天然皮革因其優(yōu)越的穿著舒適性而為人們所追捧,但隨著天然皮革的供不應(yīng)求以及其本身某些質(zhì)量的不足,一系列的人造皮革已大量出現(xiàn)在革制品材料市場上[1]。人造皮革有著與天然皮革相似的外表與用途,但其花色品種繁多,而且具有規(guī)則的面積,沒有天然皮革的缺陷,在裁斷、縫紉等方面更符合了機(jī)械化、高效率的現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)。
聚氨酯皮革是將聚氨酯涂層于一般紡織用基布上形成的一種人造皮革。作為人造皮革的一個大類,其很多性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于聚氯乙烯人造革、低碳硝化纖維素人造革等其他革制品。聚氨酯皮革大量運(yùn)用于鞋類、服裝、箱包、家具等各行業(yè),在服裝中的占有率為8-12%[2]。可見,聚氨酯皮革運(yùn)用于服裝已較為普遍,但比例相對還是比較小,我們應(yīng)該對聚氨酯皮革的性能研究有一個較好的了解,為聚氨酯皮革服裝舒適性研究提供一定的理論基礎(chǔ)。
聚氨酯皮革分為聚氨酯人造革與聚氨酯合成革?!吨袊蟀?/span>科全書》對人造革與合成革是這樣定義的[3]:人造革是一類外觀、手感類似皮革并可代替其使用的塑料制品。通常以織物為底基,涂覆由合成樹脂添加各種塑料添加劑制成的配混料制革。合成革是模擬天然皮革的組成和結(jié)構(gòu)并作為其代用材料的塑料制品。通常以經(jīng)浸漬的非織造布為網(wǎng)狀層,微孔聚氨酯層作為粒面層,其正、反面都與皮革十分相似,并具有一定的透氣性。簡而言之,聚氨酯皮革是以一般紡織織物為基布,以聚氨酯材料涂覆而成的一種仿皮革織物。因此,聚氨酯涂層膜與基布是決定聚氨酯皮革性能的兩個關(guān)鍵因素。
1 聚氨酯涂層膜的研究
一般來講,制造聚氨酯皮革所用的聚氨酯涂層膜是由多元醇、二異氰酸酯等為原料合成的一種線性嵌段聚合物[1],在制備聚氨酯涂層時摻合一些其他物質(zhì),對成型后膜的結(jié)構(gòu)和性能有一定的影響。
王樹根、權(quán)衡等人研究了聚氨酯涂層的應(yīng)用性能研究,從聚氨酯涂層的物理、化學(xué)結(jié)構(gòu)分析涂層織物的性能。研究制備了三組具有不同結(jié)構(gòu)及組成的親水性聚氨酯涂層材料,測試了涂層織物的透濕,防水等主要性能。結(jié)果表明:涂層織物的透濕性
主要取決于聚氨酯涂層材料中親水性醚鍵的含量以及硬鏈段與軟鏈段的比例。楊建忠、王新艷在PTFE-PU復(fù)合膜層壓織物結(jié)構(gòu)與透濕量的研究中對芳香族和脂肪族的涂布量與透濕量。結(jié)果表明親水性聚氨酯膜透濕量隨涂層厚度的增加逐漸下降,但下降的速度越來越慢,符合指數(shù)型回歸的數(shù)學(xué)模型。脂肪族聚氨酯涂層后膜的透濕量比芳香族聚氨酯涂層后膜的透濕量下降得少,且成膜后手感較柔軟。
方劍等人[4]采用共混的方法將不同比例的羊毛粉體加入相同濃度的聚氨酯溶液中制備聚氨酯涂層,以平紋純棉布為底基制成聚氨酯皮革,測試其性能的差別。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在聚氨酯含量相差甚微的情況下,羊毛粉體含量在50%以下對皮革的拉伸性能,斷裂強(qiáng)力影響很小,羊毛粉體含量在不大于20%的情況下對皮革的耐靜水壓性能和耐摩擦性能的影響也很小,但羊毛粉體的加入很好地改善了皮革的透濕性能,隨著粉體含量的增加,皮革的透濕性能呈逐漸提高的趨勢。鐘安華等人[5]用超細(xì)蠶絲粉體與聚氨酯共混制革,測試了不同比例的蠶絲粉體以及厚度對聚氨酯皮革的透濕性能。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),隨著超細(xì)蠶絲粉體含量的增加,皮革的透濕性能逐漸增加;在粉體含量相同的情況下,皮革的透濕性能隨著厚度的增加而逐漸減小。
毛志平等人[6]選取親水性的NaNO3、水和疏水性的十八醇、Span-60四種添加劑,考察了不同添加劑對聚氨酯皮革膜性能的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),隨著NaNO3和水的添加量增加,聚氨酯漿料凝固的成膜速度增加,薄膜微孔小而均勻,大孔數(shù)量趨于減少。這兩種親水性添加劑的加入提高了聚氨酯薄膜的斷裂性能、頂伸性能。而隨著十八醇和Span-60的添加量增加,聚氨酯漿料的表面凝固速率降低,薄膜微孔中大孔和超大孔的數(shù)量增加。這兩種疏水性添加劑的加入大大降低了薄膜的機(jī)械性能。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn):NaNO3、水以及十八醇的添加對聚氨酯膜的透濕性能都有所提高,十八醇對透濕性能的提高幅度最大,這與薄膜中大孔數(shù)量增加有一定的聯(lián)系。張韜琳等人[7]在制取聚氨酯薄膜時添加了不同比例的白木粉,研究其對聚氨酯膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。白木粉的添加降低了聚氨酯的凝固速率,使聚氨酯膜形成較多分散均勻的孔,提高了膜的透氣和透濕性能。同時從膜的截面微觀結(jié)構(gòu)分析,隨著白木粉量地增加,聚氨酯膜中孔的形狀由互不