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汽车内饰材料耐磨性测试探究

作者:未知 更新时间:2017-07-13 浏览次数:
汽车内饰材料耐磨性测试探究

  汽车座椅的耐磨性是业界人士所关注的,合成革是现代汽车座椅设计中纤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涂层织物是目前最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MAR耐磨性测试最初都用于织物起毛/起球性的测试,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/起球的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。
  
  试验及结果
  评价汽车座椅用合成革耐磨性的参数为由表面磨损而引起的合成革表面光泽度的变化。崭新的合成革表面具有一定纹路,并不光滑,经过一段时间的摩擦后,纹路会渐渐消失,材料表面日趋光滑。采用光泽度计(Gloss Meter 60°)测量PU合成革的表面光泽度,通过比较合成革表面磨损前/后的光泽度变化来反映PU革表面的磨损程度。
  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RenaultPSA D44 1073  (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Renault PSA D 441846(纺织品起毛、起球测试)进行,测试仪器型号为M ARTINDALE 103 (4头型)。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60 min),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%。表1列出了两种测试方法所使用的标准摩擦介质的规格。
  观察整个耐磨试验过程,测试中未出现合成革被撕破、变形和表面温度剧烈升高等异常现象。图1为耐磨试验的测试结果,图中MAR1600表示摩擦次数为1600次、MAR3200表T摩擦次数为3200次。另外,应厂商要求,试样信息不予公布,图中用阿拉伯数字表示7种试样编号。
  从图1看出耐磨试验测试结果经过耐磨试验后,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No.l,No.3,No.4,No.7)或与MIE法相当(No.2,No.5,  No.6)。这表明,采用M AR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。图2为典型试样(No.4)的0~1600次MAR耐磨性测试结果。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。
  进一步观察图2可以看到,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),结果见图3。
  从图3可以看到,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((No.5和No.7除外),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。
  在No.5和No.7的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M正测试中使用的标准摩擦介质(规格见表1),对No.5和No.7重新进行MAR试验(0~400次)。从图吐看出,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。更换摩擦介质前/后No.5和No.7的耐磨性测试,结果见图5(试验数据记录方式同图3)。
 

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