聚氨酯合成革黃變的機理分析
聚氨酯(PU)樹脂是一種熱塑性彈性體,通常由聚異氰酸酯和羥基聚酯或聚醚多元醇反應制得,分子結構中含有一定量的硬鏈和軟鏈鏈段。 這種分子結構使聚氨酯樹脂具有優異的物理機械效能,因此被廣泛使用。
聚氨酯合成革的主要原料是PU樹脂,其中常用的PU樹脂多是由含有苯環的二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)和聚酯或聚醚多元醇製備的,稱為芳香族聚氨酯樹脂。 還有少量的PU樹脂是由六甲基二異氰酸酯(HDI)或異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)製成的,沒有苯環和聚酯或聚醚多元醇,稱為脂肪族聚氨酯樹脂。
以芳香族聚氨酯樹脂為原料製成的合成革成本低,力學效能好,但在光照下易變色,耐水解性和耐老化性差。 脂肪族聚氨酯樹脂價格昂貴,因為選用了成本高的原材料IPDI和HDI,所以成本較高,力學效能不如芳香族產品,但耐光性好,不易變黃。 目前,合成革行業多以芳香族聚氨酯為原料進行生產加工,因此有必要對聚氨酯合成革的黃變機理進行深入研究,尋找解決黃變問題的有效解決方案。
造成聚氨酯合成革黃變的因素既有內部的,也有外部的。 其中,內在因素包括樹脂的種類、著色劑的耐光性和助劑的耐光性; 外部因素包括光、熱、氧環境、空氣中汙染物等因素的影響。 這些因素的結合導致聚氨酯合成革產品泛黃。
樹脂型別對聚氨酯合成革耐黃變性的影響
由於合成革所用的PU樹脂大多以效能優良的MDI為原料,而MDI分子結構中的苯環與異氰酸酯基團直接相連,聚氨酯吸收290nm 400nm紫外線後容易造成聚氨酯斷鏈交聯,導致聚氨酯製品力學效能下降而發黃。 聚氨酯的黃變主要通過兩種光降解機理實現:一種是聚氨酯吸收波長大於340nm的光後,樹脂中MDI上的亞甲基被氧化形成不穩定的氫過氧化物,然後形成髮色團醌-醯亞胺結構,這是由這種結構引起的。
聚氨酯黃變; 另一種機理是聚氨酯吸收波長大於340nm的光後,發生光氧化反應,生成一系列氧化產物,如醇類、醛類、酮類等,其中醇類容易發生顯色反應,導致聚氨酯變黃。
著色劑對聚氨酯黃變的影響
有些著色劑在光照條件下容易分解或變色,會影響聚氨酯合成革的顏色穩定性。 特別是一些有機顏料和某些金屬絡合物,如鉻酞紅、銅酞紅等,在光、熱、氧的作用下容易分解或變色,導致聚氨酯合成革變黃。
新增劑對聚氨酯黃變的影響
助劑是為改善聚氨酯合成革效能而新增的輔助材料,包括穩定劑、抗氧劑、紫外線吸收劑等。 在某些條件下,如高溫、光或氧,這些新增劑可能會分解或發生變化,導致聚氨酯合成革變黃。
鑑於聚氨酯合成革黃變的複雜機理,需要綜合考慮樹脂種類的選擇、著色劑和助劑、合成工藝條件等因素,為具體產品的黃變問題找到合適的解決方案。 一些常用的解決方案包括使用具有良好光穩定性的樹脂、著色劑和新增劑,以及使用適當的生產工藝和外包裝方法,以減少光、熱、氧和空氣汙染物對聚氨酯合成革的影響。
此外,對於使用者在使用過程中發現聚氨酯合成革的泛黃問題,建議及時清潔保養,避免長時間暴露在陽光下,使用專業的清潔劑和工具進行清潔,避免使用酸性或鹼性清潔劑,避免使用尖銳物體劃傷表面,以保持其外觀良好。
以上是對聚氨酯合成革黃變機理的簡要分析,具體情況需要根據實際產品的具體材料成分和工藝條件進行深入研究分析。