人造皮革的比較及PU合成革在汽車內(nèi)飾中的應(yīng)用

1、序號：192 學(xué)號：2013211963 姓名：陳茜 學(xué)院：化學(xué)與化工學(xué)院 班級：高分子材料與工程13-2班 翡翠湖校區(qū)人造皮革的比較及PU合成革在汽車內(nèi)飾中的應(yīng)用摘 要 :闡述了汽車內(nèi)飾革由傳統(tǒng)的聚氯乙烯 ( PVC) 人造革逐漸向高性能聚氨酯 ( PU ) 合成革發(fā)展的趨勢, , 同時就 PU 合成革與 PVC 人造革在性能與結(jié)構(gòu)上做出了比較,并對PU合成革今后汽車內(nèi)飾用革的發(fā)展提出了一些見解;同時提出了汽車內(nèi)飾革發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的目標(biāo)。關(guān)鍵詞 : 汽車內(nèi)飾; PU合成革; PVC人造革；比較；應(yīng)用；現(xiàn)狀 ; 前景Application of PU Synthetic Leather in A

2、utomobile Interior TrimYaoHeping GuanJunbo（Anhui Anli Artificial Leather Co.Ltd,Hefei 230601)Abstract: The dedevelopment trend of automobile in teriort trim from traditional PVCLeather to high performance PU synthetic leather was expatiated .It has also analyzed different production technique,produc

3、tion methods and the corresponding performance of different automobile in teriort trim lether.The objective of recycled development economics of automobile in teriort trim synthetic lether was referedKey words: automobile in teriort trim; PU synthetic leather; application1 前言由于人口增長、環(huán)境保護和社會需求的不斷增加，真皮

4、已經(jīng)無法滿足人們?nèi)粘Ｉ畹男枰?，特別是真皮的加工過程中造成了環(huán)境的極大污染，有限的天然資源日益短缺，因此合成皮革應(yīng)運而生。人造皮革作為天然皮革的替代品，不僅能夠克服真皮利用率低、耐磨性差、撕裂強度低、質(zhì)地不勻和難以裁剪等缺點，而且解決了真皮資源日趨緊張及其在加工過程中對環(huán)1境造成極大污染的問題 。人造皮革因具有手感柔軟，紋路清晰、自然，成品色牢度好，易清洗，阻燃性和散熱性好，易于機械打孔等優(yōu)點而被廣泛用于汽車內(nèi)飾領(lǐng)域。隨著中國汽車產(chǎn)量的不斷提高，汽車用革量也在大幅提高。2人造皮革發(fā)展過程人造皮革發(fā)展基本經(jīng)歷了三個階段: 20 世紀(jì)30年代出現(xiàn)了以PVC 高分子材料涂敷的人造革 ,在天然革的替代

5、上實現(xiàn)了工業(yè)化的實際應(yīng)用,這是人造皮革的第一代產(chǎn)品; 到了20 世紀(jì)60 年代,隨著聚氨酯工業(yè)和非織造布技術(shù)在人工革上的應(yīng)用 ,誕生了第二代合成革; 超細(xì)纖維 PU 合成革的出現(xiàn)是第三代人造皮革。3人造皮革的原材料性能比較人造皮革按照涂覆層材料的不同，可以分為PVC人造皮革和PU 人造皮革，PU 人造皮革包含一般PU 革和超細(xì)纖維革。3. 1 PVC 人造皮革20世紀(jì)30年代出現(xiàn)的PVC 人造皮革實現(xiàn)了替代天然皮革的工業(yè)化實際應(yīng)用目標(biāo)，這是第1代人造皮革產(chǎn)品。這種皮革有很多缺點。a. PVC樹脂涂層與基布的粘結(jié)性差、手感僵硬、柔軟度差和透氣性差等。b. 環(huán)保性較差，這是PVC人造皮革最大的缺陷

