بولي يوريثان غير أيوني مائي الأساس ذو ثبات جيد للضوء، يُستخدم في تشطيب الجلود.
تُعدّ مواد طلاء البولي يوريثان عرضةً للاصفرار مع مرور الوقت نتيجةً للتعرض المطوّل للأشعة فوق البنفسجية أو الحرارة، مما يؤثر على مظهرها وعمرها الافتراضي. وبإضافة UV-320 و2-هيدروكسي إيثيل ثيوفوسفات إلى سلسلة البولي يوريثان، تم تحضير بولي يوريثان غير أيوني مائي يتميز بمقاومة ممتازة للاصفرار، وطُبّق على طلاء الجلود. ومن خلال اختبارات فرق اللون، والثبات، والمجهر الإلكتروني الماسح، وطيف الأشعة السينية، وغيرها، تبيّن أن فرق اللون الكلي △E للجلد المعالج بـ 50 جزءًا من البولي يوريثان غير الأيوني المائي المقاوم للاصفرار بلغ 2.9، وأن درجة تغير اللون كانت درجة واحدة، أي أن التغير اللوني كان طفيفًا جدًا. وبالنظر إلى مؤشرات الأداء الأساسية لقوة شد الجلد ومقاومته للتآكل، يتضح أن البولي يوريثان المُحضّر المقاوم للاصفرار يُحسّن مقاومة الجلد للاصفرار مع الحفاظ على خصائصه الميكانيكية ومقاومته للتآكل.
مع تحسن مستويات المعيشة، ازدادت متطلبات المستهلكين لوسائد المقاعد الجلدية، فلم يعد الأمر يقتصر على ضمان سلامتها على الصحة فحسب، بل يشمل أيضاً جمالها. يُستخدم البولي يوريثان المائي على نطاق واسع في طلاء الجلود نظراً لسلامته العالية، وخلوه من التلوث، ولمعانه المميز، وبنيته المشابهة للجلد من حيث تركيبته من أمينو ميثيليدين فوسفونات. مع ذلك، يميل البولي يوريثان المائي إلى الاصفرار عند تعرضه للأشعة فوق البنفسجية أو الحرارة لفترات طويلة، مما يؤثر على عمره الافتراضي. على سبيل المثال، غالباً ما يظهر اصفرار في العديد من مواد البولي يوريثان المستخدمة في صناعة الأحذية البيضاء، أو قد يحدث اصفرار بدرجات متفاوتة عند تعرضها لأشعة الشمس. لذا، من الضروري دراسة مقاومة البولي يوريثان المائي للاصفرار.
توجد حاليًا ثلاث طرق لتحسين مقاومة البولي يوريثان للاصفرار: تعديل نسبة الأجزاء الصلبة واللينة وتغيير المواد الخام من السبب الجذري، وإضافة المواد العضوية والمواد النانوية، والتعديل الهيكلي.
(أ) إن تعديل نسبة الأجزاء الصلبة واللينة وتغيير المواد الخام لا يحل إلا مشكلة اصفرار البولي يوريثان نفسه، ولكنه لا يحل مشكلة تأثير البيئة الخارجية على البولي يوريثان ولا يلبي متطلبات السوق. ومن خلال اختبارات التحليل الحراري الوزني (TG) والمسح الحراري التفاضلي (DSC) ومقاومة التآكل والشد، تبين أن الخصائص الفيزيائية للبولي يوريثان المقاوم للعوامل الجوية المُحضر والجلد المعالج بالبولي يوريثان النقي متطابقة، مما يشير إلى أن البولي يوريثان المقاوم للعوامل الجوية يمكنه الحفاظ على الخصائص الأساسية للجلد مع تحسين مقاومته للعوامل الجوية بشكل كبير.
(ب) كما أن إضافة المواد العضوية والمواد النانوية لها مشاكل مثل كميات الإضافة العالية وضعف المزج الفيزيائي مع البولي يوريثان، مما يؤدي إلى انخفاض في الخصائص الميكانيكية للبولي يوريثان.
(ج) تتميز روابط ثنائي الكبريتيد بقابلية انعكاس ديناميكية عالية، مما يجعل طاقة تنشيطها منخفضة للغاية، ويمكن كسرها وإعادة بنائها عدة مرات. وبسبب هذه القابلية، تنكسر هذه الروابط وتُعاد بناؤها باستمرار تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية، محولةً طاقة الأشعة فوق البنفسجية إلى طاقة حرارية. وينتج اصفرار البولي يوريثان عن الأشعة فوق البنفسجية، التي تُثير الروابط الكيميائية في مادة البولي يوريثان، مما يؤدي إلى انقسام الروابط وإعادة تنظيمها، وبالتالي حدوث تغيرات هيكلية واصفرار البولي يوريثان. لذلك، تم اختبار أداء البولي يوريثان في إصلاح نفسه ومقاومته للاصفرار من خلال إدخال روابط ثنائي الكبريتيد في أجزاء سلسلة البولي يوريثان المائية. وفقًا لاختبار GB/T 1766-2008، كانت قيمة △E هي 4.68، وكان مستوى تغير اللون هو المستوى 2، ولكن نظرًا لاستخدامه ثنائي كبريتيد رباعي فينيلين، والذي له لون معين، فإنه غير مناسب للبولي يوريثان المقاوم للاصفرار.
يمكن لممتصات الأشعة فوق البنفسجية ومركبات ثنائي الكبريتيد تحويل الأشعة فوق البنفسجية الممتصة إلى طاقة حرارية، مما يقلل من تأثيرها على بنية البولي يوريثان. وبإدخال مادة 2-هيدروكسي إيثيل ثنائي الكبريتيد، وهي مادة ديناميكية قابلة للانعكاس، في مرحلة التمدد أثناء تصنيع البولي يوريثان، يتم إدخالها في بنية البولي يوريثان، وهي عبارة عن مركب ثنائي الكبريتيد يحتوي على مجموعات هيدروكسيل تتفاعل بسهولة مع الإيزوسيانات. بالإضافة إلى ذلك، يُستخدم ممتص الأشعة فوق البنفسجية UV-320 لتحسين مقاومة البولي يوريثان للاصفرار. ونظرًا لسهولة تفاعل UV-320، الذي يحتوي على مجموعات هيدروكسيل، مع مجموعات الإيزوسيانات، يمكن أيضًا إدخاله في أجزاء سلسلة البولي يوريثان واستخدامه في الطبقة الوسطى من الجلد لتحسين مقاومة البولي يوريثان للاصفرار.
من خلال اختبار اختلاف اللون، تبين أن مقاومة البولي يوريثان المقاوم للاصفرار جيدة. ومن خلال اختبارات TG وDSC ومقاومة التآكل والشد، تبين أن الخصائص الفيزيائية للبولي يوريثان المقاوم للعوامل الجوية والجلد المعالج بالبولي يوريثان النقي متطابقة، مما يشير إلى أن البولي يوريثان المقاوم للعوامل الجوية يمكنه الحفاظ على الخصائص الأساسية للجلد مع تحسين مقاومته للعوامل الجوية بشكل كبير.
تاريخ النشر: 21 ديسمبر 2024
