硅氧烷功能化石墨烯改性有机硅皮革手感剂的稳(3)
图4 粒径分布系数随pH值的变化曲线Fig.4 Particle size distribution coefficient versus pH value
2.2 成革物理机械性能
表1分别给出了石墨烯改性有机硅为顶层涂饰时对聚氨酯光亮剂和硝化棉光亮剂的影响。
表1 石墨烯改性有机硅皮革物理机械性能测试结果Tab.1 Test results of physical and mechanical properties of graphene-modified silicone leather类型 组别 耐磨耗/级 干擦/级 湿擦/级聚氨酯光亮剂空白组 2-3 4-5 1硅油SF 3 5 4-5石墨烯改性有机硅 4 5 5硝化棉光亮剂空白组 2-3 4-5 1硅油SF 3 4-5 2-3石墨烯改性有机硅 3-4 5 3
从表1中可以看出,硅氧烷功能化石墨烯改性有机硅后,涂层耐磨耗、耐干/湿擦性能均有明显提升,耐磨耗可提升至3-4级以上,干擦可提升至5级,湿擦可提升至3级以上。这是因为硅氧烷功能化石墨烯结构稳定,具有优异的热力学稳定性和物理机械性能[27]。功能化石墨烯片层贯穿于有机硅分子链间,活性—Si—O—CH2CH3水解后—Si—OH与有机硅的—Si—OH形成共价键缔合,加之GO的含氧官能团与有机硅的极性官能团之间形成氢键等分子间作用力,因此硅氧烷功能化石墨烯对有机硅链段具有较好的保护作用[14,28]。同时,石墨烯具有的良好导热性能可将摩擦过程中产生的热量快速均匀地分散到未摩擦区域,从而降低皮革涂层表面温度,提升涂层的物理机械性能[29]。石墨烯改性有机硅对聚氨酯耐磨耗性能的提升较硝化棉明显,这是因为聚氨酯含有氨基甲酸酯键、脲键以及酰胺键等较多的极性官能团[30],与石墨烯、有机硅相容性较硝化棉更强。
3 总结
(1)硅氧烷功能化石墨烯改性有机硅具有良好的耐酸、耐碱性能,石墨烯的片层结构能有效阻止酸、碱对有机硅链端的侵蚀,在pH值为0.5到11.5时,具有极高的稳定性。
(2)硅氧烷功能化石墨烯改性有机硅在酸性条件下同时存在水解和交联反应,此时粒径分布广,Nv(v)的数值较大;在碱性条件下,水解反应较弱,交联反应起主导作用,粒径分布较窄,Nv(v)的数值较小。
(3)硅氧烷功能化石墨烯改性有机硅与聚氨酯光亮剂或硝化棉光亮剂共混应用于皮革顶层涂饰时,涂层耐磨耗性能可提升至3-4级以上,干擦可提升至5级,湿擦可提升至3级以上。基体与石墨烯改性有机硅相容性越强,则成革涂层物理机械性能提升越明显。
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文章来源:《电镀与涂饰》 网址: http://www.ddytszz.cn/qikandaodu/2021/0330/460.html
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