরাইড) আবরণে ঢাকা থাকে এবং এর ভিতরে পলিউরেথেন উচ্চ স্থিতিস্থাপক ফোম থাকে। ফোমের সাপোর্ট তুলনামূলকভাবে দুর্বল, শক্তি তুলনামূলকভাবে কম এবং ফোম ও আবরণের মধ্যে সংযোগ তুলনামূলকভাবে অপর্যাপ্ত। স্ব-আবৃত হ্যান্ডরেলে একটি ফোমের কোর স্তর থাকে, খরচ কম, ইন্টিগ্রেশনের মাত্রা বেশি এবং এটি বাণিজ্যিক যানবাহনে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, কিন্তু এর পৃষ্ঠের শক্তি এবং সামগ্রিক আরামের বিষয়টি বিবেচনা করা কঠিন। আধা-শক্ত আর্মরেস্ট পিভিসি আবরণে ঢাকা থাকে, এই আবরণটি ভালো স্পর্শ ও চেহারা প্রদান করে এবং এর ভেতরের আধা-শক্ত ফোমের চমৎকার অনুভূতি, আঘাত প্রতিরোধ ক্ষমতা, শক্তি শোষণ এবং বার্ধক্য প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে, তাই এটি যাত্রীবাহী গাড়ির অভ্যন্তরে আরও বেশি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হচ্ছে।
এই গবেষণাপত্রে, গাড়ির হ্যান্ডরেলের জন্য পলিইউরেথেন সেমি-রিজিড ফোমের মৌলিক ফর্মুলা ডিজাইন করা হয়েছে এবং এর ভিত্তিতে এর উন্নয়ন নিয়ে অধ্যয়ন করা হয়েছে।
পরীক্ষামূলক বিভাগ
প্রধান কাঁচামাল
পলিইথার পলিওল এ (হাইড্রোক্সিল মান ৩০ ~ ৪০ মিগ্রা/গ্রাম), পলিমার পলিওল বি (হাইড্রোক্সিল মান ২৫ ~ ৩০ মিগ্রা/গ্রাম) : ওয়ানহুয়া কেমিক্যাল গ্রুপ কোং, লিমিটেড। পরিবর্তিত এমডিআই [ডাইফিনাইলমিথেন ডাইআইসোসায়ানেট, w(NCO) ২৫%~৩০%], যৌগিক অনুঘটক, ওয়েটিং ডিসপারসেন্ট (এজেন্ট ৩), অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট এ: ওয়ানহুয়া কেমিক্যাল (বেইজিং) কোং, লিমিটেড, মাইতো, ইত্যাদি; ওয়েটিং ডিসপারসেন্ট (এজেন্ট ১), ওয়েটিং ডিসপারসেন্ট (এজেন্ট ২) : বাইকে কেমিক্যাল। উপরের কাঁচামালগুলো শিল্প মানের। পিভিসি লাইনিং স্কিন: চাংশু রুইহুয়া।
প্রধান সরঞ্জাম এবং যন্ত্রপাতি
Sdf-400 টাইপ হাই-স্পিড মিক্সার, AR3202CN টাইপ ইলেকট্রনিক ব্যালেন্স, অ্যালুমিনিয়াম মোল্ড (১০সেমি×১০সেমি×১সেমি, ১০সেমি×১০সেমি×৫সেমি), 101-4AB টাইপ ইলেকট্রিক ব্লোয়ার ওভেন, KJ-1065 টাইপ ইলেকট্রনিক ইউনিভার্সাল টেনশন মেশিন, 501A টাইপ সুপার থার্মোস্ট্যাট।
মৌলিক সূত্র এবং নমুনার প্রস্তুতি
আধা-কঠিন পলিউরেথেন ফোমের মৌলিক গঠন সারণি ১-এ দেখানো হয়েছে।
যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য পরীক্ষার নমুনার প্রস্তুতি: ডিজাইন সূত্র অনুযায়ী কম্পোজিট পলিইথার (উপাদান A) প্রস্তুত করা হয়, একটি নির্দিষ্ট অনুপাতে পরিবর্তিত MDI-এর সাথে মেশানো হয়, একটি উচ্চ-গতির আলোড়ন যন্ত্র (৩০০০ আর/মিনিট) দিয়ে ৩~৫ সেকেন্ড নাড়ানো হয়, তারপর ফোম তৈরির জন্য সংশ্লিষ্ট ছাঁচে ঢালা হয় এবং একটি নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে ছাঁচটি খুলে অর্ধ-কঠিন পলিউরেথেন ফোমের ছাঁচে তৈরি নমুনাটি পাওয়া যায়।
