水性聚氨酯合成革物理特性分析

一、力学性能分析

  从下表水性与溶剂型合成革物理检测数据中可以看出，通过配方的设计优化、合理的工艺控制，水性聚氨酯合成革剥离强度完全可以达到溶剂型聚氨酯合成革指标，也能具有良好的涂层抗剥离物性。

  从耐磨性上看，采用WPU-HBP改性的水性聚氨酯作为合成革面层树脂，其耐磨程度较溶剂型聚氨酯合成革要好。这主要是由于PAMAM引入到聚氨酯分子中，在一定程度上降低了水性聚氨酯表面能，减少了摩擦系数，表面微观平滑性更好（通过AFM观察所得结论），使得水性聚氨酯合成革表面更加耐磨。此外，水性聚氨酯干法涂层厚度更厚，因此耐磨耐刮性也会更好。
  从耐折牢度上看，水性聚氨酯合成革常温耐折牢度能够达到溶剂型聚氨酯合成革的物性标准，说明水性聚氨酯合成革柔韧性完全可以达到鞋材用革的技术标准，为水性聚氨酯的扩展使用奠定基础。
  从抗粘连性测试结果上看，水性聚氨酯抗粘连性较溶剂型还有一定差距，这主要还是因为水性聚氨酯含有一定数量的亲水性基团，这些基团在一定湿度和温度条件下，使得水性聚氨酯分子链间具有更强分子间作用力，容易形成分子间的粘连。
二、透水汽性测试结果

  透水气性测试是皮革制品卫生性能重要指标，影响合成革作为鞋材、服装等成品时的穿着舒适度。下图为制备的水性聚氨酯合成革与溶剂型合成革的透水汽性能测试结果。

  由上图数据可以看出，无论是水性贝斯还是水性合成革，其透水汽性都较溶剂型要高。这一方面是因为水性树脂中含有大量的活性亲水基团，这些活性基团能以氢键的形式与水结合，增加膜的透水汽性，即增加了水分子传递的通道，从而提高了膜的透湿性；另一方面，从水性革与溶剂型革SEM图片观察中已经得知，水性贝斯具有更多的贯穿孔，能够形成更好的透气透湿通道，输送更多水汽。
三、透气性测试结果

  下图是水性、溶剂型合成革贝斯及成品按照 H.C.费多罗夫皮革透气仪检测的数据结果。由下图数据可以看出，水性合成革贝斯较溶剂型贝斯的透气性明显要好，而水性聚氨酯合成革透气性较溶剂型合成革稍差，这是由于水性贝斯具有特殊的结构特征，能够形成更为通畅的空气通道，良好的贯穿孔能够实现水性贝斯的很好的透气，但是，水性干法成膜相对更加致密和厚实，因此致使水性革透气性有所下降。

四、水接触角分析

  合成革表面涂层直接影响着革制品的表面触感，水接触角测试能够间接通过革表面能的高低表征革制品滑爽性等感官指标。下图为水性聚氨酯合成革与溶剂型聚氨酯合成革表面水接触角对比照片。

  由图中可以看出，水性聚氨酯革水接触角为87.2°，溶剂型聚氨酯革为83.3°，说明以 WPU-HBP 型水性聚氨酯为面层的聚氨酯合成革较溶剂型聚氨酯合成革有更大水接触角，表面能更低，这有利于改善水性聚氨酯合成革表面特性，有利于形成更为耐磨、滑爽的表面。
  以自制水性聚氨酯为原料，实践制备了水性聚氨酯合成革。研究表明：过探讨水性聚氨酯合成革工艺原理、控制要点、设备要求，结果表明，采用水性湿法技术和干法技术进行水性聚氨酯合成革加工，工艺上、设备上都具有技术可行性和可操作性。
  使用WPU-HBP水性聚氨酯为面层、两性离子型水性聚氨酯为粘合层、羧酸/磺酸型水性聚氨酯为发泡层，并通过工程化实践验证，结果表明，水性聚氨酯合成革涂层剥离强度为 31.5N，耐磨≥1000 转，耐折≥50000次，抗粘连性4级，基本物性已接近或达到溶剂型合成革物性标准；水性聚氨酯合成革透水汽性为 948g/m2•24h较溶剂型合成革具有一定结构性能优势，卫生性能良好，透气性710 m L/cm2•h，与溶剂型接近。