天然皮革因其优越的穿着舒适性而为人们所追捧,但随着天然皮革的供不应求以及其本身某些质量的不足,一系列的人造皮革已大量出现在革制品材料市场上[1]。人造皮革有着与天然皮革相似的外表与用途,但其花色品种繁多,而且具有规则的面积,没有天然皮革的缺陷,在裁断、缝纫等方面更符合了机械化、高效率的现代化大规模生产。
聚氨酯皮革是将聚氨酯涂层于一般纺织用基布上形成的一种人造皮革。作为人造皮革的一个大类,其很多性能远远优于聚氯乙烯人造革、低碳硝化纤维素人造革等其他革制品。聚氨酯皮革大量运用于鞋类、服装、箱包、家具等各行业,在服装中的占有率为8-12%[2]。可见,聚氨酯皮革运用于服装已较为普遍,但比例相对还是比较小,我们应该对聚氨酯皮革的性能研究有一个较好的了解,为聚氨酯皮革服装舒适性研究提供一定的理论基础。
聚氨酯皮革分为聚氨酯人造革与聚氨酯合成革。《中国大百科全书》对人造革与合成革是这样定义的[3]:人造革是一类外观、手感类似皮革并可代替其使用的塑料制品。通常以织物为底基,涂覆由合成树脂添加各种塑料添加剂制成的配混料制革。合成革是模拟天然皮革的组成和结构并作为其代用材料的塑料制品。通常以经浸渍的非织造布为网状层,微孔聚氨酯层作为粒面层,其正、反面都与皮革十分相似,并具有一定的透气性。简而言之,聚氨酯皮革是以一般纺织织物为基布,以聚氨酯材料涂覆而成的一种仿皮革织物。因此,聚氨酯涂层膜与基布是决定聚氨酯皮革性能的两个关键因素。
1 聚氨酯涂层膜的研究
一般来讲,制造聚氨酯皮革所用的聚氨酯涂层膜是由多元醇、二异氰酸酯等为原料合成的一种线性嵌段聚合物[1],在制备聚氨酯涂层时掺合一些其他物质,对成型后膜的结构和性能有一定的影响。
王树根、权衡等人研究了聚氨酯涂层的应用性能研究,从聚氨酯涂层的物理、化学结构分析涂层织物的性能。研究制备了三组具有不同结构及组成的亲水性聚氨酯涂层材料,测试了涂层织物的透湿,防水等主要性能。结果表明:涂层织物的透湿性
主要取决于聚氨酯涂层材料中亲水性醚键的含量以及硬链段与软链段的比例。杨建忠、王新艳在PTFE-PU复合膜层压织物结构与透湿量的研究中对芳香族和脂肪族的涂布量与透湿量。结果表明亲水性聚氨酯膜透湿量随涂层厚度的增加逐渐下降,但下降的速度越来越慢,符合指数型回归的数学模型。脂肪族聚氨酯涂层后膜的透湿量比芳香族聚氨酯涂层后膜的透湿量下降得少,且成膜后手感较柔软。
方剑等人[4]采用共混的方法将不同比例的羊毛粉体加入相同浓度的聚氨酯溶液中制备聚氨酯涂层,以平纹纯棉布为底基制成聚氨酯皮革,测试其性能的差别。结果发现,在聚氨酯含量相差甚微的情况下,羊毛粉体含量在50%以下对皮革的拉伸性能,断裂强力影响很小,羊毛粉体含量在不大于20%的情况下对皮革的耐静水压性能和耐摩擦性能的影响也很小,但羊毛粉体的加入很好地改善了皮革的透湿性能,随着粉体含量的增加,皮革的透湿性能呈逐渐提高的趋势。钟安华等人[5]用超细蚕丝粉体与聚氨酯共混制革,测试了不同比例的蚕丝粉体以及厚度对聚氨酯皮革的透湿性能。试验发现,随着超细蚕丝粉体含量的增加,皮革的透湿性能逐渐增加;在粉体含量相同的情况下,皮革的透湿性能随着厚度的增加而逐渐减小。
毛志平等人[6]选取亲水性的NaNO3、水和疏水性的十八醇、Span-60四种添加剂,考察了不同添加剂对聚氨酯皮革膜性能的影响。实验发现,随着NaNO3和水的添加量增加,聚氨酯浆料凝固的成膜速度增加,薄膜微孔小而均匀,大孔数量趋于减少。这两种亲水性添加剂的加入提高了聚氨酯薄膜的断裂性能、顶伸性能。而随着十八醇和Span-60的添加量增加,聚氨酯浆料的表面凝固速率降低,薄膜微孔中大孔和超大孔的数量增加。这两种疏水性添加剂的加入大大降低了薄膜的机械性能。实验还发现:NaNO3、水以及十八醇的添加对聚氨酯膜的透湿性能都有所提高,十八醇对透湿性能的提高幅度最大,这与薄膜中大孔数量增加有一定的联系。张韬琳等人[7]在制取聚氨酯薄膜时添加了不同比例的白木粉,研究其对聚氨酯膜结构和性能的影响。白木粉的添加降低了聚氨酯的凝固速率,使聚氨酯膜形成较多分散均匀的孔,提高了膜的透气和透湿性能。同时从膜的截面微观结构分析,随着白木粉量地增加,聚氨酯膜中孔的形状由互不
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