Испытания общих технических условий полиуретанового искусственной кожи для автомобилей

Испытания общих технических условий полиуретановой искусственной кожи для автомобилей

Введение
Полиуретановая искусственная кожа (ПУ-кожа) является ключевым материалом в автомобильной промышленности, широко используемым для обивки сидений, дверных панелей, рулевых колес, приборных панелей и других интерьерных элементов. Чтобы гарантировать соответствие материала жестким требованиям безопасности, долговечности, комфорта и эстетики, которым он подвергается в процессе эксплуатации автомобиля, проводятся комплексные испытания. Данная статья описывает объекты, области, методы и оборудование, используемые при испытаниях ПУ-кожи согласно общим техническим условиям для автомобильной промышленности.

1. Объекты испытаний
Объектами испытаний являются образцы полиуретановой искусственной кожи, представляющие собой многослойную структуру (как правило):

1. Базовая ткань (подложка): Трикотажное или тканое полотно, обеспечивающее механическую прочность и стабильность.
2. Полиуретановое покрытие:
   • Лицевой слой: Слой ПУ, отвечающий за внешний вид, тактильные ощущения, устойчивость к истиранию и воздействиям среды. Может быть сплошным или пористым ("дышащим").
   • Адгезионный слой: Промежуточный слой, обеспечивающий прочное сцепление между подложкой и лицевым слоем.
3. Готовые изделия: Тестовые образцы, вырубленные из материала, а также (в некоторых специфичных тестах) небольшие готовые детали интерьера, обтянутые испытуемым материалом.

Образцы должны отбираться от представительных партий материала, поставляемого на производство.

2. Область испытаний
Испытания охватывают широкий спектр характеристик, критически важных для автомобильного применения:

1. Механические свойства:
   • Прочность на разрыв и относительное удлинение (в продольном и поперечном направлении).
   • Сопротивление раздиру (начало и распространение).
   • Устойчивость к истиранию (лицевого слоя и подложки).
   • Устойчивость к многократному изгибу (flex cracking).
   • Прочность сцепления слоев (адгезия покрытия к подложке).
   • Твердость поверхности (по Шору).
2. Физические и эксплуатационные свойства:
   • Устойчивость к свету (цветостойкость при УФ-облучении).
   • Устойчивость к тепловому старению (воздействие повышенных температур).
   • Устойчивость к холоду (гибкость при низких температурах).
   • Устойчивость к влаге и влажному теплу (климатические испытания).
   • Устойчивость к химическим реагентам (топливо, масла, тормозная жидкость, чистящие средства, солнцезащитный крем, косметика).
   • Устойчивость к миграции пластификаторов (потенциальное загрязнение стекол).
   • Устойчивость к образованию складок и морщин (после сминания).
   • Огнестойкость (скорость распространения пламени, выделение дыма).
3. Экологические свойства:
   • Испарение летучих органических соединений (VOC, FOG).
   • Содержание запрещенных или ограниченных веществ (тяжелые металлы, фталаты и др. - согласно стандартам типа VDA 278, GADSL).
4. Тактильные и визуальные характеристики:
   • Оценка цвета (по атласам или спектрофотометром).
   • Оценка фактуры поверхности (визуально и тактильно).
   • Оценка глянца.
   • Ощущение руки (handfeel).
5. Производственные свойства:
   • Свариваемость (прочность сварного шва).
   • Склеиваемость (прочность клеевого соединения).

3. Методы испытаний
Методики испытаний основываются на национальных, международных и отраслевых стандартах, а также на внутренних спецификациях производителей автомобилей (OEM). Основные стандарты включают:

