合成革用水性聚氨酯成膜結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、目前，聚氨酯(PU)合成革的生產(chǎn)采用溶劑型的生產(chǎn)系統(tǒng)，大量有機(jī)溶劑的使用，不僅污染環(huán)境，而且也嚴(yán)重地?fù)p害了人們的健康，成為了合成革工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的障礙。隨著環(huán)保法規(guī)和人們環(huán)保意識的加強，水性聚氨酯(WPU)合成革技術(shù)成為該領(lǐng)域的研究熱點。但是目前由于WPU在合成革應(yīng)用領(lǐng)域的研究不足，特別是對WPU成膜結(jié)構(gòu)與性能方面研究不夠，導(dǎo)致WPU合成革難以實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。為了解決該問題，論文基于工業(yè)化的生產(chǎn)，設(shè)計實驗方案，采用電子掃描顯微鏡(SEM

2、)、紅外光譜分析(FTIR)、X射線衍射分析(XRD)、伺服拉力試驗機(jī)、織物透濕測量等一系列儀器設(shè)備，對合成革用WPU成膜結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了系統(tǒng)的測試和研究。
　　 論文以WPU合成革生產(chǎn)條件為基礎(chǔ)，研究了WPU成膜溫度對膜性能與結(jié)構(gòu)的影響。研究結(jié)果表明:成膜溫度在0～160℃之間，當(dāng)成膜溫度低于最低成膜溫度(MFFT)時，WPU乳液粒子難以緊密堆積，高分子鏈難以有效纏結(jié)，不能成膜;溫度較低時，水分揮發(fā)速率較低，交聯(lián)度也不足，成膜

3、物理性能較差;溫度太高時，水分蒸發(fā)太快，WPU涂層垂直干燥速度差別太大，產(chǎn)生針孔、暗泡和裂面等缺陷。基于以上理論研究，設(shè)計了“三段干燥法”工藝，分別在80℃-100℃-140℃的條件下干法成膜，在該實驗條件下，制得的水性聚氨酯膜，抗張強度為37.16MPa，斷裂伸長率為1252.95％，透濕率為46.7[g/(m2·24h)]，且膜的耐水洗性能和耐堿解性能均能保持在未處理膜物理性能的80％以上。
　　 論文以WPU干法成膜的工藝

4、和條件為基礎(chǔ)，研究了WPU合成革干法成膜漿料中，增稠劑和水性色膏的使用對膜性能的影響。研究結(jié)果表明:增稠劑的使用可提高漿料黏度，能有效防止合成革加工過程中漿料的飛濺以及流平性問題，但使用過多造成漿料粘度過大，影響漿料的掛圖性能，且膜的物理性能會有所下降，實驗表明干法漿料黏度8000Pa.s時，膜的性能最佳;水性色膏的使用可賦予膜豐富的外觀色彩，用量不足影響膜的遮蓋力，用量過多造成膜的沾色牢度下降，膜的物理性能降低，實驗表明淺色膏用量為1

5、8％左右，深色膏用料為12％左右，膜的性能做好。
　　 論文以WPU起泡成膜的工藝和條件為基礎(chǔ)，研究了WPU合成革起泡成膜的起泡劑的選擇與用量、WPU的固含量、填料的種類以及漿料的黏度對起泡膜的結(jié)構(gòu)和性能的影響。研究結(jié)果表明:陰離子型的表面活性劑發(fā)泡性好，但是穩(wěn)泡性較差，非離子型的表面活性劑發(fā)泡性較差，但是穩(wěn)泡型好;隨著起泡劑用量的增加，WPU漿料的發(fā)泡性和穩(wěn)泡性會逐步提高;隨著WPU的固含量的增加，成膜泡孔細(xì)密，力學(xué)性能提高，

6、成膜厚度增加;隨著WPU粘度的增加，起泡漿料的穩(wěn)定性提高;填料的使用能賦予涂層特殊的功能，且降低生產(chǎn)成本，但是會降低涂層力學(xué)性能和手感。基于以上述理論研究，設(shè)計了“雙轉(zhuǎn)子機(jī)械攪拌起泡”工藝，可制得所需的高品質(zhì)WPU起泡涂層。研究結(jié)果表明:根據(jù)成品要求和特點選擇高固含水性聚氨酯，在漿料中加入10％左右的EcomaF-911起泡劑，可根據(jù)需要加入適當(dāng)?shù)奶盍?，攪拌均勻后加?％左右的增稠劑，進(jìn)行機(jī)械發(fā)泡，使起泡漿料黏度至20000Pa·s，刮

7、涂后按“三段法”工藝干燥，可根據(jù)需要制得高品質(zhì)水性聚氨酯機(jī)械起泡涂層。
　　 論文以WPU干法膜和起泡涂層膜的結(jié)構(gòu)與性能研究為基礎(chǔ)，設(shè)計了WPU超纖沙發(fā)革和WPU超纖鞋面革的工藝配方及工藝條件。根據(jù)此工藝生產(chǎn)的WPU超細(xì)纖維合成革，性能優(yōu)異，達(dá)到了A級產(chǎn)品的要求。
　　 綜上所述，論文詳細(xì)研究了干法成膜和起泡成膜的漿料配方和技術(shù)參數(shù)對成膜性能的影響，闡明了合成革用WPU成膜結(jié)構(gòu)與性能的相關(guān)性，為水性聚氨酯合成革工業(yè)化生產(chǎn)