বন্ধন কর্মক্ষমতা পরীক্ষার জন্য নমুনা প্রস্তুতকরণ: ছাঁচের নিচের ডাই-তে পিভিসি আবরণের একটি স্তর রাখা হয়, এবং সংযুক্ত পলিইথার ও পরিবর্তিত এমডিআই আনুপাতিক হারে মিশিয়ে একটি উচ্চ-গতির নাড়ানি যন্ত্র (৩০০০ আর/মিনিট) দিয়ে ৩~৫ সেকেন্ড নাড়ানো হয়, তারপর আবরণটির উপরিভাগে ঢেলে দেওয়া হয় এবং ছাঁচটি বন্ধ করে দেওয়া হয়, এবং একটি নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে আবরণসহ পলিউরেথেন ফোমটি গঠিত হয়।
কর্মক্ষমতা পরীক্ষা
যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য: ISO-3386 স্ট্যান্ডার্ড পরীক্ষা অনুযায়ী ৪০% CLD (সংকোচন কাঠিন্য); ISO-1798 স্ট্যান্ডার্ড অনুযায়ী প্রসার্য শক্তি এবং ভাঙ্গন প্রসারণ পরীক্ষা করা হয়; ISO-8067 স্ট্যান্ডার্ড অনুযায়ী ছিঁড়ে যাওয়ার শক্তি পরীক্ষা করা হয়। বন্ধন কর্মক্ষমতা: একটি OEM-এর স্ট্যান্ডার্ড অনুযায়ী চামড়া ছাড়ানো এবং ফোম ১৮০° কোণে স্থাপন করার জন্য ইলেকট্রনিক ইউনিভার্সাল টেনশন মেশিন ব্যবহার করা হয়।
বার্ধক্যজনিত কর্মক্ষমতা: OEM-এর আদর্শ তাপমাত্রা অনুযায়ী ১২০℃ তাপমাত্রায় ২৪ ঘণ্টা বার্ধক্যের পর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং বন্ধন বৈশিষ্ট্যের ক্ষয় পরীক্ষা করুন।
ফলাফল এবং আলোচনা
যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য
মৌলিক ফর্মুলায় পলিইথার পলিওল A এবং পলিমার পলিওল B-এর অনুপাত পরিবর্তনের মাধ্যমে, আধা-অনমনীয় পলিউরেথেন ফোমের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের উপর বিভিন্ন পলিইথার ডোজের প্রভাব অনুসন্ধান করা হয়েছে, যা সারণি ২-এ দেখানো হয়েছে।
সারণি ২-এর ফলাফল থেকে দেখা যায় যে, পলিইথার পলিওল A এবং পলিমার পলিওল B-এর অনুপাত পলিউরেথেন ফোমের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের উপর একটি উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে। যখন পলিইথার পলিওল A এবং পলিমার পলিওল B-এর অনুপাত বৃদ্ধি পায়, তখন ভাঙন প্রসারণ বৃদ্ধি পায়, সংকোচন কাঠিন্য একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে হ্রাস পায় এবং প্রসার্য শক্তি ও ছিঁড়ে যাওয়ার শক্তি সামান্য পরিবর্তিত হয়। পলিউরেথেনের আণবিক শৃঙ্খল প্রধানত নরম অংশ এবং কঠিন অংশ নিয়ে গঠিত, যেখানে নরম অংশটি পলিওল থেকে এবং কঠিন অংশটি কার্বামেট বন্ধন থেকে আসে। একদিকে, দুটি পলিওলের আপেক্ষিক আণবিক ওজন এবং হাইড্রোক্সিল মান ভিন্ন, অন্যদিকে, পলিমার পলিওল B হলো অ্যাক্রিলোনাইট্রাইল এবং স্টাইরিন দ্বারা পরিবর্তিত একটি পলিইথার পলিওল, এবং বেনজিন বলয়ের উপস্থিতির কারণে শৃঙ্খল অংশের দৃঢ়তা উন্নত হয়, কিন্তু পলিমার পলিওল B-তে ছোট আণবিক পদার্থ থাকে, যা ফোমের ভঙ্গুরতা বাড়িয়ে দেয়। যখন পলিইথার পলিওল A ৮০ ভাগ এবং পলিমার পলিওল B ১০ ভাগ হয়, তখন ফোমের সামগ্রিক যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য আরও ভালো হয়।
বন্ডিং সম্পত্তি