• ISO: Серии 3795 (огнестойкость), 5470 (истирание Мартиндейл), 11341 (УФ-старение), 13934 (прочность на разрыв), 13937 (сопротивление раздиру), 20433 (адгезия слоев), 12460-1 (содержание формальдегида) и др.
• EN: Европейские нормы, часто аналогичные ISO или дополняющие их.
• ASTM: D751 (прочность швов покрытых тканей), D3389 (истирание Табера), D4157 (износостойкость колебательным методом), D2240 (твердость по Шору), D523 (глянец), D3514 (устойчивость к пиллингу колебательным методом) и др.
• SAE J: J369 (огнестойкость полимеров в салоне), J1351 (тепловые испытания материалов салона), J2412 (УФ-старение) и др.
• DIN: 75201 (выделение тумана (FOG)), 75202 (испарение VOC), 53359 (адгезия покрытий к текстилю).
• ГОСТ: Российские государственные стандарты на методы определения физико-механических свойств, устойчивости к старению и др.
• VDA: Немецкие стандарты автопрома (VDA 230-206 - термическое старение; VDA 275 - формальдегид; VDA 278 - VOC/FOG; VDA 270 - органолептика).
• GMW: Спецификации General Motors, часто используемые другими производителями.
• Внутренние стандарты OEM: Уникальные методики и требования конкретных автопроизводителей, часто основанные на вышеуказанных стандартах, но с ужесточенными параметрами.

Каждое испытание проводится строго в соответствии с прописанной в стандарте методикой, включая подготовку образцов, условия окружающей среды (температура, влажность), скорость нагружения, время воздействия, параметры оценки.

4. Испытательное оборудование
Для проведения испытаний используется специализированное оборудование:

1. Универсальная испытательная машина: Для измерения прочности на разрыв, относительного удлинения и сопротивления раздиру (с соответствующими зажимами).
2. Машины для испытания на истирание:
   • Табер-абразиметр (Taber Abraser).
   • Абразиметр Мартиндейл (Martindale Abrasion Tester).
   • Абразиметр Шоппера/Вейса (Schopper/Weiss Abrasion Tester).
   • Машины для испытания на устойчивость к пиллингу (oscillatory cylinder, random tumble pilling).
3. Машина для испытания на изгиб (flex tester): Для оценки устойчивости к образованию трещин при многократном изгибе (например, по методу Де Маттиа).
4. Прибор для измерения адгезии слоев (peel tester): Часто интегрирован в универсальную машину, со специальным приспособлением для отслаивания.
5. Камера УФ-старения (Xenon Arc или QUV): Имитирует воздействие солнечного света, дождя и температуры для оценки изменений цвета и физических свойств.
6. Термошкафы и климатические камеры: Для испытаний на тепловое старение, воздействие влажного тепла, холодовые испытания.
7. Приборы для определения огнестойкости:
   • Горизонтальный/вертикальный тестер горючести (по стандартам FMVSS 302, ISO 3795).
   • Калориметры с коническим нагревателем (для измерения выделения дыма и тепла - при более сложных испытаниях).
8. Спектрофотометр: Для объективного измерения координат цвета (Lab*) и цветовых различий (Delta E).
9. Глянцемер: Для измерения степени блеска поверхности.
10. Твердомер: Для измерения твердости лицевого слоя по Шору (типа А).
11. Хроматографы (GC-MS, HPLC): Для анализа выделений VOC, FOG и содержания специфических химических веществ.
12. Камеры воздействия химическими реагентами: Специальные приспособления для нанесения и выдержки химикатов на образцах.
13. Камеры искусственного потоотделения: Для оценки устойчивости к воздействию пота.
14. Приборы для тестирования свариваемости/склеиваемости: Специализированные сварочные аппараты (HF, термоимпульсные) и машины для испытания прочности соединений.

Заключение
Испытания полиуретановой искусственной кожи для автомобилей по общим техническим условиям представляют собой сложный и многоэтапный процесс. Он требует четкого определения объектов (образцов), охвата всех критических областей эксплуатационных характеристик, строгого следования стандартизированным методикам испытаний и использования высокоточного специализированного оборудования. Только комплексный подход к испытаниям позволяет гарантировать, что материал будет соответствовать строжайшим требованиям безопасности, надежности, долговечности и комфорта, предъявляемым к современным автомобильным интерьерам на протяжении всего срока службы автомобиля. Результаты испытаний являются основой для допуска материала в производство и контроля качества поставок.