6、。在PVC 的生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生和釋放出有劇毒的二噁英；另外，PVC 產(chǎn)品的添加劑（如增塑劑和阻燃劑等）中也含有一些對人體危害較大的醛類、苯類揮發(fā)性化合物。所以PVC人造皮革用于汽車內(nèi)飾會污染車內(nèi)環(huán)境影響車內(nèi)環(huán)境感官品質(zhì)。c. PVC垃圾處理問題很棘手，無論是燃燒還是掩埋都會產(chǎn)生和釋放出對土地和水有污染的二噁英和含氯化合物，而PVC的回收利用又非常困難。因此，雖然PVC人造皮革在汽車內(nèi)飾用人造皮革產(chǎn)品中仍占主導(dǎo)地位，但其綜合性能已不適應(yīng)市場發(fā)展的要求。在人類日益關(guān)注環(huán)保和健康的今天，PVC人造皮革將逐漸被淘汰。3. 2 PU 人造皮革3. 2. 1 一般PU 革20世紀(jì)60年代，隨著聚氨酯材料和

7、非織造布技術(shù)在人造皮革上的應(yīng)用，誕生了第2代人造皮革一般PU 革。聚氨酯是一種新興的有機高分子材料，具有以下優(yōu)點。 a.強度高，薄而有彈性，柔軟、潤滑，透氣性好，并可防水。b. 低溫下仍具有較好的抗張強度和撓曲強度，有較好的耐光老化性和耐水解穩(wěn)定性。 c. 柔韌、耐磨，外觀和性能均接近天然皮革，易洗滌去污，易縫制。d.表面光滑、緊密，可進(jìn)行多種表面處理及染色，品種多樣?？梢?，高性能的聚氨酯作為汽車內(nèi)飾材料，能提供優(yōu)異的耐磨性能和耐水解性能，同時還滿足低揮發(fā)的要求。3. 2. 2 超細(xì)纖維革超細(xì)纖維革簡稱超纖革，是人造皮革中的一種新研制開發(fā)的高檔皮革。因具有耐磨、耐寒、透氣、耐老化、質(zhì)地柔軟和外

8、觀漂亮等優(yōu)點，已成為代替天然皮革的理想材料 2 。4. 結(jié)構(gòu)仿真性的比較隨著非織造布技術(shù)在人工革加工中的應(yīng)用,使PU 合成革具有類似天然皮革的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),通過濕法加工工藝,革表面形成了一層類似真皮粒面結(jié)構(gòu)的致密層 ,從而使PU 合成革的外觀、內(nèi)在結(jié)構(gòu)、 物理特性都更接近于天然革。超細(xì)纖維PU 合成革的出現(xiàn)是人造皮革發(fā)展的一大突破,它在PU 合成革的基礎(chǔ)上更進(jìn)了一步 。通過對真皮微觀結(jié)構(gòu)的研究積累,已成功開發(fā)出具有類似皮革膠原結(jié)構(gòu)的束狀超細(xì)纖維。該產(chǎn)品采用具有開孔結(jié)構(gòu)的 PU 浸漬、復(fù)合面層加工技術(shù),發(fā)揮了超細(xì)纖維巨大表面積和強烈的吸水性作用,具有了天然革所固有的吸濕特性,因而無論從內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu),

9、還是外觀質(zhì)感及物理特性和人們穿著舒適性等方面,均能與高級天然皮革相媲美。PVC 人造革僅采用針織或機織布作為底基,其結(jié)構(gòu)性能無法與 PU 合成革相比,更無法與超纖革相比,僅是外觀上接近天然革,綜合性能已不適應(yīng)市場發(fā)展的變化要求。5. 汽車 P U內(nèi)飾革的應(yīng)用及發(fā)展5. 1 干法 P U 汽車內(nèi)飾革干法 P U 合成革的加工就是在織物表面上涂上一層 P U 樹脂 , 目前應(yīng)用的織物主要是加密彈力針織布 ,在加工過程中通過分段加溫干燥使?jié){料中的溶劑揮發(fā) , P U 樹脂被固化 ,與織物層緊密結(jié)合 ,從而形成致密層。為了提高樹脂與基布的粘合強度, 可使用雙組分粘接樹脂; 同時在加工過程中,也可通過預(yù)

