中國(guó)人造革合成革網(wǎng):發(fā)泡劑是影響人造革制品性能重要的因素,其分散性、分解溫度、分解速率、發(fā)氣量及分解時(shí)的熱效應(yīng)都對(duì)制品的質(zhì)量與產(chǎn)量產(chǎn)生很大影響 。為適應(yīng)不同產(chǎn)品要求,需對(duì)配方進(jìn)行調(diào)整,由此會(huì)引起塑化和發(fā)泡溫度的相應(yīng)變化,如要得到較硬的發(fā)泡人造革,需減少增塑劑用量,此時(shí)發(fā)泡劑的起始分解溫度應(yīng)同步提高,以適應(yīng)加工的需要 。另外,產(chǎn)品的厚度、發(fā)泡倍率及生產(chǎn)效率都與發(fā)泡時(shí)間有關(guān),發(fā)泡時(shí)間主要由發(fā)泡劑的分解特性決定。發(fā)泡劑分解溫度過(guò)低,即在混煉時(shí)分解,發(fā)泡分解的氣體外逸;分解溫度過(guò)高,發(fā)泡劑在烘箱內(nèi)不分解或分解不充分,使發(fā)泡劑利用率低造成發(fā)泡倍率不足,若繼續(xù)升高烘箱溫度或延長(zhǎng)發(fā)泡時(shí)間,容易造成熔體強(qiáng)度過(guò)低,出現(xiàn)并泡或串泡現(xiàn)象.

　　PVC 泡沫人造革越來(lái)越大的市場(chǎng)需求,對(duì)生產(chǎn)工藝、配方設(shè)計(jì)以及新型助劑的研制開(kāi)發(fā)等方面提出了更高的要求。探討PVC 相對(duì)分子質(zhì)量、發(fā)泡劑分解特性、DOP 用量、CaCO3 用量對(duì)人造革發(fā)泡影響的規(guī)律, 對(duì)提高人造革質(zhì)量與穩(wěn)定性有實(shí)際意義。

　　發(fā)泡劑應(yīng)能滿足動(dòng)態(tài)發(fā)泡工藝的要求。首先,發(fā)泡劑熱分解溫度能與樹(shù)脂加工溫度相適應(yīng);其次發(fā)泡劑應(yīng)能滿足動(dòng)態(tài)發(fā)泡工藝的要求,即能在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)可控性, 發(fā)泡劑發(fā)氣過(guò)程應(yīng)既無(wú)突發(fā)性,發(fā)氣量和發(fā)氣速率又不能太小;再次,為了保證制品性能穩(wěn)定, 動(dòng)態(tài)成型過(guò)程熔體粘度不宜波動(dòng)太大,因此發(fā)泡劑好吸放熱平衡(或接近平衡) 。因此有必要對(duì)現(xiàn)有發(fā)泡劑進(jìn)行研究,從動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)等角度進(jìn)行表征。

　　PVC 的加工溫度與相對(duì)分子質(zhì)量、增塑劑用量、填充劑用量等有關(guān)。使用三種不同聚合度PVC ( PVC S 700 、PVC S 1 000 和PVC S 1 300) (懸浮法) 制備發(fā)泡人造革。PVC 在130～140 ℃為皮革狀,呈可塑性, 發(fā)現(xiàn)相對(duì)分子質(zhì)量越高,塑化溫度越高。

　　隨著時(shí)間的增加,發(fā)泡倍率逐漸變大,并且從總體上看, PVC S 700 的發(fā)泡倍率較高。這是由于在同一熔融溫度下,聚合度低的熔體粘度小,張力小,泡孔增大容易;聚合度高的熔體粘度大,張力大,要使其發(fā)泡,發(fā)泡劑發(fā)氣量要大,發(fā)泡倍率相應(yīng)低。

　　PVC 相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)泡孔結(jié)構(gòu)的影響較大,隨相對(duì)分子質(zhì)量增大,泡孔平均直徑增大,獨(dú)立性下降,這是因?yàn)殡SPVC 相對(duì)分子質(zhì)量增加,熔體粘度增大,泡孔的成核與增長(zhǎng)困難,而且聚合物的分子增大,發(fā)泡劑在其中的分散性較差,終造成泡孔結(jié)構(gòu)隨PVC 相對(duì)分子質(zhì)量的增大而下降,但選擇相對(duì)分子質(zhì)量大的PVC 制備的人造革其強(qiáng)度、耐磨性等有所提高。