যেহেতু হ্যান্ডরেলে ঘন ঘন চাপ পড়ে, তাই ফোম এবং আবরণ উঠে গেলে এটি ব্যবহারকারীদের আরাম উল্লেখযোগ্যভাবে কমিয়ে দেয়। একারণে, পলিউরেথেন ফোম এবং আবরণের বন্ধন ক্ষমতা যাচাই করা প্রয়োজন। উপরোক্ত গবেষণার ভিত্তিতে, ফোম এবং আবরণের আসঞ্জন বৈশিষ্ট্য পরীক্ষা করার জন্য বিভিন্ন ওয়েটিং ডিসপারসেন্ট যোগ করা হয়েছিল। ফলাফলগুলো সারণি ৩-এ দেখানো হয়েছে।
সারণি ৩ থেকে দেখা যায় যে, বিভিন্ন ওয়েটিং ডিসপারসেন্ট ফোম এবং ত্বকের মধ্যকার পিলিং ফোর্সের উপর সুস্পষ্ট প্রভাব ফেলে: অ্যাডিটিভ ২ ব্যবহারের পর ফোম ভেঙে যায়, যা অ্যাডিটিভ ২ যোগ করার পর ফোমের অতিরিক্ত খুলে যাওয়ার কারণে হতে পারে; অ্যাডিটিভ ১ এবং ৩ ব্যবহারের পর, ব্ল্যাঙ্ক নমুনার স্ট্রিপিং স্ট্রেংথ কিছুটা বৃদ্ধি পায়, এবং অ্যাডিটিভ ১-এর স্ট্রিপিং স্ট্রেংথ ব্ল্যাঙ্ক নমুনার চেয়ে প্রায় ১৭% বেশি, এবং অ্যাডিটিভ ৩-এর স্ট্রিপিং স্ট্রেংথ ব্ল্যাঙ্ক নমুনার চেয়ে প্রায় ২৫% বেশি। অ্যাডিটিভ ১ এবং অ্যাডিটিভ ৩-এর মধ্যে এই পার্থক্যের প্রধান কারণ হলো পৃষ্ঠতলে কম্পোজিট উপাদানের ওয়েটেবিলিটির পার্থক্য। সাধারণত, কঠিন বস্তুর উপর তরলের ওয়েটেবিলিটি মূল্যায়ন করার জন্য, কন্টাক্ট অ্যাঙ্গেল হলো পৃষ্ঠতলের ওয়েটেবিলিটি পরিমাপের একটি গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার। তাই, উপরোক্ত দুটি ওয়েটিং ডিসপারসেন্ট যোগ করার পর কম্পোজিট উপাদান এবং ত্বকের মধ্যকার কন্টাক্ট অ্যাঙ্গেল পরীক্ষা করা হয়েছিল, এবং এর ফলাফল চিত্র ১-এ দেখানো হয়েছে।
চিত্র ১ থেকে দেখা যায় যে, ব্ল্যাঙ্ক নমুনার সংস্পর্শ কোণ সবচেয়ে বেশি, যা ২৭°, এবং সহায়ক উপাদান ৩-এর সংস্পর্শ কোণ সবচেয়ে কম, যা মাত্র ১২°। এটি দেখায় যে, অ্যাডিটিভ ৩-এর ব্যবহার যৌগিক উপাদান এবং ত্বকের ভেদ্যতা অনেকাংশে উন্নত করতে পারে এবং এটি ত্বকের উপরিভাগে সহজে ছড়িয়ে পড়ে, তাই অ্যাডিটিভ ৩-এর ব্যবহারে পিলিং ফোর্স সবচেয়ে বেশি হয়।
পুরোনো সম্পত্তি
গাড়িতে হ্যান্ডরেল পণ্যগুলো চাপা থাকে এবং এগুলো ঘন ঘন সূর্যালোকের সংস্পর্শে আসে। তাই, পলিউরেথেন সেমি-রিজিড হ্যান্ডরেল ফোমের বার্ধক্য প্রতিরোধ ক্ষমতা আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় যা বিবেচনা করতে হয়। এজন্য, বেসিক ফর্মুলার বার্ধক্য প্রতিরোধ ক্ষমতা পরীক্ষা করা হয়েছিল এবং এর উন্নতির জন্য একটি গবেষণা চালানো হয়েছিল, যার ফলাফল সারণি ৪-এ দেখানো হয়েছে।
সারণি ৪-এর তথ্য তুলনা করে দেখা যায় যে, ১২০℃ তাপমাত্রায় তাপীয় বার্ধক্যের পর মূল ফর্মুলার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং বন্ধন বৈশিষ্ট্য উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছে: ১২ ঘণ্টা বার্ধক্যের পর, ঘনত্ব (নিচে একই) ব্যতীত বিভিন্ন বৈশিষ্ট্যের ক্ষতি ১৩%~১৬%; ২৪ ঘণ্টা বার্ধক্যের পর কার্যক্ষমতার ক্ষতি ২৩%~২৬%। এটি নির্দেশ করে যে মূল ফর্মুলার