中國人造革合成革網:發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、發氣量及分解時的熱效應都對制品的質量與產量產生很大影響 。為適應不同產品要求,需對配方進行調整,由此會引起塑化和發泡溫度的相應變化,如要得到較硬的發泡人造革,需減少增塑劑用量,此時發泡劑的起始分解溫度應同步提高,以適應加工的需要 。另外,產品的厚度、發泡倍率及生產效率都與發泡時間有關,發泡時間主要由發泡劑的分解特性決定。發泡劑分解溫度過低,即在混煉時分解,發泡分解的氣體外逸;分解溫度過高,發泡劑在烘箱內不分解或分解不充分,使發泡劑利用率低造成發泡倍率不足,若繼續升高烘箱溫度或延長發泡時間,容易造成熔體強度過低,出現并泡或串泡現象.

　　PVC 泡沫人造革越來越大的市場需求,對生產工藝、配方設計以及新型助劑的研制開發等方面提出了更高的要求。探討PVC 相對分子質量、發泡劑分解特性、DOP 用量、CaCO3 用量對人造革發泡影響的規律, 對提高人造革質量與穩定性有實際意義。

　　發泡劑應能滿足動態發泡工藝的要求。首先,發泡劑熱分解溫度能與樹脂加工溫度相適應;其次發泡劑應能滿足動態發泡工藝的要求,即能在短時間內實現可控性, 發泡劑發氣過程應既無突發性,發氣量和發氣速率又不能太小;再次,為了保證制品性能穩定, 動態成型過程熔體粘度不宜波動太大,因此發泡劑好吸放熱平衡(或接近平衡) 。因此有必要對現有發泡劑進行研究,從動力學和熱力學等角度進行表征。

　　PVC 的加工溫度與相對分子質量、增塑劑用量、填充劑用量等有關。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) 制備發泡人造革。PVC 在130～140 ℃為皮革狀,呈可塑性, 發現相對分子質量越高,塑化溫度越高。

　　隨著時間的增加,發泡倍率逐漸變大,并且從總體上看, PVC S 700 的發泡倍率較高。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,要使其發泡,發泡劑發氣量要大,發泡倍率相應低。

　　PVC 相對分子質量對泡孔結構的影響較大,隨相對分子質量增大,泡孔平均直徑增大,獨立性下降,這是因為隨PVC 相對分子質量增加,熔體粘度增大,泡孔的成核與增長困難,而且聚合物的分子增大,發泡劑在其中的分散性較差,終造成泡孔結構隨PVC 相對分子質量的增大而下降,但選擇相對分子質量大的PVC 制備的人造革其強度、耐磨性等有所提高。

　　AC 為高效發泡劑,發氣量大,其分解物無毒、無臭、不污染, 是制作發泡人造革的常用發泡劑。DDL2105和DDL2107 是吸- 放熱型發泡劑,對溫度的依賴性小和分解突發性低,發泡過程平穩可控。DDL2105 和DDL2107 作為發泡劑時,整個發泡過程中的發泡倍率隨發泡時間的延長而逐步增大,泡孔隨發泡倍率增加而逐漸增大,無明顯的突變,相對地,DDL2107 發泡過程更平緩;而用AC 作發泡劑則存在突發性,前期發泡倍率較小,而后發泡倍率迅速增加,且發泡倍率超過415 倍時,樣品外表粗糙,即使目測也能發現嚴重并泡、串泡現象,這與它們的分解特性相吻合。

　　PVC 受熱時,分子鏈熱運動變得激烈,使分子鏈間的作用削弱,間隔也增大,此時增塑劑分子插入PVC分子鏈中,即使在冷卻時增塑劑仍然留在原來位置上,從而阻礙了PVC 分子鏈的接近,使PVC 分子鏈的微小熱運動變得容易,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。

　　當體系中發泡劑含量不變時,隨著DOP 含量的增大,同一發泡時間,樣品發泡倍率越大,這是因為體系的粘度隨DOP 含量的增加而變小,使得發泡倍率隨之增大。泡孔是衡量發泡人造革質量的重要方面,泡孔孔徑越小、越均勻,說明泡孔的質量越好。泡孔質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 含量對泡孔的影響。

　　剛開始時,體系中DOP 含量不大,熔體強度大,熔融粘度高,發泡困難,所以泡孔很大,隨著DOP 量的增大,體系的粘度降低,發泡變得容易,泡孔變小,到了后期,DOP 含量過大,體系粘度過低,就容易出現并泡現象,所以DOP 的含量應適中。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,其特點是來源廣泛、價格便宜、吸油性低,不會損耗PVC 中的油性增塑劑。隨著CaCO3 含量的增大,體系的發泡倍率變化并不大。但CaCO3 含量對泡孔質量有較大影響。由圖9 可以看出,當CaCO3 含量不大時,體系中泡孔的獨立性較好,泡孔增大容易,泡孔很大;但當CaCO3 的含量很大時,泡孔的獨立性不好,發泡困難,人造革的手感差,所以碳酸鈣用量不能過高。

　　結論:

　　(1) 復合發泡劑DDL2107 具有吸- 放熱基本平衡、微吸熱、分解過程平緩可控的特點。

　　(2) PVC 的相對分子質量對發泡倍率與泡孔結構均有影響,PVC S 700 的發泡效果較好。

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

　　(4) DOP 含量越大,發泡倍率越大,在DOP 用量為40 份時,泡孔結構好。

　　(5) CaCO3 用量較小時,對發泡倍率影響很小,泡孔的獨立性較好,當CaCO3 的含量超過60 份時,泡孔的獨立性不好,發泡困難,人造革的手感差。

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