　　AC 為高效發(fā)泡劑,發(fā)氣量大,其分解物無(wú)毒、無(wú)臭、不污染, 是制作發(fā)泡人造革的常用發(fā)泡劑。DDL2105和DDL2107 是吸- 放熱型發(fā)泡劑,對(duì)溫度的依賴性小和分解突發(fā)性低,發(fā)泡過(guò)程平穩(wěn)可控。DDL2105 和DDL2107 作為發(fā)泡劑時(shí),整個(gè)發(fā)泡過(guò)程中的發(fā)泡倍率隨發(fā)泡時(shí)間的延長(zhǎng)而逐步增大,泡孔隨發(fā)泡倍率增加而逐漸增大,無(wú)明顯的突變,相對(duì)地,DDL2107 發(fā)泡過(guò)程更平緩;而用AC 作發(fā)泡劑則存在突發(fā)性,前期發(fā)泡倍率較小,而后發(fā)泡倍率迅速增加,且發(fā)泡倍率超過(guò)415 倍時(shí),樣品外表粗糙,即使目測(cè)也能發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重并泡、串泡現(xiàn)象,這與它們的分解特性相吻合。

　　PVC 受熱時(shí),分子鏈熱運(yùn)動(dòng)變得激烈,使分子鏈間的作用削弱,間隔也增大,此時(shí)增塑劑分子插入PVC分子鏈中,即使在冷卻時(shí)增塑劑仍然留在原來(lái)位置上,從而阻礙了PVC 分子鏈的接近,使PVC 分子鏈的微小熱運(yùn)動(dòng)變得容易,PVC 也就成為了柔軟的塑料,增塑劑含量越大,PVC 的塑化溫度越低,制品越柔軟。

　　當(dāng)體系中發(fā)泡劑含量不變時(shí),隨著DOP 含量的增大,同一發(fā)泡時(shí)間,樣品發(fā)泡倍率越大,這是因?yàn)轶w系的粘度隨DOP 含量的增加而變小,使得發(fā)泡倍率隨之增大。泡孔是衡量發(fā)泡人造革質(zhì)量的重要方面,泡孔孔徑越小、越均勻,說(shuō)明泡孔的質(zhì)量越好。泡孔質(zhì)量好的人造革彈性好、手感好、不容易有疲勞痕和死紋,還可以減少原料損耗,降低成本。圖7 給出了不同DOP 含量對(duì)泡孔的影響。

　　剛開(kāi)始時(shí),體系中DOP 含量不大,熔體強(qiáng)度大,熔融粘度高,發(fā)泡困難,所以泡孔很大,隨著DOP 量的增大,體系的粘度降低,發(fā)泡變得容易,泡孔變小,到了后期,DOP 含量過(guò)大,體系粘度過(guò)低,就容易出現(xiàn)并泡現(xiàn)象,所以DOP 的含量應(yīng)適中。加填料的目的是為改變泡沫塑料的性能和降低成本,CaCO3 是常用的填充材料,其特點(diǎn)是來(lái)源廣泛、價(jià)格便宜、吸油性低,不會(huì)損耗PVC 中的油性增塑劑。隨著CaCO3 含量的增大,體系的發(fā)泡倍率變化并不大。但CaCO3 含量對(duì)泡孔質(zhì)量有較大影響。由圖9 可以看出,當(dāng)CaCO3 含量不大時(shí),體系中泡孔的獨(dú)立性較好,泡孔增大容易,泡孔很大;但當(dāng)CaCO3 的含量很大時(shí),泡孔的獨(dú)立性不好,發(fā)泡困難,人造革的手感差,所以碳酸鈣用量不能過(guò)高。

　　結(jié)論:

　　(1) 復(fù)合發(fā)泡劑DDL2107 具有吸- 放熱基本平衡、微吸熱、分解過(guò)程平緩可控的特點(diǎn)。

　　(2) PVC 的相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)發(fā)泡倍率與泡孔結(jié)構(gòu)均有影響,PVC S 700 的發(fā)泡效果較好。

　　(3) DDL2105 、DDL2107 、AC 三種發(fā)泡劑的發(fā)泡特性與其分解特性對(duì)應(yīng),AC 發(fā)泡倍率增加速度快,DDL2105 發(fā)泡起始速度快,但過(guò)程平穩(wěn),而DDL2107 的發(fā)泡特性介于兩者之間。

　　(4) DOP 含量越大,發(fā)泡倍率越大,在DOP 用量為40 份時(shí),泡孔結(jié)構(gòu)好。

　　(5) CaCO3 用量較小時(shí),對(duì)發(fā)泡倍率影響很小,泡孔的獨(dú)立性較好,當(dāng)CaCO3 的含量超過(guò)60 份時(shí),泡孔的獨(dú)立性不好,發(fā)泡困難,人造革的手感差。

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