نوشته‌ها

فرمولاسیون قطعات خودرویی بر پایه رابر EPDM

فرمولاسیون قطعات خودرویی بر پایه رابر EPDM

در بخش های قبلی در ارتباط با مزیت های EPDM های تولید شده با کاتالیست های متالوسنی و کاربردهای آن ها در تولید قطعات خودرویی صحبت هایی شد. پیشنهاد می شود ابتدا به لینک های زیر مراجعه کنید و این نکات را مطالعه کنید و ادامه فرمولاسیون های قطعات خودرویی مبتنی بر EPDM را در این بخش دنبال کنید.

فرمولاسیون EPDM

EPDM متالوسنی

بخش مهمی از قطعات لاستیکی مورد استفاده در تولید خودروها به دلایل مختلفی همچون سبکی، عایق بودن در برابر صوت و گرما، انعطاف و شکل پذیری خوب و مسائلی از این دست، به صورت فوم و در اصطلاح اسفنجی تولید می شوند. از جمله این قطعات نوارهای اسفنجی حاشیه درب خودروها است که نقش مهمی در عایق سازی کابین خودرو در برابر نفوذ مایعات، صدا، گرما، سرما و همچنین جذب ضربات دارند. مهندسی ترین گزینه لاستیکی برای تولید این قطعات EPDM است و تصویر زیر نمونه ای از این قطعات را نشان می دهد.

فرمولاسیون قطعات خودرویی بر پایه رابر EPDM

علاوه بر الزامات عملکردی ذکر شده در بالا، به دلیل اینکه این قطعات در معرض دید کاربر هستند بایستی سطحی کاملا صاف و بدون برآمدگی و شکفتگی (Blooming) داشته باشند. بنابراین در انتخاب گرید EPDM پایه و مجموعه افزودنی های تقویت کننده، فوم زا و پخت بایستی دقت کافی به کار گرفته شود. مهمترین وجه تمایز این کاربری EPDM با دیگر کاربردهای ذکر شده در قبل، قابلیت گرید انتخابی در میزان بازگشت به شکل اولیه و تغییر شکل ندادن در اثر بار وارده از سوی درب خودرو است و در حقیقت مانایی فشار این قطعات بایستی بسیار کم باشد. معمولا EPDM های حاوی زنجیره های پلیمری با شاخه های بلند برای این کاربری استفاده می شوند. سرعت پخت این قطعات نیز بالا باید باشد و بنابراین از گریدهای EPDM با ترپلیمر بالا (High Norbornene) استفاده می شود.

به صورت کلی فرمولاسیون تولید این قطعات شامل اجزا با غلظت های ذکر شده در زیر است.

  • EPDM (Oil extended (10-20 part)): 100-120 part
  • Zinc oxide: 5 part
  • Stearic acid: 2 part
  • Carbon black: 80-100 part
  • Paraffinic oil: 70-90 part
  • Calcium carbonate: 30-50 part
  • Calcium oxide: 5 part
  • Curing agents:
    • MBT: 2 part
    • ZnEDC: 1 part
    • DPTT: 1 part
    • CBS: 1 part
    • TeEDC: 0.3 part
    • Sulfur: 1.5 part

آخرین گروه مهم قطعات خودرویی که EPDM بخش لاستیکی آن ها را تشکیل می دهد، مجموعه شلنگ ها و جنت های انتقال آب مورد استفاده در قطعات زیر کاپوت خودرو است.

فرمولاسیون قطعات خودرویی بر پایه رابر EPDM

مهمترین الزامات این قطعات که EPDM به خوبی آن ها را برآورده می کند، عبارتند از:

  • انعطافپذیری بسیار عالی در دماهای پایین
  • مقاومت حرارتی بالا به دلیل قرارگیری در معرض دمای موتور
  • فرایندپذیر بودن و شکل پذیری خوب
  • حفظ خواص بالا برای طولانی مدت

EPDM های مناسب برای این کاربری بایستی انعطافپذیری خوبی داشته باشند و بتوان آن ها را با روغن به خوبی کامپاند و شکل دهی کرد. سرعت پخت این قطعات معمولی است و درصد کومنومر بالایی نیاز ندارند.

به صورت کلی فرمولاسیون تولید این قطعات شامل اجزا با غلظت های ذکر شده در زیر است.

