標(biāo)準(zhǔn)集團(tuán)檢測儀器研發(fā)工程師表示，聚氨酯（PU）樹脂是一種熱塑性彈性體，一般是由多異氰酸酯與含羥基的聚酯或聚醚多元醇反應(yīng)制得，分子結(jié)構(gòu)中含有一定量硬鏈段與軟鏈段，這種分子結(jié)構(gòu)為聚氨酯樹脂提供很多優(yōu)異的物理機(jī)械性能，使其應(yīng)用范圍大大拓寬。聚氨酯合成革的主要原材料即是PU樹脂，合成革常用的PU樹脂大部分是由含苯環(huán)的MDI（二苯基甲烷二異氰酸酯）與聚酯或聚醚多元醇制備而成，一般稱為芳香族聚氨酯樹脂；還有部分聚氨酯樹脂是由不含苯環(huán)的HDI（六亞甲基二異氰酸酯）、IPDI（異佛爾酮二異氰酸酯）與聚酯或聚醚多元醇制備，一般稱為脂肪族聚氨酯樹脂。以芳香族聚氨酯樹脂為原料制成的合成革成本低，力學(xué)性能好，但光照容易變色，聚酯型PU樹脂耐水解、耐老化性能差；脂肪族聚氨酯樹脂由于選擇成本較高的IPDI、HDI為原料，所以造成合成革成本也較高，且力學(xué)性能不如芳香族產(chǎn)品，但其耐光性好，不容易產(chǎn)生黃變。目前合成革行業(yè)大多采用芳香族聚氨酯為原料生產(chǎn)加工，因此有必要對影響聚氨酯合成革黃變機(jī)理進(jìn)行深入的研究，再通過合適的分析檢測手段，找到解決聚氨酯合成革黃變問題的有效方案。
造成聚氨酯合成革黃變的機(jī)理分析：
習(xí)慣上，人們把材料相對于初的、期望的性能狀態(tài)發(fā)生的任何變化都叫做“降解”。容易造成聚氨酯合成革黃變降解的因素有很多，基本上可以劃分為兩方面的影響因素。一方面為聚氨酯合成革內(nèi)在因素影響，如生產(chǎn)聚氨酯合成革所選用的PU樹脂的類型，著色劑的種類性能，添加劑的耐光穩(wěn)定性；另一方面為聚氨酯合成革外部因素的影響，如所處環(huán)境中光照、熱、氧、空氣污染物等因素對材料的影響?？傮w上來說，造成聚氨酯合成革制品發(fā)生黃變是幾種因素共同作用， 相互疊加的結(jié)果。
1.內(nèi)在因素對聚氨酯合成革耐黃變性的影響分析：
1.1 聚氨酯樹脂類型對合成革耐黃變性的影響
由于大多數(shù)合成革所用的PU樹脂都采用價格性能都比較優(yōu)異的MDI作為原料，而MDI其分子結(jié)構(gòu)中 由于苯環(huán)直接與異氰酯基團(tuán)連接，苯環(huán)上的大π鍵與臨近的NCO形成共軛。所以，以MDI為原料制成的PU樹脂，在光、熱、氧環(huán)境下，特別是聚氨酯在吸收290nm～400nm紫外線后，容易導(dǎo)致聚氨酯鏈斷裂交聯(lián)，造成聚氨酯制品的力學(xué)性能下降，降解產(chǎn)生發(fā)色基團(tuán)，這是聚氨酯制品產(chǎn)生黃變降解的主要原因。
聚氨酯的這種光降解情況包括兩種形成機(jī)理，*種機(jī)理是：聚氨酯在吸收波長大于340nm的光線后，在MDI上的亞甲基發(fā)生氧化，形成不穩(wěn)定的氫過氧化物，進(jìn)而形成發(fā)色團(tuán)醌- 酰亞胺結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)導(dǎo)致聚氨酯變黃，再進(jìn)一步經(jīng)過氧化生成二醌-酰亞胺結(jié)構(gòu)，后變?yōu)殓晟坏诙N機(jī)理是：聚氨酯在吸收波長小于340nm光后，發(fā)生Photo-Fries重排，生成芳香胺，進(jìn)一步降解產(chǎn)生黃變。而脂肪族聚氨酯樹脂中，不含苯環(huán)等雙鍵結(jié)構(gòu)，因此，脂肪族的PU樹脂耐光性能好，不容易產(chǎn)生黃變。