10、發(fā)泡或者添加表面活性劑等方法 , 在織物表面形 成微孔的聚合物層 ,從而具備與濕法工藝相似的透氣微孔。雖然干法 P U 合成革在手感豐滿度 , 回彈性方面較差,但其在耐磨 、 耐刮性 、 耐水解、 耐候性方面卻較好 ,同時生產(chǎn)加工過程中 V O C 含量低, 基本無氣味,并且價格較低、手感柔軟 、 輕薄 ,表面真皮感 強, 因此目前已被廣泛地應(yīng)用于汽車靠手和坐墊上。5. 2 濕式 P U 汽車內(nèi)飾革濕式聚氨酯合成革生產(chǎn)工藝主要是將聚氨酯樹脂通過浸漬或涂覆于基材上 ,然后進(jìn)行水洗使附著于基布上的樹脂凝結(jié)固化成半成品, 結(jié)合離型紙貼面 、 磨面、 壓花及其它后處理工藝制成不同種類 、 風(fēng)格各異的產(chǎn)

11、品, 是天然皮革的優(yōu)良替代品 。其一般特點是 : 合成革的耐低溫性及透氣 、透濕性較好 ,手感豐滿, 回彈性好 ,整體真皮感強 。但耐水解性 、 耐刮性稍差,成本相對干法 P U 革較高 。目前,國內(nèi)實力雄厚的 P U 合成革生產(chǎn)企業(yè) ,正積極開發(fā)應(yīng)用新型功能性 P U樹脂漿料, 這種樹脂采用了耐久性好的聚碳酸酯 、 聚己內(nèi)酯多元醇及耐黃變的異佛爾酮二異氫酸酯等作為主要原料聚合而成 4。由這種樹脂制成的 P U 合成革具有更優(yōu)良的力學(xué)性能及耐水解性 、 耐熱性、耐氧化性、耐磨性,因此已廣泛應(yīng)用于汽車扶手、座椅、門護板等方面 ,具有真皮感強 、 手感柔軟 、 彈性好 、 外觀豪華 、 光澤自然等

12、特點 。這種 P U 合成革已逐步為汽車生產(chǎn)廠商所認(rèn)同并深受歡迎 ,發(fā)展前途非常廣闊 55. 3 環(huán)保型 P U 汽車內(nèi)飾革由于國內(nèi)外 P U合成革生產(chǎn)工藝中普遍采用D M F 為溶劑,其濕法工藝通過水萃取濕法漿料中的溶劑使聚氨酯樹脂凝固在織物上, 其中可揮發(fā)溶劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá) 30% 40%, 因此不利于操作人員健康 ,同時對環(huán)境造成影響。環(huán)保型的 P U 合成革, 主要是由水性樹脂 、高固含量樹脂、 以及 T P U 所生產(chǎn) 。由于水性樹脂及 T P U不含溶劑,高固含量樹脂僅含少量溶劑,因此生產(chǎn)過程中對環(huán)境影響小, 所生產(chǎn)的合成革殘留溶劑少 ,V O C 含量低 ,且能耗低。但水性樹脂生產(chǎn)的

13、 P U 合成革因比溶劑型的 P U 合成革在強度 、 耐刮、耐磨等方面略有欠缺, 且價格昂貴 , 而采用 T P U 生產(chǎn)的合成革則加工過程較為困難 , 因此環(huán)保型汽車聚氨酯合成革開發(fā)方向主要是采用高固含量樹脂生產(chǎn) 。國內(nèi)外 P U 合成革公司在高固含量樹脂的應(yīng)用方面進(jìn)行了積極的探索 , 如以德國拜耳的高固含量樹脂為原料其中樹脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 98%, 少量為溶劑 ,加入匹配的架橋劑和促進(jìn)劑, 通過多刀涂敷 ,并 在一定溫度下固化, 形成面層、可發(fā)泡的中間層 、 粘接層, 達(dá)到真皮的手感和強度, 同時能大幅度地減少溶劑的使用 。但目前由于高固含量樹脂生產(chǎn)的合成革成本很高 ,因此這種合成革在國內(nèi)外

