聚氯乙烯涂层织物撕破强度理论研究

    1.在纺织品后整理加工中, 涂层是开发纺织新产品, 赋予纺织品特殊的使用功能或改善原有产品性能的重要手段。 涂层可单独作为后整理方法, 也可在涂层基础上进行复合、静电植绒等后整理加工。 织物涂层技术给纺织行业制造功能型织物提供了更多的可能性, 大大拓宽了纺织品的用途。目前用于织物涂层剂的主要聚合物品种有聚氨酯树脂、聚丙烯酸酯树脂和聚氯乙烯树脂, 其中以后者应用历史久, 用量大。 聚氯乙烯理化性能优异, 它作为氯碱工业平衡氯的主要产品, 原料来源丰富, 消耗不可再生资源少。 随着聚氯乙烯合成及加工新工艺、新技术的应用, 其生产、加工成本大幅度降低, 现在聚氯乙烯树脂已成为合成高聚物中产量高、价格低、应用领域宽且发展前景好的品种。 近年来, PVC 涂层织物发展迅速, 出现了如 PVC 整芯阻燃输送带、PVC 轻型输送带、高档防水布、广告布等新产品, 色彩鲜艳, 力学性能优良。目前聚氯乙烯涂层织物存在的普遍问题是撕裂强度降低过高, 有的撕裂强度损失高达50%以上。本项研究以 PVC 糊树脂为原料, 通过对涂层剂组成及工艺条件的调整, 研究影响聚氯乙烯涂层织物撕裂强度的因素并探讨提高其强度的方法。

   2.高聚物中加入增塑剂可降低聚合物大分子间作用力, 提供大分子链段运动空间, 因此增塑剂是一种降低大分子运动内摩擦阻力的润滑剂 。 聚氯乙烯大分子是极性大分子, 分子链上大量的极性基团使大分子间作用力较大 , 大分子链运动困难。增塑剂分子进入聚氯乙烯分子链间可降低了大分子运动内摩擦阻力, 微观上使大分子链之间的相对运动变得容易, 宏观上使增塑后聚氯乙烯与链断运动有关的性能发生较大的变化, 如柔性、高温流动性显著增加。实验中我们选用邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、己二酸二辛酯(DOA)和氯化石蜡(PCL)组成增塑体系 。 邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、己二酸二辛酯(DOA)为主增塑剂, 氯化石蜡(PCL)为辅增塑剂。邻苯二甲酸二辛酯不仅与聚氯乙烯有极好的相容性(哈金斯参数 χ1 = -0.03), 与聚对苯二甲酸乙二醇酯(涤纶)也应有较好的相容性。 邻苯二甲酸二辛酯结构与聚对苯二甲酸乙二醇酯大分子结构单元结构非常接近。 因此邻苯二甲酸二辛酯增塑的聚氯乙烯糊树脂不仅有较好的高温流动性, 同时也较易向涤纶织物内部扩散。 辅增塑剂氯化石蜡(PCL)的结构虽然与聚氯乙烯相近, 但由于其分子量较高, 对聚氯乙烯的增塑效率(改变定量的物理机械性能所加入增塑剂的量)为 220 , 远低于邻苯二甲酸二辛酯的增塑效率(100)。 在邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯和氯化石蜡组成的增塑体系中, 当树脂中增

塑剂含量固定时, 随辅增塑剂氯化石蜡含量的提高, 混合增塑剂的增塑效率降低, 树脂的高温流动性及树脂向涤纶织物内扩散速度也将降低。

    3.未涂层的织物撕破时, 纤维及纱线在外力作用下将较易通过伸长和移动而集中起来, 这使得织物撕破时同时有多根纱线抵抗外力的破坏, 所以未涂层织物表现出较高的撕裂强度。 织物涂层后, 扩散到织物内的树脂限制了纱线和纤维的移动和变形。 这使得涂层织物撕破时, 纤维及纱线在外力作用下移动集

中困难, 抵抗撕破力破坏的能力降低。 随树脂中增塑剂总含量的提高或辅增塑剂氯化石蜡含量(增塑剂含量固定)的降低, 增塑剂的增塑效率将得到提高, 涂层剂的高温流动性及向织物内的扩散能力提高, 扩散到织物内的树脂量增加, 对纱线及纤维的固定作用增大, 涂层织物的撕破强度进一步降低。表中涂层织物的弯曲长度可表示涂层织物的柔性, 弯曲长度长则表示涂层织物柔性小。 表中涂层织物的弯曲长度虽无

明显的规律性(这可能是由于涂层织物的增重较分散造成的),但总的趋势是随树脂中增塑剂总含量的提高或辅增塑剂氯化石蜡含量(增塑剂含量固定)的降低, 涂层织物的柔性降低。

    4.焙烘时间对涂层织物撕裂强度及弯曲长度的影响也可证明树脂向织物内的扩散量是影响涂层织物撕破强度的因素。采用 3 、6 、7 号配方涂层剂的织物, 由于树脂的流动性较好, 在较短的时间即可完成向织物内的扩散, 因此焙烘时间对涂层织物撕裂强度及弯曲长度的影响较小。 而用 1 、4 号配方涂层剂

涂层的织物由于其高温流动性较差, 树脂向织物内的扩散量受焙烘时间的影响较大, 随焙烘时间的延长, 树脂向织物内的扩散量提高较大, 对纱线及纤维的固着作用增加, 因此涂层织物的撕破强度降低较多。