1.2 著色劑的耐光穩(wěn)定性對聚氨酯合成革耐黃變性的影響
一般日常生活中所使用的PU革制品都會具有一定顏色，這就需要在PU革生產(chǎn)過程中添加著色劑來完成。PU革常用的著色劑主要是色漿和色粉兩種，其主要成分都是顏料。因此，顏料的耐黃變性能的優(yōu)劣也會影響人們對PU制品耐光性能評價。由于不同的顏料如無機(jī)、有機(jī)顏料對光、熱、氧等環(huán)境條件的穩(wěn)定性各不相同，所以含有顏料的聚氨酯制品在光照變色性能方面就會有所差異，在實際使用時應(yīng)充分考慮產(chǎn)品用途與色料選擇之間的關(guān)系，正確選擇合適的著色劑。
1.3 添加劑對聚氨酯合成革耐黃變的影響
通常合成革生產(chǎn)過程中為了解決生產(chǎn)加工中的一些工藝等技術(shù)問題，會在聚氨酯樹脂、或合成革基布中添加一些功能性助劑。有些助劑在一定條件下自身會產(chǎn)生黃變，從而影響聚氨酯制品的顏色，如樹脂中的酚類抗氧化劑、金屬離子、革基布中含氨基的有機(jī)硅助劑等。
2.外部因素對聚氨酯合成革耐黃變的影響分析：
1.1 光、熱、氧環(huán)境對聚氨酯合成革耐光、耐黃變的影響
聚氨酯制品在使用過程中會接觸光、熱、氧等環(huán)境條件，這些環(huán)境條件是誘發(fā)聚氨酯合成革制品產(chǎn)生黃變的主要影響因素。
聚氨酯的熱降解：主要是隨環(huán)境溫度升高時，聚氨酯分子鏈的運動加劇，當(dāng)分子鏈吸收的能量超過分子間化學(xué)鍵的離解能時會產(chǎn)生分子鏈的熱降解或基團(tuán)脫落。
聚氨酯的光降解：主要是受太陽光的影響，這是造成聚氨酯老化的主要外因。一般到達(dá)地面的太陽光中紫外光波長僅在290nm～400nm之間，波長低于290nm的紫外光均被高空的臭氧層所吸收，這部分紫外光僅占到達(dá)地面太陽光強(qiáng)度的6.1%，但卻是引起高分子材料老化的主要因素；太陽的紅外光對高分子材料的老化起加速的作用，因為材料吸收紅外光后轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，熱能加速材料的老化；可見光一般不能引起高分子材料的分子鏈的破壞，但與其它條件一起作用下， 同樣能夠引發(fā)某些高聚物的降解以及含顏料的高分子材料的破壞。
聚氨酯的氧化降解：主要是受空氣中氧的影響。聚氨酯的氧化并不是一個單一的過程，通常是與光照、溫度共同作用影響的。
1.2 空氣中污染物對聚氨酯合成革黃變的影響
由于人類的生產(chǎn)生活活動會向大氣環(huán)境中排放一定量的廢水、廢氣，因此空氣中會含有一定的污染物，如NO2、 SO2、H2S、O3等，這些污染物的存在會與聚氨酯樹脂產(chǎn)生相互作用，而使PU制品發(fā)生變色黃變等降解，所以此類污染物也是聚氨酯合成革產(chǎn)生黃變的一類重要的影響因素。特別是由于聚氨酯合成過程中往往會添加酚類的抗氧化劑，如BHT（2，6-二叔丁基-4-甲基酚），BHT在接觸到氮氧化物（NOx）時，會生成發(fā)色物質(zhì)，而影響聚氨酯制品顏色。
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