马丁代尔耐磨仪测试汽车内饰PU合成革耐磨性

马丁代尔耐磨仪测试汽车内饰PU合成革耐磨性

2019-09-05 13:22:46 库尔斯中国 3

涂层织物(以下称合成革)是现代汽车座椅设计中经常采用的三大柔性材料之一,具有近似天然真皮的外观。由于天然真皮资源有限、价格高、加工过程的环保要求高,因此各大汽车生产商纷纷研发汽车内饰用合成革,其中的PU涂层织物是目前较常见的汽车内饰用合成革材料。

耐磨性是评价汽车座椅用PU合成革性能的主要指标之一,现行的测试座椅用合成革耐磨性的方法为MIE耐磨性测试法,多被法国汽车企业采用,摩擦方式为“往返式双向摩擦”,测试时间可分为8、12和16h。由于这种测试方法具有耗时久、摩擦路线单一等缺陷,摩擦效果不理想,因此应寻找一种更有效的耐磨性测试替代方法,以期达到更好的测试效果。

由于MIE耐磨性测试和MARTINDALE(以下简称MAR)耐磨性测试较初都用于织物起毛/起球性测试,两者均采用标准羊毛织物作为摩擦介质,而MAR耐磨性测试法在织物起毛/起球试验中具有非常好的测试效果。例如,MAR测试仪可同时测试多件试样,有利于提高测试效率;另外,试样与摩擦介质之间为低压持续换向摩擦,摩擦相对轨迹为Lissajous轨迹,使得试样各处受摩擦的几率相同,摩擦方向均匀。基于MAR耐磨性测试法的优势,本文将探索用MAR测试法替代MIE测试法测试汽车座椅用合成革耐磨性的可行性。

为了准确评价MIE测试法和MAR测试法对汽车座椅用合成革耐磨性的测试效果,试验所用试样均取自欧洲某知名汽车厂家常用的7种座椅合成革,其样式、质地和性能各不相同,以保证试验结果具有代表性。每种试样均采用MIE和MAR两种不同的测试方法进行耐磨性测试。

MIE耐磨性测试根据标准RenaultPSAD441073(汽车内饰用材料磨损测试)进行,测试时间为8h;MAR耐磨性测试根据标准RenaultPSAD441846(纺织品起毛、起球测试)进行,测试仪器为马丁代尔耐磨仪。根据对PU合成革耐磨性的试验先例,选择重锤质量为1400g,摩擦次数为3200次(约60min),并在1600次(约30min)时记录PU合成革表面的光泽度值。测试条件符合试验标准规定,即温度为23±2℃,湿度为50%±5%。

经过耐磨试验后,所有试样的光泽度变化均大于零,表明试样经摩擦后表面光泽度有了不同程度的提高。而且,MAR法的试验效果明显优于MIE法,即在提高试验效率的前提下,试验前/后试样光泽度的差异明显或与MIE法相当。这表明,采用MAR测试法测试PU合成革的耐磨性,不仅可以提高效率,而且测试结果准确。进一步观察可以看出,PU合成革表面光泽度在前1600次内明显提高,继续试验则表面光泽不再有大的改变,表明试样表面磨损效果趋于稳定。结果表明,可以将PU合成革耐磨性的标准摩擦次数定为1600次。这样,既省时,又能保证测试结果的可靠性。

试样的光泽度在约400次之前上升较快,而后上升趋势减缓。因此,可以尝试将400次作为快速观察材料磨损情况的有效观察点。为了论证这一结论的可行性,对7件试样进行0——400次的MAR摩擦测试,并每隔50次记录材料表面的光泽度值(为更详细观察试验初始时期材料表面光泽度变化情况,在0——100次期间每25次取值一次)。

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试样表面光泽度在300次以前增加很快,在300次和400次之间初次达到了相对稳定状态,这说明将400次作为快速观察材料磨损情况的一个观察点的设想是可行的。总之,在0——400次摩擦之间,试样的表面光泽度迅速上升,表面产生迅速磨损,而在400次之后,试样表面光泽度缓慢增加,磨损速度减缓。

耐磨试验过程中发现摩擦介质表面变得异常粗糙,出现严重的起毛/起球现象,使测试结果不具有代表性。为了解决这一问题,将摩擦介质更换为MIE测试中使用的标准摩擦介质,重新进行MAR试验(0——400次)。更换后的摩擦介质表面不再发生起毛/起球现象,且试验过程稳定。

试验结果表明,用MAR法测试PU合成革的耐磨性是可行的,且测试效果优于现行的MIE测试法。作为一种快速评价PU合成革耐磨性的方法,可以将MAR方法的摩擦次数设置为400次;如果需要得到较为准确的数据,则可将摩擦次数设置为1600次。另外,摩擦介质将影响PU合成革耐磨性的测试结果,关于MAR测试法的摩擦介质选择还需要进行进一步的研究。


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