论文部分内容阅读
聚氨酯(PU)合成革通常是由PU涂层和基材构成的复合材料,可以作为天然皮革的代用品。但传统PU合成革在生产过程中使用了大量的有机溶剂,不仅污染环境,而且成品革中会有溶剂残留。近年来,无溶剂聚氨酯(SFPU)合成革技术的研究逐渐成为热点。针对目前SFPU合成革技术的需求,本研究制备了合成革用SFPU面层树脂,研究了SFPU膜的性能,并探讨了SFPU面层树脂的应用技术。主要研究内容和结果如下:以液态二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-50)和改性聚酯多元醇2000为主要原料,以DH-067为延迟性催化剂,采用一步法制备了芳香族MDI型SFPU面层树脂,并研究了R值(体系中NCO/OH的摩尔比)、硬段含量(HS%)和扩链剂对MDI型SFPU膜性能的影响。研究结果表明:R值为1.1时,SFPU膜的伸长强度最大,耐热性能最好。且随着R值的增大,SFPU膜的软段玻璃化转变温度(Tg)向低温方向移动。当HS%从42%增加到51%时,SFPU膜的伸长强度从4.30MPa增大到39.00MPa,断裂伸长率从624.76%下降到447.46%;当HS%继续增加时,SFPU膜的伸长强度和断裂伸长率均降低。且随着HS%的增加,SFPU膜的Tg向高温方向移动,耐热性能变好。另外,采用乙二醇(EG)、一缩二乙二醇(DG)、1,4-丁二醇(1.4-BDO)和二缩三乙二醇(TG)作为扩链剂制备SFPU膜,其伸长强度分别为16.9MPa、19.11MPa、17.2MPa和13.9MPa,断裂伸长率分别为276.64%、455.04%、402.30%和498.62%。以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)、聚己内酯二醇(PCL)和改性聚酯多元醇2000为主要原材料,以二月桂酸二丁基锡(DBTDL)为催化剂,采用半预聚体法制备了脂肪族IPDI型SFPU面层树脂,并研究了B料(含羟基组分)中多元醇、R值、扩链剂和HS%对IPDI型SFPU膜性能的影响。研究结果表明:当多元醇相对分子质量相同且均为2000时,采用PCL制得的SFPU膜的伸长强度最大,为29.5MPa;采用改性聚酯多元醇制得的SFPU膜的伸长强度次之,为23.86MPa;采用PTMEG制得的SFPU膜的伸长强度最小,为13.04MPa。当多元醇相对分子质量增加时,采用PCL制得的SFPU膜的伸长强度提高,而采用PTMEG制得的SFPU膜的伸长强度降低。采用PTMEG制得的SFPU膜的耐水解稳定性比采用PCL制得的SFPU膜的好。当R值从1.0增加到1.2时,SFPU膜的伸长强度从7.25MPa增大到17.11MPa,而断裂伸长率从459.30%下降到408.12%。当HS%从40%增加到60%时,SFPU膜的耐温性提高,伸长强度从8.71MPa增大到26.20MPa,断裂伸长率从489.34%下降到301.62%。另外,采用不同扩链剂(EG、1.4-BDO和TG)制得的SFPU膜的伸长强度分别为19.57MPa、13.04MPa和5.40MPa,断裂伸长率分别为352.36%、456.32%和804.86%。以制得的SFPU面层树脂为成膜材料,将其应用于鞋面革用超纤基布的干法造面,制备了三种SFPU型超纤鞋面革,对其结构和性能进行了研究,并对SFPU面层树脂的应用技术做了探讨。研究结果表明:IPDI型SFPU超纤鞋面革、带有发泡层的MDI型SFPU超纤鞋面革和没有发泡层的MDI型SFPU超纤鞋面革的各项物理性能分别达到了企业同类产品B级产品、C级产品、A级产品的等级要求。另外,芳香族MDI型SFPU面层树脂所用原料价格较低,制备成本较低,但不耐黄变,能够满足深色产品的要求;脂肪族IPDI型SFPU面层树脂所用原料价格较高,具有优异的耐黄变性能,能够满足浅色产品的要求。