তাপীয় বার্ধক্য বৈশিষ্ট্য ভালো নয়, এবং ফর্মুলার সাথে 'এ' শ্রেণীর অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট 'এ' যোগ করে মূল ফর্মুলার তাপীয় বার্ধক্য বৈশিষ্ট্য সুস্পষ্টভাবে উন্নত করা যায়। একই পরীক্ষামূলক পরিস্থিতিতে অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট 'এ' যোগ করার পর, ১২ ঘণ্টা পরে বিভিন্ন বৈশিষ্ট্যের ক্ষতি ছিল ৭%~৮%, এবং ২৪ ঘণ্টা পরে বিভিন্ন বৈশিষ্ট্যের ক্ষতি ছিল ১৩%~১৬%। যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের এই হ্রাস মূলত তাপীয় বার্ধক্য প্রক্রিয়ার সময় রাসায়নিক বন্ধন ভাঙন এবং সক্রিয় মুক্ত মূলক দ্বারা সৃষ্ট ধারাবাহিক শৃঙ্খল প্রতিক্রিয়ার কারণে ঘটে, যার ফলে মূল পদার্থের গঠন বা বৈশিষ্ট্যে মৌলিক পরিবর্তন আসে। একদিকে, ফোমের নিজস্ব যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের অবনতির কারণে বন্ধন কর্মক্ষমতা হ্রাস পায়, অন্যদিকে, পিভিসি আবরণে প্রচুর পরিমাণে প্লাস্টিসাইজার থাকে এবং তাপীয় অক্সিজেন বার্ধক্য প্রক্রিয়ার সময় এই প্লাস্টিসাইজারটি পৃষ্ঠে চলে আসে। অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট যোগ করলে এর তাপীয় বার্ধক্য প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত হতে পারে, কারণ অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট নতুন সৃষ্ট ফ্রি র্যাডিকেল দূর করতে পারে, পলিমারের জারণ প্রক্রিয়াকে বিলম্বিত বা প্রতিহত করতে পারে, যার ফলে পলিমারের মূল বৈশিষ্ট্য বজায় থাকে।
ব্যাপক কর্মক্ষমতা
উপরোক্ত ফলাফলের ভিত্তিতে সর্বোত্তম ফর্মুলাটি ডিজাইন করা হয়েছিল এবং এর বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য মূল্যায়ন করা হয়েছিল। ফর্মুলাটির কার্যকারিতা সাধারণ পলিউরেথেন হাই রিবাউন্ড হ্যান্ডরেল ফোমের সাথে তুলনা করা হয়েছিল। ফলাফল টেবিল ৫-এ দেখানো হয়েছে।
সারণি ৫ থেকে দেখা যায় যে, সর্বোত্তম আধা-কঠিন পলিউরেথেন ফোম ফর্মুলার কার্যকারিতা মৌলিক এবং সাধারণ ফর্মুলাগুলোর তুলনায় কিছু নির্দিষ্ট সুবিধা প্রদান করে, এবং এটি অধিকতর ব্যবহারিক ও উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন হ্যান্ডরেলের প্রয়োগের জন্য অধিকতর উপযুক্ত।
উপসংহার
পলিইথারের পরিমাণ সমন্বয় করে এবং উপযুক্ত ওয়েটিং ডিসপারসেন্ট ও অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট নির্বাচনের মাধ্যমে সেমি-রিজিড পলিউরেথেন ফোমকে ভালো যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, চমৎকার তাপ সহনশীলতা ইত্যাদি প্রদান করা যায়। ফোমের এই চমৎকার কার্যকারিতার উপর ভিত্তি করে, এই উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন পলিউরেথেন সেমি-রিজিড ফোম পণ্যটি গাড়ির হ্যান্ডরেল এবং ইন্সট্রুমেন্ট টেবিলের মতো বাফার উপকরণ হিসেবে প্রয়োগ করা যেতে পারে।
পোস্ট করার সময়: ২৫-জুলাই-২০২৪
