利用水性聚氨酷直接刮涂制備的合成革涂層扁平、透濕量差，達(dá)不到真皮的豐滿度與觸感，無法滿足人們的生活需求，而發(fā)泡技術(shù)正是針對解決涂層扁平、透濕量、豐滿度差等性能的有效途徑圈。因此，近年來越來越多的研究人員對合成革用水性聚氨酷發(fā)泡技術(shù)的興趣有增不減，而不忘大量的研究與探討。

 

　　2. 1化學(xué)發(fā)泡技術(shù)

 

　　化學(xué)發(fā)泡是利用漿料中的發(fā)泡劑在受熱條件下，釋放出一種或多種氣體，進(jìn)而促使聚合物基體發(fā)泡。該發(fā)泡方法往往需要比較高的溫度，如AC發(fā)泡劑的分解溫度在190℃以上。但物理發(fā)泡技術(shù)是目前水性聚氨酷發(fā)泡較為流行的發(fā)泡技術(shù)，它是利用機(jī)械攪拌的方式向漿料中引入空氣。所用發(fā)泡劑降低了漿料的表而張力o }}，將引入的空氣包裹住，形成一個個氣泡，經(jīng)過干燥后，形成具有泡孔結(jié)構(gòu)的環(huán)保性合成革。這種技術(shù)不會向外界釋放有毒性氣體，從而不會對人體及環(huán)境造成傷害。該技術(shù)所用的發(fā)泡劑既有疏水親油的碳鏈分子又有親水疏油的基團(tuán)，在水性漿料中，親油部分與親水部分之間相互作用，從而形成親水基團(tuán)朝外、親油部分朝內(nèi)的一個界而，正是因為這個界而的存在才使其具有發(fā)泡、增容、分散等作用。

 

　　羅曉民等人o }}利用德國Stock-hausen公司生產(chǎn)的Stickal STA以及Stockal SR作為發(fā)泡劑和穩(wěn)泡劑，采用機(jī)械攪拌的方法制備水性聚氨a泡孔層漿料。然后將制備好的漿料直接涂覆到基布上，經(jīng)過烘干，即得到所需的合成革貝斯。這種方法所得到的貝斯與溶劑型貝斯的微孔結(jié)構(gòu)有一定差距，但其在生產(chǎn)過程中沒有DMF以及有毒氣體揮發(fā)，使用更加環(huán)保。

 

　　蘇奕富等人網(wǎng)采用脂肪醇硫酸鹽類表而活性劑作為發(fā)泡劑，脂肪酸鹽類表而活性劑作為勻泡劑。然后將混合好的漿料先通過空氣流量為2-4L /min的發(fā)泡機(jī)發(fā)泡，再利用分散機(jī)在轉(zhuǎn)度為800一1 200r/min的條件下進(jìn)行勻泡，繼而將漿料涂覆在基布上，烘干可得到泡孔大小均勻、緊密的合成革。這種方法相比于上一種方法，多微孔結(jié)構(gòu)里的泡孔更加均勻、細(xì)密，不會因為局部的泡孔大小不一，使產(chǎn)品表而出現(xiàn)凹點(diǎn)，影響貝斯的表而平整性。

 

　　戴家兵等人叫采用硫酸鹽類和脂肪酞胺類表而活性劑作為穩(wěn)泡劑、十二烷基硫酸鈉作為分散劑。在刮涂工藝之前，將漿料置于攪拌狀態(tài)下加入穩(wěn)泡劑和分散劑，并采用壓縮空氣的方式對漿料進(jìn)行鼓包，其鼓包的速度控制在0. 2一0. 8m3 /h，然后在600一1 OOOr/min條件下攪拌5一l Omin即得到水性聚氨酷發(fā)泡層用漿料。這種方法制備泡孔的速度快，泡孔的穩(wěn)定性好，并且該工藝方便易操作，可以連續(xù)化生產(chǎn)，非常適合工業(yè)化生產(chǎn)。

 

