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涂層織物撕破強(qiáng)度研究

涂層織物撕破強(qiáng)度研究

目前用于織物涂層劑的主要聚合物品種有聚氨酯樹(shù)脂、聚丙烯酸酯樹(shù)脂和聚氯乙烯樹(shù)脂,其中以后者應(yīng)用歷史久,用量大。聚氯乙烯理化性能優(yōu)異,它作為氯堿工業(yè)平衡氯的主要產(chǎn)品,原料來(lái)源豐富,消耗不可再生資源少。隨著聚氯乙烯合成及加工新工藝、新技術(shù)的應(yīng)用,其生產(chǎn)、加工成本大幅度降低,現(xiàn)在聚氯乙烯樹(shù)脂已成為合成高聚物中產(chǎn)量高、價(jià)格低、應(yīng)用領(lǐng)域?qū)捛野l(fā)展前景好的品種。近年來(lái),PVC涂層織物發(fā)展迅速,出現(xiàn)了如PVC整芯阻燃輸送帶、PVC輕型輸送帶、高檔防水布、廣告布等新產(chǎn)品,色彩鮮艷,力學(xué)性能優(yōu)良[1]。

目前聚氯乙烯涂層織物存在的普遍問(wèn)題是撕裂強(qiáng)度降低過(guò)高,有的撕裂強(qiáng)度損失高達(dá)50%以上。本項(xiàng)研究以PVC糊樹(shù)脂為原料,通過(guò)對(duì)涂層劑組成及工藝條件的調(diào)整,研究影響聚氯乙烯涂層織物撕裂強(qiáng)度的因素并探討提高其強(qiáng)度的方法。一、實(shí)驗(yàn)1、原材料P-440聚氯乙烯糊樹(shù)脂(PVC);鄰苯二甲酸二辛酯(DOP);己二酸二辛酯(DOA);氯化石蠟(PCL)(含氯量40%);二鹽基硬酸酸鉛;三氧化二銻;重鈣(粒徑3～5μm);滌綸經(jīng)編織物。2、織物涂層工藝在MATHISLIF涂層試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行刀輥式刮涂。涂層工藝條件為:焙烘溫度155℃;焙烘時(shí)間1、1.5、2min。3、PVC涂層織物性能測(cè)試①、涂層織物撕裂強(qiáng)度的測(cè)定采用YG-026型織物強(qiáng)力儀測(cè)定涂層織物撕裂強(qiáng)度,測(cè)試結(jié)果見(jiàn)附表。
涂層織物撕破強(qiáng)度
②、涂層織物柔性的測(cè)試涂層織物制成5×20(cm)試樣條,將試樣平放于水平桌面邊緣處以均勻速度沿試樣長(zhǎng)度方向向桌面外推出,以試樣前端向下彎曲至與桌面垂直時(shí)試樣彎曲部分長(zhǎng)度表示涂層織物柔性,測(cè)試結(jié)果見(jiàn)附表。二、結(jié)果與討論高聚物中加入增塑劑可降低聚合物大分子間作用力,提供大分子鏈段運(yùn)動(dòng)空間,因此增塑劑是一種降低大分子運(yùn)動(dòng)內(nèi)摩擦阻力的潤(rùn)滑劑[2]。聚氯乙烯大分子是極性大分子,分子鏈上大量的極性基團(tuán)使大分子間作用力較大,大分子鏈運(yùn)動(dòng)困難。增塑劑分子進(jìn)入聚氯乙烯分子鏈間可降低了大分子運(yùn)動(dòng)內(nèi)摩擦阻力,微觀上使大分子鏈之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)變得容易,宏觀上使增塑后聚氯乙烯與鏈斷運(yùn)動(dòng)有關(guān)的性能發(fā)生較大的變化,如柔性、高溫流動(dòng)性顯著增加。

實(shí)驗(yàn)中我們選用鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、己二酸二辛酯(DOA)和氯化石蠟(PCL)組成增塑體系。鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、己二酸二辛酯(DOA)為主增塑劑,氯化石蠟(PCL)為輔增塑劑。鄰苯二甲酸二辛酯不僅與聚氯乙烯有極好的相容性(哈金斯參數(shù)χ1=-0.03),與聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(滌綸)也應(yīng)有較好的相容性。鄰苯二甲酸二辛酯結(jié)構(gòu)與聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯大分子結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)非常接近。因此鄰苯二甲酸二辛酯增塑的聚氯乙烯糊樹(shù)脂不僅有較好的高溫流動(dòng)性,同時(shí)也較易向滌綸織物內(nèi)部擴(kuò)散。輔增塑劑氯化石蠟(PCL)的結(jié)構(gòu)雖然與聚氯乙烯相近,但由于其分子量較高,對(duì)聚氯乙烯的增塑效率(改變定量的物理機(jī)械性能所加入增塑劑的量)為220,遠(yuǎn)低于鄰苯二甲酸二辛酯的增塑效率(100)[3]。在鄰苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯和氯化石蠟組成的增塑體系中,當(dāng)樹(shù)脂中增塑劑含量固定時(shí),隨輔增塑劑氯化石蠟含量的提高,混合增塑劑的增塑效率降低[3],樹(shù)脂的高溫流動(dòng)性及樹(shù)脂向滌綸織物內(nèi)擴(kuò)散速度也將降低。