14、汽車內(nèi)飾方面的應(yīng)用還沒有重大突破 。5. 4 超細(xì)纖維 P U 汽車內(nèi)飾革隨著超細(xì)纖維技術(shù)的發(fā)展 ,國內(nèi)已有很多廠家能夠生產(chǎn)超細(xì)纖維 P U 合成革 ,它是采用與天然皮革中束狀膠原纖維結(jié)構(gòu)與性能相似的超細(xì)纖維, 制成具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高密度無紡布 ,再填充性能優(yōu)異且具有開式微孔結(jié)構(gòu)的 P U樹脂加工處理而成。這種 P U 合成革在外觀、機械強度 、彈性、耐化學(xué)物質(zhì)穩(wěn)定性等方面都與天然皮革十分相似, 并且手感也非常輕薄。中國 、 日本 、 韓國等超細(xì)纖維企業(yè)已進(jìn)行了這方面的研發(fā)工作 ,目前正積極。向汽車領(lǐng)域推廣 ,拓展了超細(xì)纖維 P U合成革在汽車內(nèi)飾革領(lǐng)域中的應(yīng)用66 汽車內(nèi)飾革的循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟

15、隨著科技的進(jìn)步,社會對清潔化、 節(jié)約化生產(chǎn)提出了越來越高的要求 ,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟成為企業(yè)追求的目標(biāo)。在報廢車輛處理方面,歐盟法律要求: 汽車制造商到 2006年要負(fù)責(zé)處置所有報廢汽車, 至少汽車總質(zhì)量 85% 的材料都必須回收利用 ,其它 15%材料采用垃圾掩埋法處理 ; 到 2015年這 2個比例將分別為 95% 和 5%。當(dāng)前國內(nèi)金屬材料部分已經(jīng)能夠充分回收利用, 而非金屬材料包括座椅和內(nèi)飾材料 ,由于回收成本較高且回收工藝復(fù)雜 , 在回收 P U汽車合成革方面尚沒有成熟的技術(shù),可持續(xù)生產(chǎn)的回收幾乎為零。據(jù)了解,國外大的汽車革制造商,已研發(fā)投產(chǎn)了回收軟 P V C 樹脂裝置, 采用 V i

16、n y L o o p 批量工藝, 可從 1萬 t /a 廢塑料 ( 大多由 P V C 組成 ) 再生出 8500t /a P V C 。該技術(shù)采用丁酮混合物在 100 140和加壓下溶解 P V C 及其添加劑 ,然后利用離心沉淀生成均相的軟 P V C , 其中丁酮混合溶劑可循環(huán)使用。通過該裝置所回收的 P V C 樹脂其純度較高,并可連續(xù)生產(chǎn) P V C 人造革 ,從而實現(xiàn)了 P V C 人造革的循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟。 P U 合成革是否可以借鑒回收 P V C 合成革的方法,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟 ,從而達(dá)到回收 P U 革廢料, 使之變廢為寶, 也是當(dāng)今一項重要的研究課題 。7 結(jié)束語近年來, 中國

17、無論是 P V C 人造革還是 P U 合成革, 在產(chǎn)量及質(zhì)量方面, 都有了顯著地進(jìn)步, 特別是P U 合成革產(chǎn)量和規(guī)模更是居世界領(lǐng)先 。但國內(nèi)目前 P U 合成革的應(yīng)用還主要集中在箱包 、鞋、靴、文具等低技術(shù)含量 、低附加值的產(chǎn)品上。隨著汽車內(nèi)飾對 P U 合成革需求的不斷增長,國內(nèi) P U 合成革廠商必須抓住汽車零部件對 P U 合成革需求增長的機遇 ,重視技術(shù)研究 , 強化自主創(chuàng)新能力, 掌握核心技術(shù) ,積極探索 P U 合成革在汽車內(nèi)飾產(chǎn)品中的應(yīng)用 ,不斷開發(fā)新材料 、 新工藝, 樹立國內(nèi) P U 合成革在汽車內(nèi)飾應(yīng)用領(lǐng)域具有核心競爭力的自主品牌。參考文獻(xiàn)1 廖正品.聚氨酯在人造革合成革工業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展前景.中國