　　羅曉民等人Czo7采用煙臺華大化學(xué)有限公司的SR,ST作為發(fā)泡劑，并加入不同類型的填料。他們將混合均勻的漿料在機(jī)械攪拌條件下，攪拌20min即得到所需發(fā)泡層漿料，然后刮涂到基布上，放入105℃的烘箱中烘干。后以泡孔結(jié)構(gòu)、透氣透濕性能、機(jī)械性能等指標(biāo)，考察不同填料給貝斯帶來的影響。結(jié)果表明:添加了木質(zhì)素(NA)的貝斯的泡孔結(jié)構(gòu)更優(yōu)良，其透濕氣量達(dá)到700 mg/lOcmz·24 h、厚度變化率為42. 85 %，但機(jī)械性能有所降低，撕裂強(qiáng)度降低了SN/mm,剝離強(qiáng)力降低了2N/25mmo

 

　　蔣坤閉討論了不同發(fā)泡劑對水性聚氨酷涂層泡孔結(jié)構(gòu)的影響。好的發(fā)泡劑能夠制備出均勻、穩(wěn)定的泡孔，而泡孔結(jié)構(gòu)能夠直接影響發(fā)泡層的衛(wèi)生}h}能、手感以及機(jī)械強(qiáng)度。因此，該研究將混合好的漿料放入發(fā)泡機(jī)中發(fā)泡，然后將漿料刮涂在帶凹槽的玻璃中，烘干即得到水性聚氨酷發(fā)泡層，通過掃描電鏡觀察其泡孔結(jié)構(gòu)，圖2表征了添加各發(fā)泡劑所制得的泡孔狀況。

 

　　如圖2所示:從泡孔結(jié)構(gòu)性、泡孔的密度及均勻性等方而分析，結(jié)果表明發(fā)泡劑Ecoma F一911的綜合性能優(yōu)，其100%氣泡時間為3 min，靜置3h泡沫殘存量為92 %。采用該發(fā)泡劑制備的發(fā)泡層透濕率為4258/mz·24 h、成肌性為84 %、柔軟度6. 0、平整程度5級、斷裂強(qiáng)度達(dá)到6. 25 MPa、斷裂伸長307. 27%·

 

　　2. 3微球發(fā)泡技術(shù)

 

　　微球發(fā)泡技術(shù)是利用添加在漿料中的發(fā)泡粉，在受熱過程中膨脹而起到發(fā)泡的效果。這種發(fā)泡粉是一種微小的球形空心熱塑性聚合物粒子，它的直徑一般在8一60 N,m，當(dāng)加熱時，小球的外殼變軟，體積發(fā)生極大的變化。一個完全膨脹的微球，它的體積增大一般為其原來的40一60倍，但其外殼結(jié)構(gòu)并不會受到破壞，并且還具有很好的彈性。該技術(shù)的發(fā)泡溫度一般控制在70一250℃之間。

 

　　王珊珊巨’〕等人將微球發(fā)泡粉、有機(jī)硅流平劑、消泡劑以及增稠劑等助劑，加入到水性聚氨酷中制得合成革漿料，然后經(jīng)刮涂、烘干、冷卻得到合成革發(fā)泡層。研究了微球發(fā)泡粉對發(fā)泡后水性聚氨酷合成革發(fā)泡層的泡孔結(jié)構(gòu)、衛(wèi)生性能、發(fā)泡倍率、成肌性以及比表而積等性能的影響。結(jié)果表明:水性聚氨酷和微球發(fā)泡粉的相容}h}良好，發(fā)泡后的合成革泡孔層的泡孔均勻、細(xì)密、氣系數(shù)為260cm2/satm、比表而積達(dá)到0.297 Sm2/g，發(fā)泡倍率可控制在2一5倍，圖3為微球發(fā)泡的泡孔結(jié)構(gòu)的截而形貌圖。

 

　　王艷麗圈等人將微球發(fā)泡技術(shù)與機(jī)械攪拌技術(shù)相結(jié)合，充分利用兩者的優(yōu)勢制備出性能更加優(yōu)越的合成革發(fā)泡層。該技術(shù)在水性聚氨酷漿料中加入了有機(jī)硅微球發(fā)泡粉、機(jī)械攪拌發(fā)泡表而活性劑、穩(wěn)泡劑、增稠劑等助劑，通過機(jī)械攪拌發(fā)泡到一定程度后，再經(jīng)過加熱進(jìn)行微球發(fā)泡。由于微球本身的玻璃化溫度以及機(jī)械性能等特性，在干燥過程中，與機(jī)械攪拌發(fā)泡相比，不易出現(xiàn)泡孔融合、破裂，表而塌陷等現(xiàn)象。單純的微球發(fā)泡手感偏硬，機(jī)械發(fā)泡技術(shù)的引進(jìn)，從而有效的降低了其硬度，手感更加貼近真皮。

