水性聚氨酯合成革物理性能分析

一、力學(xué)性能分析

從下表水性與溶劑型合成革物理檢測(cè)數(shù)據(jù)中可以看出，通過(guò)配方的設(shè)計(jì)優(yōu)化、合理的工藝控制，水性聚氨酯合成革剝離強(qiáng)度完全可以達(dá)到溶劑型聚氨酯合成革指標(biāo)，也能具有良好的涂層抗剝離物性。

從耐磨性上看，采用WPU-HBP改性的水性聚氨酯作為合成革面層樹(shù)脂，其耐磨程度較溶劑型聚氨酯合成革要好。這主要是由于PAMAM引入到聚氨酯分子中，在一定程度上降低了水性聚氨酯表面能，減少了摩擦系數(shù)，表面微觀平滑性更好（通過(guò)AFM觀察所得結(jié)論），使得水性聚氨酯合成革表面更加耐磨。此外，水性聚氨酯干法涂層厚度更厚，因此耐磨耐刮性也會(huì)更好。

從耐折牢度上看，水性聚氨酯合成革常溫耐折牢度能夠達(dá)到溶劑型聚氨酯合成革的物性標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明水性聚氨酯合成革柔韌性完全可以達(dá)到鞋材用革的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為水性聚氨酯的擴(kuò)展使用奠定基礎(chǔ)。

從抗粘連性測(cè)試結(jié)果上看，水性聚氨酯抗粘連性較溶劑型還有一定差距，這主要還是因?yàn)樗跃郯滨ズ幸欢〝?shù)量的親水性基團(tuán)，這些基團(tuán)在一定濕度和溫度條件下，使得水性聚氨酯分子鏈間具有更強(qiáng)分子間作用力，容易形成分子間的粘連。

二、透水汽性測(cè)試結(jié)果

透水氣性測(cè)試是皮革制品衛(wèi)生性能重要指標(biāo)，影響合成革作為鞋材、服裝等成品時(shí)的穿著舒適度。下圖為制備的水性聚氨酯合成革與溶劑型合成革的透水汽性能測(cè)試結(jié)果。

由上圖數(shù)據(jù)可以看出，無(wú)論是水性貝斯還是水性合成革，其透水汽性都較溶劑型要高。這一方面是因?yàn)樗詷?shù)脂中含有大量的活性親水基團(tuán)，這些活性基團(tuán)能以氫鍵的形式與水結(jié)合，增加膜的透水汽性，即增加了水分子傳遞的通道，從而提高了膜的透濕性；另一方面，從水性革與溶劑型革SEM圖片觀察中已經(jīng)得知，水性貝斯具有更多的貫穿孔，能夠形成更好的透氣透濕通道，輸送更多水汽。

三、透氣性測(cè)試結(jié)果

下圖是水性、溶劑型合成革貝斯及成品按照 H.C.費(fèi)多羅夫皮革透氣儀檢測(cè)的數(shù)據(jù)結(jié)果。由下圖數(shù)據(jù)可以看出，水性合成革貝斯較溶劑型貝斯的透氣性明顯要好，而水性聚氨酯合成革透氣性較溶劑型合成革稍差，這是由于水性貝斯具有特殊的結(jié)構(gòu)特征，能夠形成更為通暢的空氣通道，良好的貫穿孔能夠?qū)崿F(xiàn)水性貝斯的很好的透氣，但是，水性干法成膜相對(duì)更加致密和厚實(shí)，因此致使水性革透氣性有所下降。

四、水接觸角分析

合成革表面涂層直接影響著革制品的表面觸感，水接觸角測(cè)試能夠間接通過(guò)革表面能的高低表征革制品滑爽性等感官指標(biāo)。下圖為水性聚氨酯合成革與溶劑型聚氨酯合成革表面水接觸角對(duì)比照片。

由圖中可以看出，水性聚氨酯革水接觸角為87.2°，溶劑型聚氨酯革為83.3°，說(shuō)明以 WPU-HBP 型水性聚氨酯為面層的聚氨酯合成革較溶劑型聚氨酯合成革有更大水接觸角，表面能更低，這有利于改善水性聚氨酯合成革表面特性，有利于形成更為耐磨、滑爽的表面。

以自制水性聚氨酯為原料，實(shí)踐制備了水性聚氨酯合成革。研究表明：過(guò)探討水性聚氨酯合成革工藝原理、控制要點(diǎn)、設(shè)備要求，結(jié)果表明，采用水性濕法技術(shù)和干法技術(shù)進(jìn)行水性聚氨酯合成革加工，工藝上、設(shè)備上都具有技術(shù)可行性和可操作性。

使用WPU-HBP水性聚氨酯為面層、兩性離子型水性聚氨酯為粘合層、羧酸/磺酸型水性聚氨酯為發(fā)泡層，并通過(guò)工程化實(shí)踐驗(yàn)證，結(jié)果表明，水性聚氨酯合成革涂層剝離強(qiáng)度為 31.5N，耐磨≥1000 轉(zhuǎn)，耐折≥50000次，抗粘連性4級(jí)，基本物性已接近或達(dá)到溶劑型合成革物性標(biāo)準(zhǔn)；水性聚氨酯合成革透水汽性為 948g/m2?24h較溶劑型合成革具有一定結(jié)構(gòu)性能優(yōu)勢(shì)，衛(wèi)生性能良好，透氣性710 m L/cm2?h，與溶劑型接近。