聚氨酯合成革黄变的机理分析
聚氨酯(PU)树脂是一种热塑性弹性体,通常由聚异氰酸酯和羟基聚酯或聚醚多元醇反应制得,分子结构中含有一定量的硬链和软链链段。 这种分子结构使聚氨酯树脂具有优异的物理机械性能,因此被广泛使用。
聚氨酯合成革的主要原料是PU树脂,其中常用的PU树脂多是由含有苯环的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和聚酯或聚醚多元醇制备的,称为芳香族聚氨酯树脂。 还有少量的PU树脂是由六甲基二异氰酸酯(HDI)或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)制成的,没有苯环和聚酯或聚醚多元醇,称为脂肪族聚氨酯树脂。
以芳香族聚氨酯树脂为原料制成的合成革成本低,力学性能好,但在光照下易变色,耐水解性和耐老化性差。 脂肪族聚氨酯树脂价格昂贵,因为选用了成本高的原材料IPDI和HDI,所以成本较高,力学性能不如芳香族产品,但耐光性好,不易变黄。 目前,合成革行业多以芳香族聚氨酯为原料进行生产加工,因此有必要对聚氨酯合成革的黄变机理进行深入研究,寻找解决黄变问题的有效解决方案。
造成聚氨酯合成革黄变的因素既有内部的,也有外部的。 其中,内在因素包括树脂的种类、着色剂的耐光性和助剂的耐光性; 外部因素包括光、热、氧环境、空气中污染物等因素的影响。 这些因素的结合导致聚氨酯合成革产品泛黄。
树脂类型对聚氨酯合成革耐黄变性的影响
由于合成革所用的PU树脂大多以性能优良的MDI为原料,而MDI分子结构中的苯环与异氰酸酯基团直接相连,聚氨酯吸收290nm 400nm紫外线后容易造成聚氨酯断链交联,导致聚氨酯制品力学性能下降而发黄。 聚氨酯的黄变主要通过两种光降解机理实现:一种是聚氨酯吸收波长大于340nm的光后,树脂中MDI上的亚甲基被氧化形成不稳定的氢过氧化物,然后形成发色团醌-酰亚胺结构,这是由这种结构引起的。
聚氨酯黄变; 另一种机理是聚氨酯吸收波长大于340nm的光后,发生光氧化反应,生成一系列氧化产物,如醇类、醛类、酮类等,其中醇类容易发生显色反应,导致聚氨酯变黄。
着色剂对聚氨酯黄变的影响
有些着色剂在光照条件下容易分解或变色,会影响聚氨酯合成革的颜色稳定性。 特别是一些有机颜料和某些金属络合物,如铬酞红、铜酞红等,在光、热、氧的作用下容易分解或变色,导致聚氨酯合成革变黄。
添加剂对聚氨酯黄变的影响
助剂是为改善聚氨酯合成革性能而添加的辅助材料,包括稳定剂、抗氧剂、紫外线吸收剂等。 在某些条件下,如高温、光或氧,这些添加剂可能会分解或发生变化,导致聚氨酯合成革变黄。
鉴于聚氨酯合成革黄变的复杂机理,需要综合考虑树脂种类的选择、着色剂和助剂、合成工艺条件等因素,为具体产品的黄变问题找到合适的解决方案。 一些常用的解决方案包括使用具有良好光稳定性的树脂、着色剂和添加剂,以及使用适当的生产工艺和外包装方法,以减少光、热、氧和空气污染物对聚氨酯合成革的影响。
此外,对于用户在使用过程中发现聚氨酯合成革的泛黄问题,建议及时清洁保养,避免长时间暴露在阳光下,使用专业的清洁剂和工具进行清洁,避免使用酸性或碱性清洁剂,避免使用尖锐物体划伤表面,以保持其外观良好。
以上是对聚氨酯合成革黄变机理的简要分析,具体情况需要根据实际产品的具体材料成分和工艺条件进行深入研究分析。