 

　　2. 4酸浴破乳發(fā)泡技術(shù)

 

　　酸浴破乳發(fā)泡技術(shù)采用的是陰離子型水性聚氨酷，它能夠在水溶液中穩(wěn)定存在，并形成雙電層結(jié)構(gòu)Cz3 -za7將刮涂好的水性聚氨酷漿料浸入到酸浴中，系統(tǒng)中的梭酸鹽與氫離子相互置換，形成親水性較小的梭酸，這時雙電子層被破壞，乳液粒子相互接觸，發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的變形，與此同時一部分水進(jìn)入到水性聚氨酷乳粒中。當(dāng)破乳完成后，在烘干過程中，除了乳液粒子之間相互接觸、融合之外，粒子內(nèi)部的水受熱變?yōu)樗魵?，揮發(fā)后留下微孔，這樣就形成具有一定機(jī)械強(qiáng)度的微孔薄膜。

 

　　于吉鵬Czs7僅采用乙酸和去離子水作為酸性凝固浴的原料。將水性聚氨酷漿料調(diào)配好后，用轉(zhuǎn)速為2 OOOr/min的分散機(jī)分散均勻，再靜置24 h自然消泡。然后，將漿料刮涂后，迅速放入酸性凝固浴中，置換l Omin待破乳凝固徹底后取出，清洗干凈、烘干即得到多微孔薄膜。

 

　　結(jié)果表明:漿料的:^x度在2400cps可以成膜，其在2 600cps佳;pH值控制在3一3. 5較好;酸浴破乳法與自烘干刮涂法相比，其制備的薄膜的機(jī)械強(qiáng)度基本相同，抗張強(qiáng)度與斷裂伸長分別為450kg/cm2,590 %;并且其表而和截而都具有微多孔結(jié)構(gòu)，當(dāng)加入木粉后，多孔結(jié)構(gòu)更加豐富，但是與溶劑型聚氨}a水浴置換法制備的薄膜相比，還是有一定的差距。

 

　　施凌山Cz}7等人在酸性水浴中加入了破乳劑和交聯(lián)劑，并且在水性聚氨酷漿料中加入了明膠水溶液，使置換更加迅速、徹底。將經(jīng)過水性聚氨酷漿料刮涂的基布放入酸浴中破乳，漿料溫度在20一50 }C ,凝固溫度控制在20 } 80}C、待交聯(lián)徹底后，取出、清洗至pH值為6一7、烘干。該法與溶劑型多孔薄膜相比，能夠有效避免了DMF溶劑的揮發(fā)與殘留的問題。

 

　　酸浴破乳法不僅可以制備多微孔性薄膜還可以處理應(yīng)用于合成革的基布，使其具有多微孔結(jié)構(gòu)的同時還具似真皮的手感。施凌山圈等人將水性聚氨酷、水、填料(粒徑大于400目)配制成基布浸漬液，將無紡布浸沒于浸漬液，控制其帶液率為30%-90 %，浸漬溫度也控制在20一SO}C，然后經(jīng)過酸浴破乳液凝固破乳徹底后取出烘干，即得到具有多孔性的填充物，填充在無紡布基布中，使其在手感與外觀上更貼近真皮。

 

　　隨著合成革工業(yè)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)油性聚氨酷合成革將逐漸被環(huán)保性水性聚氨}a合成革取代。作為水性聚氨酷合成革生產(chǎn)過程中關(guān)鍵的技術(shù)一發(fā)泡成型技術(shù)，它直接影響著發(fā)泡層的多微孔結(jié)構(gòu)狀態(tài)，繼而對產(chǎn)品的透濕氣性、豐滿度、懸垂性、手感等特性有極大的影響。該技術(shù)國外發(fā)展相對較早，我國還處于起步階段。