表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,隨樹(shù)脂中增塑劑總含量的提高或輔增塑劑氯化石蠟含量(增塑劑含量固定)的降低,涂層織物的撕裂強(qiáng)度有較大的下降,我們認(rèn)為這是由于涂層劑向紗線間及紗線內(nèi)纖維間擴(kuò)散所造成的。未涂層的織物撕破時(shí),纖維及紗線在外力作用下將較易通過(guò)伸長(zhǎng)和移動(dòng)而集中起來(lái),這使得織物撕破時(shí)同時(shí)有多根紗線抵抗外力的破壞,所以未涂層織物表現(xiàn)出較高的撕裂強(qiáng)度。織物涂層后,擴(kuò)散到織物內(nèi)的樹(shù)脂限制了紗線和纖維的移動(dòng)和變形。這使得涂層織物撕破時(shí),纖維及紗線在外力作用下移動(dòng)集中困難,抵抗撕破力破壞的能力降低。隨樹(shù)脂中增塑劑總含量的提高或輔增塑劑氯化石蠟含量(增塑劑含量固定)的降低,增塑劑的增塑效率將得到提高,涂層劑的高溫流動(dòng)性及向織物內(nèi)的擴(kuò)散能力提高,擴(kuò)散到織物內(nèi)的樹(shù)脂量增加,對(duì)紗線及纖維的固定作用增大,涂層織物的撕破強(qiáng)度進(jìn)一步降低。表中涂層織物的彎曲長(zhǎng)度可表示涂層織物的柔性,彎曲長(zhǎng)度長(zhǎng)則表示涂層織物柔性小。

涂層織物的彎曲長(zhǎng)度雖無(wú)明顯的規(guī)律性(這可能是由于涂層織物的增重較分散造成的),但總的趨勢(shì)是隨樹(shù)脂中增塑劑總含量的提高或輔增塑劑氯化石蠟含量(增塑劑含量固定)的降低,涂層織物的柔性降低。根據(jù)聚合物增塑理論,聚合物中增塑劑含量提高,聚合物的柔性也將提高。涂層織物的柔性不隨增塑劑或主增塑劑含量的提高而增加,我們認(rèn)為這也是由于擴(kuò)散到織物內(nèi)部的樹(shù)脂對(duì)紗線及纖維的固定作用所造成的。隨增塑劑或主增塑劑含量的提高,紗線外部的聚合物的柔性雖有所提高,但加工時(shí)樹(shù)脂向紗線內(nèi)部的滲入量也將提高,增加紗線內(nèi)纖維間的粘結(jié)力,使紗線的柔性降低。其結(jié)果使涂層織物的柔性降低。焙烘時(shí)間對(duì)涂層織物撕裂強(qiáng)度及彎曲長(zhǎng)度的影響也可證明樹(shù)脂向織物內(nèi)的擴(kuò)散量是影響涂層織物撕破強(qiáng)度的因素。采用3、6、7號(hào)配方涂層劑的織物,由于樹(shù)脂的流動(dòng)性較好,在較短的時(shí)間即可完成向織物內(nèi)的擴(kuò)散,因此焙烘時(shí)間對(duì)涂層織物撕裂強(qiáng)度及彎曲長(zhǎng)度的影響較小。而用1、4號(hào)配方涂層劑涂層的織物由于其高溫流動(dòng)性較差,樹(shù)脂向織物內(nèi)的擴(kuò)散量受焙烘時(shí)間的影響較大,隨焙烘時(shí)間的延長(zhǎng),樹(shù)脂向織物內(nèi)的擴(kuò)散量提高較大,對(duì)紗線及纖維的固著作用增加,因此涂層織物的撕破強(qiáng)度降低較多。

三、結(jié)論1、涂層織物撕破強(qiáng)度降低的主要原因是涂層劑向織物內(nèi)擴(kuò)散后對(duì)紗線及纖維運(yùn)動(dòng)及形變的影響所引起的。2、降低樹(shù)脂中增塑劑含量或增塑劑中主增塑劑的含量可降低涂層樹(shù)脂的高溫流動(dòng)性和向織物內(nèi)的擴(kuò)散速度,減少涂層樹(shù)脂向織物內(nèi)的擴(kuò)散量,降低涂層織物的撕破強(qiáng)度損失。3、焙烘時(shí)間對(duì)涂層織物的撕破強(qiáng)度有一定的影響。IzthoY3W1


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