涂层织物撕破强度研究

PU涂层织物撕破强度研究 PU涂层织物撕破强度研究 目前用于织物PU涂层剂的主要聚合物品种有聚氨酯树脂、聚丙烯酸酯树脂和PVC树脂,其中以后者应用历史久,用量大。PVC理化性能优异,它作为氯碱工业平衡氯的主要产品,原材料来源丰富,消耗不可再生资源少。随着PVC合成及整理新工艺、新技术的应用,其生产、整理成本大幅度降低,现在PVC树脂已成为合成高聚物中产量高、价格低、应用领域宽且进展前景好的品种。近年来,PVCPU涂层织物进展迅速,出现了如PVC整芯防火输送带、PVC轻型输送带、高档阻水布、广告布等新产品,色彩鲜艳,力学性能优良[1]。 目前PVCPU涂层织物存在的普遍问题是撕裂强度降低过高,有的撕裂强度损失高达50%以上。本项研究以PVC糊树脂为原材料,通过对PU涂层剂组成及工艺条件的调整,研究影响PVCPU涂层织物撕裂强度的因素并探讨提高其强度的方法。一、实验1、原材料P-440PVC糊树脂(PVC);邻苯二甲酸二辛酯(DOP);己二酸二辛酯(DOA);氯化石蜡(PCL)(含氯量40%);二盐基硬酸酸铅;三氧化二锑;重钙(粒径3～5μm);涤纶经编织物。2、织物PU涂层工艺在MATHISLIFPU涂层试验机上进行刀辊式刮涂。PU涂层工艺条件为:焙烘温度155℃;焙烘时间1、1.5、2min。3、PVCPU涂层织物性能测试①、PU涂层织物撕裂强度的测定采纳YG-026型织物强力仪测定PU涂层织物撕裂强度,测试结果见附表。 ②、PU涂层织物柔性的测试PU涂层织物制成5×20(cm)试样条,将试样平放于水平桌面边缘处以均匀速度沿试样长度方向向桌面外推出,以试样前端向下弯曲至和桌面垂直时试样弯曲部分长度表示PU涂层织物柔性,测试结果见附表。二、结果和商量高聚物中加入增塑剂可降低聚合物大分子间作用力,提供大分子链段休闲空间,因此增塑剂是一种降低大分子休闲内摩擦阻力的润滑剂[2]。PVC大分子是极性大分子,分子链上大量的极性基团使大分子间作用力较大,大分子链休闲困难。增塑剂分子进入PVC分子链间可降低了大分子休闲内摩擦阻力,微观上使大分子链之间的相对休闲变得简单,宏观上使增塑后PVC和链断休闲有关的性能发生较大的变化,如柔性、高温流动性显著增加。 实验中我们选用邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、己二酸二辛酯(DOA)和氯化石蜡(PCL)组成增塑体系。邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、己二酸二辛酯(DOA)为主增塑剂,氯化石蜡(PCL)为辅增塑剂。邻苯二甲酸二辛酯不仅和PVC有极好的相容性(哈金斯参数χ1=-0.03),和聚对苯二甲酸乙二醇酯(涤纶)也应有较好的相容性。邻苯二甲酸二辛酯结构和聚对苯二甲酸乙二醇酯大分子结构单元结构特别接近。因此邻苯二甲酸二辛酯增塑的PVC糊树脂不仅有较好的高温流动性,同时也较易向涤纶织物内部扩散。辅增塑剂氯化石蜡(PCL)的结构虽然和PVC相近,但由于其分子量较高,对PVC的增塑效率(改变定量的物理机械性能所加入增塑剂的量)为220,远低于邻苯二甲酸二辛酯的增塑效率(100)[3]。在邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯和氯化石蜡组成的增塑体系中,当树脂中增塑剂含量固定时,随辅增塑剂氯化石蜡含量的提高,混合增塑剂的增塑效率降低[3],树脂的高温流动性及树脂向涤纶织物内扩散速度也将降低。 表中实验数据表明,随树脂中增塑剂总含量的提高或辅增塑剂氯化石蜡含量(增塑剂含量固定)的降低,PU涂层织物的撕裂强度有较大的下降,我们认为这是由于PU涂层剂向纺纱线间及纺纱线内纤维间扩散所造成的。未PU涂层的织物撕破时,纤维及纺纱线在外力作用下将较易通过伸长和移动而集中起来,这使得织物撕破时同时有多根纺纱线抵抗外力的破坏,所以未PU涂层织物表现出较高的撕裂强度。织物PU涂层后,扩散到织物内的树脂限制了纺纱线和纤维的移动和变形。这使得PU涂层织物撕破时,纤维及纺纱线在外力作用下移动集中困难,抵抗撕破力破坏的能力降低。随树脂中增塑剂总含量的提高或辅增塑剂氯化石蜡含量(增塑剂含量固定)的降低,增塑剂的增塑效率将得到提高,PU涂层剂的高温流动性及向织物内的扩散能力提高,扩散到织物内的树脂量增加,对纺纱线及纤维的固定作用增大,PU涂层织物的撕破强度进一步降低。表中PU涂层织物的弯曲长度可表示PU涂层织物的柔性,弯曲长度长则表示PU涂层织物柔性小。 PU涂层织物的弯曲长度虽无明显的规律性(这可能是由于PU涂层织物的增重较分散造成的),但总的趋势是随树脂中增塑剂总含量的提高或辅增塑剂氯化石蜡含量(增塑剂含量固定)的降低,PU涂层织物的柔性降低。根据聚合物增塑理论,聚合物中增塑剂含量提高,聚合物的柔性也将提高。PU涂层织物的柔性不随增塑剂或主增塑剂含量的提高而增加,我们认为这也是由于扩散到织物内部的树脂对纺纱线及纤维的固定作用所造成的。随增塑剂或主增塑剂含量的提高,纺纱线外部的聚合物的柔性虽有所提高,但整理时树脂向纺纱线内部的渗入量也将提高,增加纺纱线内纤维间的粘结力,使纺纱线的柔性降低。其结果使PU涂层织物的柔性降低。焙烘时间对PU涂层织物撕裂强度及弯曲长度的影响也可证明树脂向织物内的扩散量是影响PU涂层织物撕破强度的因素。采纳3、6、7号配方PU涂层剂的织物,由于树脂的流动性较好,在较短的时间即可完成向织物内的扩散,因此焙烘时间对PU涂层织物撕裂强度及弯曲长度的影响较小。而用1、4号配方PU涂层剂PU涂层的织物由于其高温流动性较差,树脂向织物内的扩散量受焙烘时间的影响较大,随焙烘时间的延长,树脂向织物内的扩散量提高较大,对纺纱线及纤维的固着作用增加,因此PU涂层织物的撕破强度降低较多。 三、结论1、PU涂层织物撕破强度降低的主要原因是PU涂层剂向织物内扩散后对纺纱线及纤维休闲及形变的影响所引起的。2、降低树脂中增塑剂含量或增塑剂中主增塑剂的含量可降低PU涂层树脂的高温流动性和向织物内的扩散速度,减少PU涂层树脂向织物内的扩散量,降低PU涂层织物的撕破强度损失。3、焙烘时间对PU涂层织物的撕破强度有肯定的影响。IzthoY3W1