פוליאוריטן לא יוני על בסיס מים עם עמידות טובה לאור ליישום בגימור עור
חומרי ציפוי פוליאוריטן נוטים להצהיב עם הזמן עקב חשיפה ממושכת לאור אולטרה סגול או חום, דבר המשפיע על המראה שלהם ועל חיי השירות שלהם. על ידי הכנסת UV-320 ו-2-הידרוקסיאתיל תיפוספט לתוך שרשרת הפוליאוריטן, הוכן פוליאוריטן לא יוני על בסיס מים עם עמידות מצוינת להצהבה ויושם על ציפוי העור. באמצעות בדיקות הבדל צבע, יציבות, מיקרוסקופ אלקטרונים סורק, ספקטרום קרני רנטגן ובדיקות אחרות, נמצא כי הפרש הצבע הכולל △E של העור שטופל ב-50 חלקים של פוליאוריטן לא יוני על בסיס מים עם עמידות מצוינת להצהבה היה 2.9, דרגת שינוי הצבע הייתה דרגה 1, והיה רק שינוי צבע קל מאוד. בשילוב עם מדדי הביצועים הבסיסיים של חוזק מתיחה ועמידות בפני שחיקה של העור, נראה כי הפוליאוריטן העמיד להצהבה שהוכן יכול לשפר את עמידות הצהבה של העור תוך שמירה על תכונותיו המכניות ועמידותו בפני שחיקה.
ככל שרמת החיים של אנשים השתפרה, לאנשים יש דרישות גבוהות יותר לכריות מושב מעור, לא רק הנדרשות מכך שהן לא יהיו מזיקות לבריאות האדם, אלא גם דורשות שהן יהיו אסתטיות. פוליאוריטן על בסיס מים נמצא בשימוש נרחב בחומרי ציפוי עור בשל בטיחותו המעולים וביצועיו ללא זיהום, הברק הגבוה שלו ומבנה אמינו מתילידיןפוספונט הדומה לזה של עור. עם זאת, פוליאוריטן על בסיס מים נוטה להצהיב תחת השפעה ארוכת טווח של אור אולטרה סגול או חום, דבר המשפיע על חיי השירות של החומר. לדוגמה, חומרי פוליאוריטן רבים לנעליים לבנות נראים לעתים קרובות צהובים, או במידה זו או אחרת, יהיו מצהיבים תחת קרינת אור השמש. לכן, חיוני ללמוד את העמידות להצהבה של פוליאוריטן על בסיס מים.
כיום ישנן שלוש דרכים לשפר את עמידות הפוליאוריטן להצהבה: התאמת יחס הקטעים הקשים והרכים ושינוי חומרי הגלם מהשורש, הוספת תוספים אורגניים וננו-חומרים, ושינוי מבני.
(א) התאמת היחס בין מקטעים קשים ורכים ושינוי חומרי הגלם יכולים רק לפתור את בעיית הנטייה להצהבה של הפוליאוריטן עצמו, אך אינם יכולים לפתור את השפעת הסביבה החיצונית על הפוליאוריטן ואינם יכולים לעמוד בדרישות השוק. באמצעות בדיקות TG, DSC, עמידות בפני שחיקה ומתיחה, נמצא כי התכונות הפיזיקליות של הפוליאוריטן העמיד בפני מזג אוויר שהוכן והעור שטופל בפוליאוריטן טהור היו עקביות, דבר המצביע על כך שהפוליאוריטן העמיד בפני מזג אוויר יכול לשמור על התכונות הבסיסיות של עור תוך שיפור משמעותי של עמידותו בפני מזג אוויר.
(ב) הוספת תוספים אורגניים וננו-חומרים כרוכה גם בבעיות כגון כמויות גבוהות של הוספה וערבוב פיזיקלי לקוי עם פוליאוריטן, וכתוצאה מכך ירידה בתכונות המכניות של הפוליאוריטן.
(ג) לקשרי דיסולפיד יש יכולת הפיכה דינמית חזקה, מה שהופך את אנרגיית השפעול שלהם לנמוכה מאוד, והם יכולים להישבר ולבנות מחדש מספר פעמים. בשל יכולת ההפיכות הדינמית של קשרי דיסולפיד, קשרים אלה נשברים ונבנים מחדש כל הזמן תחת הקרנת אור אולטרה סגול, מה שממיר אנרגיית אור אולטרה סגול לשחרור אנרגיית חום. הצהבה של פוליאוריטן נגרמת על ידי הקרנת אור אולטרה סגול, אשר מעוררת את הקשרים הכימיים בחומרי פוליאוריטן וגורמת לתגובות של ביקוע וארגון מחדש של קשרים, מה שמוביל לשינויים מבניים ולהצהבה של פוליאוריטן. לכן, על ידי הכנסת קשרי דיסולפיד למקטעי שרשרת פוליאוריטן על בסיס מים, נבדקו ביצועי הריפוי העצמי והעמידות להצהבה של פוליאוריטן. על פי מבחן GB/T 1766-2008, △E היה 4.68, ודרגת שינוי הצבע הייתה רמה 2, אך מכיוון שנעשה שימוש בטטרפנילן דיסולפיד, בעל צבע מסוים, הוא אינו מתאים לפוליאוריטן עמיד להצהבה.
סופגי אור אולטרה סגול ודיסולפידים יכולים להמיר את האור האולטרה סגול הנספג לאנרגיית חום כדי להפחית את השפעת קרינת האור האולטרה סגול על מבנה הפוליאוריטן. על ידי הכנסת החומר הדינמי ההפיך 2-הידרוקסיאתיל דיסולפיד לשלב ההתרחבות של סינתזת הפוליאוריטן, הוא מוחדר למבנה הפוליאוריטן, שהוא תרכובת דיסולפידית המכילה קבוצות הידרוקסיל שמגיבה בקלות עם איזוציאנט. בנוסף, מוצג סופג אולטרה סגול UV-320 כדי לשתף פעולה עם שיפור עמידות הפוליאוריטן לצהוב. UV-320 המכיל קבוצות הידרוקסיל, בשל תכונתו של תגובה קלה עם קבוצות איזוציאנט, ניתן להכניס אותו גם לקטעי שרשרת הפוליאוריטן ולהשתמש בו בשכבת האמצע של עור כדי לשפר את עמידות הצהוב של הפוליאוריטן.
באמצעות בדיקת הפרשי צבע, נמצא כי עמידות הפוליאורית העמידה בפני צהוב היא תוצאה של בדיקות TG, DSC, עמידות בפני שחיקה ומתיחה, נמצא כי התכונות הפיזיקליות של הפוליאוריתן העמיד בפני מזג אוויר שהוכן והעור שטופל בפוליאוריתן טהור היו עקביות, דבר המצביע על כך שהפוליאוריתן העמיד בפני מזג אוויר יכול לשמור על התכונות הבסיסיות של עור תוך שיפור משמעותי של עמידותו בפני מזג אוויר.
זמן פרסום: 21 בדצמבר 2024