  • EPDM (Oil extended (10-20 part)): 110 part
  • Zinc oxide: 5 part
  • Stearic acid: 1 part
  • Carbon black: 130 part
  • Paraffinic oil: 65 part
  • Polyethylene glycol (PEG 4000): 1 part
  • Calcium carbonate: 30 part
  • Calcium oxide: 7 part
  • Curing agents:
    • ZnBDC: 1.5 part
    • EU: 0.5 part
    • CBS: 0.5 part
    • TMTD: 0.5 part
    • Sulfur: 0.3 part
    • Dithiodimorpholine: 1.5 part

سختی چنین شلنگی در حدود ۷۰ shore A خواهد بود و مانایی فشار بسیار کمی باید داشته باشد.

پلیمرها، مبدع موکت های عایق صوت خودرو

وجود صداهای مزاحم در کابین خودرو از جمله موارد آزار دهنده سرنشینان و به خصوص راننده خودرو است. بخشی از این صداها مربوط به منابع صوتی بیرون از خودرو، بخشی مربوط به مجموعه قوای محرکه موتور خودرو و در نهایت سهم کوچکی مربوط به کیفیت ادوات و قطعات استفاده شده در تولید خودرو است. اگر کابین خودرو در برابر منابع صوتی بیرون خودرو، مانند صدای ترافیک، وزش باد و دیگر صداهای پیرامونی، و همچنین صدای تولیدی قوای محرکه خودرو، به خوبی عایق سازی شود، آرامش کافی در کابین خودرو برای سرنشینان خودرو فراهم خواهد شد. از این رو گروه مهمی از عایق های صوتی در تولید یک خودرو در بخش های مختلف کابین و بدنه خودرو استفاده می شود. دو گروه اصلی عایق های صوت عبارتند از:

  • شیشه های عایق
  • موکت های عایق

شیشه های عایق در برابر صدا نسل جدیدتر عایق های صوتی هستند، اما موکت های عایق سابقه کاربرد طولانی در تولید خودروها دارند. موکت های عایق صوت خودرویی ترجمه شده عبارت Sound deadener mats هستند و در بخش های مختلف یک خودرو شامل کف، سقف و ستون های کابین، طاقچه عقب، درب ها، حد فاصل داشبورد و موتور، کاپوت و صندوق عقب مطابق تصاویر زیر به کار می روند.

عایق صوت خودرو

عایق صوت خودرو

موکت های عایق صوت خودرویی انواع مختلفی را شامل می شوند. پلیمرها پایه اصلی این محصولات هستند و از نظر ساختار فیزیکی این محصولات می توانند در شکل های فومی و عادی باشند. عایق های صوت فومی معمولا از سه بخش اصلی زیر تشکیل می شوند:

  • لایه زیرین ( به منظور ایجاد بستری برای نگهداری فوم)
  • لایه میانی – فوم ( این لایه معمولا از فوم های پلی یورتانی به منظور ایجاد لایه عایق صوت تشکیل می شود)
  • لایه رویی ( به منظور ایجاد لایه ای برای محافظت از فوم و ایجاد زیبایی بصری برای مجموعه عایق)

پنل عایق صوت خودرو

 

از جمله مهمترین عایق های صوتی که حاوی لایه فوم هستند می توان به طاقچه عقب خودروها اشاره کرد.

اما عایق های عادی و عاری از فوم، حاوی پر کننده های معدنی به جهت افزایش دانسیته محصول و  ایحاد خواص نفوذ ناپذیری در برابر صوت هستند. این عایق های نیز حداقل از سه لایه با مشخصات زیر تشکیل می شوند:

  • لایه زیرین ( معمولا یک موکت پلی استر یا پلی پروپیلنی است)
  • لایه میانی (حاوی پر کننده های معدنی مانند کائولین، باریت، میکا، تالک، کربنات کلسیم، الیاف …)
  • لایه رویی ( به منظور ایجاد زیبایی بصری برای مجموعه عایق)

پنل عایق صوت خودرو

 

 

 

فرایند تولید عایق های حاوی لایه فوم RIM (Reaction Injection Molding) Molding نام دارد و در این فرایند لایه فوم روی سطح لایه پایه تزریق شده و سپس قبل از آغاز مرحله پخت و اعمال فشار، لایه رویی نیز روی مجموعه قرار می گیرد. ( تصویر زیر)

عایق صوت خودرو

 

از جمله رویکردهای نوین در این بخش می توان به استفاده از الیاف طبیعی و پلیمر های طبیعی در ساخت لایه های عایق اشاره کرد. الیاف لیفی مانند بامبو، چوب، نارگیل و … و پلیمرهای طبیعی مانند پلی لاکتیک اسید (PLA) و همچنین پلی استر و پلی پروپیلن های تولید شده از منابع طبیعی، مهمترین مواد اولیه ای هستند که این روزها با توجه به نگرانی های زیست محیطی در ارتباط با استفاده از پلیمرها، برای تولید عایق های صوت مورد توجه قرار گرفته اند.