کنترل کیفیت فوم فیلتر هوا پلی یورتانی

به عنوان مانع در برابر ذرات گرد و غبار هوا باشد و در عین حال، اجازه عبور جریان هوا را به موتور خودرو بدهد. بدون فیلتر، ذرات گرد و غبار می توانند باعث فرسایش خودرو شوند و عملکرد آن را تضعیف کنند و در نهایت می توانند منجر به آسیب جدی به موتور شود.

فیلتر هوا خودرو دو کارکرد را انجام می دهد:

1. از ورود گرد و غبار جلوگیری می کند و نقش درزگیر را ایفا می کند.
2. کاغذ فیلتر را نگه می دارد و عملکرد ساختاری نیز دارد.

امروزه عمدتا از یورتان به عنوان ماده اولیه برای تولید فیلتر استفاده می شود؛ یورتان بر خلاف لاستیک (که می تواند در تولید فیلترهای هوا بکار رود)، دوام و ماندگاری بیشتری دارد و در مقابل حرارت، مقاومت بیشتری را از خود نشان می دهد. همچنین، یورتان با گذشت زمان، مانند لاستیک دچار تخریب و ترک خوردگی نمی شود. این ماده را در محدوده گسترده تری از دماها می توان فرآیند کرد و این بدین معنی است که زمانی که دما به شدت کاهش یابد، یورتان حالت شکننده پیدا نمی کند و دچار شکست نمی شود.

فیلترها انواع متفاوتی از جمله مسطح و دایره ای (به شکل استوانه ای هستند) دارند و با توجه به کاربرد در انواع خودروهای سواری (سبک یا سنگین) بکار می روند، از آنجایی که این فیلترها اندازه و شکل های متفاوتی دارند هنگام انتخاب فیلتر مناسب این نکته باید مد نظر قرار گیرد که هر فیلتر باید بتواند فشاری را که در شرایط مصرف به آن اعمال می شود تحمل و تمامیت خود را حفظ کند. از طرفی، فرآورش پلی یورتان به پارامترهای متنوعی علاوه بر مواد اولیه سازنده آن برای دستیابی به خواص نهایی مورد نیاز از جمله مورفولوژی و خواص فیزیکی جدا از نواقص ظاهری بسیار حساس است.

 

تعدادی از آزمون های متداول برای بررسی کیفیت فوم فیلتر هوا پلی یورتانی

امروزه عمده فوم های فلیتر هوا خودرو عموما از فوم پلی یورتان ساخته می شوند و آزمون های زیر می تواند بر روی آنها صورت گیرد:

• چگالی آزاد

در آزمون لیوانی، نمونه پلی یورتان مایع به درون لیوان ریخته می شوند، سپس فوم رشد می کند و ارتفاع آن از لبه لیوان خارج می شود. با کامل شدن رشد فوم، کافی است که مقداری از فوم که از لبه لیوان خارج شده را برش زد و نمونه داخل لیوان را وزن کرد. چگالی آزاد فوم، حاصل تقسیم وزن نمونه داخل لیوان به حجم لیوان است. این آزمون براساس استاندارد ASTM D1622-08 انجام می شود.

 

• سختی سنجی

به کمک این آزمون سختی نمونه بررسی می شود. سختی طبق استاندارد ASTM D2240 در مقیاس shore A و shore 00 می تواند اندازه گیری شود. زمانی که سختی روی نمونه اصلی اندازه گیری شود از آنجایی که چگالی مواد به خصوص در گوشه ها می تواند متغیر باشد، سختی سنجی روشی چندان دقیق نیست. از این رو، قرصی از نمونه با ابعاد استاندارد تهیه می گردد و سختی چند نقطه از این قرص، اندازه گیری و سپس میانگین گرفته می شود.

 

• مانایی فشاری

به کمک آزمون مانایی فشاری، رفتار و عملکرد فوم فیلتر تحت فشار و دما بررسی می شود. پلی یورتان تا 50% ارتفاع اولیه خود برای مدت زمان و دمای مشخصی (70 درجه سانتیگراد یا بیشتر) فشرده شده و سپس فرصت بازیابی به آن داده می شود. با استفاده از فرمول زیر مقدار مانایی فشاری محاسبه می گردد:

که در رابطه فوق، t₀ ضخامت اولیه و t_f ضخامت نهایی نمونه است.

 

• مقاومت به تغییر شکل

در این آزمون، مقاومت به تغییر شکل در کوتاه مدت مورد بررسی قرار می گیرد. این کار به کمک سختی سنج، یا به کمک آزمون اعمال نیروی فشاری مطابق با استاندارد ASTM D1056 ارزیابی می شود. مطابق با این آزمون، نمونه تا 25% ارتفاع اولیه خود (ضخامت)، تحت فشار قرار می گیرد و نیرو اندازه گیری می شود.

 

• قابلیت فشردگی

این آزمون، رفتار فوم را با توجه به استاندارد ASTM F36 در کوتاه مدت بررسی می کند که پیش از آن تحت تنش یا حرارت به صورت دوره ای قرار گرفته بود. قطعه ای از نمونه پلی یورتانی به حالت صفحه ای برش می خورد و سپس بین دو صفحه تحت نیروی 4.4 نیوتن به مدت 15 ثانیه قرار داده می شود (پیش بار)، پس از آن نیروی اعمالی به 351 نیوتن و مدت زمان به 60 ثانیه تغییر می کند؛ بعد از گذشت این مدت زمان، نمونه دوباره تحت حالت پیش بار اولیه قرار داده می شود (شرایط بازیابی). میزان فشردگی در هر مرحله اندازه گیری می شود. به کمک فرمول زیر می توان قابلیت فشردگی فوم را محاسبه نمود:

در فرمول بالا، P ضخامت نمونه در حالت پیش بار اولیه، M ضخامت نمونه تحت اعمال تنش اصلی است.

با وجود اینکه قابلیت فشردگی و مانایی فشاری مشابه با یکدیگر هستند، ضخامت اولیه نمونه ها به صورت متفاوتی اندازه گیری می شود (یکی از آنها تحت حالت پیش بار بررسی می شود و دیگری اینگونه نیست)، و نمونه ها و تاریخچه دمایی و تنشی متفاوتی را تجربه می کنند.

 

• بازیابی

پس از آزمون قابلیت فشردگی، بازیابی نمونه ها مورد مطالعه قرار می گیرد و بدین منظور از رابطه زیر استفاده می شود:

در معادله فوق، P ضخامت نمونه در حالت پیش بار اولیه، M ضخامت نمونه تحت اعمال تنش اصلی و R ضخامت نمونه پس از فرآیند بازیابی است.

 

در نهایت می توان گفت که فوم پلی یورتان از آنجایی که به خوبی فضای قالب را پر می کند و فیلتری که شکل می گیرد ابعاد دقیقی دارد، به عنوان ماده ای مناسب برای درزگیری در فیلتر هوا بکار می رود. این محصول در شرکت ایمن پلیمر شیمی طراحی و تولید شده است؛ جهت کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان ما در ارتباط باشید.