WPU涂层改性薄型牛革的拉伸性能研究_黄卓.pdf

涂层改性薄型牛革的拉伸性能研究黄 卓，钟安华（武汉纺织大学服装学院，湖北 武汉）摘 要：皮革的薄型化是一种发展趋势，薄型化皮革的伸长率与抗张强度是服饰用皮革的重要性能。本文主要研究 涂层改性对不同厚度牛革的伸长率和抗张强度的影响。选取同一张牛革，分别从横纵向上切割成不同厚度，并使用不同质量分数的 对 进行改性，进一步对 涂层改性后的不同厚度牛革进行拉伸对比。结果发现：随着 质量分数增加，牛革伸长率增加，纵向伸长率始终大于横向伸长率；横纵向之间抗张强度差异较大，随着 质量分数增加，牛革抗张强度先增大后减小；改性的 涂层牛革，在一定程度上提高了牛革的抗张强度，牛革的伸长率与抗张强度之间呈负相关，无明显线性关系。关 键 词：抗张强度；伸长率；涂层改性；薄型化中图分类号 文献标志码：.，（，）：，.，.，；.，：；收稿日期：；修订日期：通信作者：钟安华（），女，硕士，教授，.，主要研究方向为功能性面料与服装等。引 言皮革薄型化后力学性能会随之下降，而涂层改性是提高薄型化皮革力学性能的有效方法之一。薄型化皮革的伸长率与抗张强度是服饰用皮革的重要性能，皮革服饰材料的耐久性与伸长率和抗张强度密切相关。牛革作为当前工业中服饰材料使用量最大的天然皮革之一，牛革的拉伸性能直接影响其使用质量。资料显示，影响牛革抗张强度与伸长率的因素很多，宋健等人分析了皮革抗张强度、撕裂强度和伸长率之间的关系，发现结构越紧实的皮革其抗张强度第 卷 第 期 年 月 中 国 皮 革 .和撕裂强度越大，抗张强度和伸长率的乘积可以作为衡量皮革物理性能的一个指标。刘成功等人提出使用断裂能代替抗张强度和断裂强度来评价皮革的力学性能。都婧研究了不同应力状态的外力对皮革力学性能的影响及其变化规律。黄金宝等人研究了有间歇地循环拉伸和无间歇拉伸对皮革拉伸强度和断裂伸长率变化的影响。本文在获取同一张牛革横纵向不同厚度的牛革基础上，对不同厚度牛革进行 涂层改性，并针对改性后的牛革进行拉伸性能的研究，力图获得到改性后牛革的伸长率与抗张强度的变化规律。试验部分.试验仪器 万能材料试验机，带刀片精密切割机，全自动磁性搅拌机等。.试验材料自制 种 质量分数改性的：采用共混法在 中添加纳米，设定 质量分数从，将其作为试验涂层改性材料。拉伸材料选用同一张皮的牛革，制备切割出横纵向各 种厚度，切薄时由真皮层向颗粒层厚度依次递减。.断裂伸长率计算断裂伸长率根据国家相关标准计算所得：（）式（）式中：断裂伸长率，；传感器在试样断裂时的距离，；传感器的初始距离，。计算结果分别以 个横向试样断裂伸长率的算数平均值和 个纵向试样断裂伸长率的算术平均值表示，精确至。.抗张强度计算抗张强度计算根据国家相关标准计算所得：式（）式中 抗张强度，或 ；试验时的最大力值，；试样的平均宽度，；试样的平均厚度，。计算结果分别以横向试样抗张强度的算数平均值和 个纵向试样抗张强度的算数平均值表示，精确至.。结果与讨论.质量分数对伸长率的影响由图 图 看出，牛革厚度在.、.时纵向伸长率远大于横向，厚度处于.横纵向伸长率差异较小。牛革纵向伸长率始终大于横向伸长率，这与牛革胶原纤维的性质密切相关。牛革的胶原纤维是顺着表皮毛发的方向排列生长的，而胶原纤维的结构和力学性能主要与原纤维的尺寸、分子的交联程度、所组成的高级有序结构和与其他基质的相互作用有关。图 厚度.牛革的伸长率图 厚度.牛革的伸长率皮 革中 国 皮 革第 卷图 厚度.牛革的伸长率图 厚度.牛革的伸长率图 厚度.牛革的伸长率随着 中 质量分数的增加，涂层后牛革的伸长率也在增加，纳米 作为交联点能有效提高交联密度，纳米 与 之间的相互作用同样可以有效转移载荷至纳米颗粒上，提高 膜的拉伸率，从而提高涂层后牛革的拉伸率。.质量分数对抗张强度的影响如图 图 随着 中 质量分数的增加，不同厚度牛革的抗张强度呈现出差异性变化。厚度处于.的牛革横纵向抗张强度差异较小，厚度为.、.时横纵向差异较大。整体来看，随着 质量分数的增加，横纵向的抗张强度均出现先增加再减小的变化趋势。董永兵等人发现在 中添加少量纳米 后 的力学性能有了较大提升。在 的质量分数达到.时，拉伸强力达到区域内极值。这是因为 表面分子存在一些活性羟基会与 表面分子的羟基形成氢键，增强了分子间的相互作用力，增强涂层的拉伸性能。但是随着 量的加大加入过量纳米后，抗张强度反而下降是因为形成 的交联网络限制 分子链的运动，出现了沉降现象，降低了 的拉伸性能，从而对涂层后牛革的抗张强度的影响产生变化。图 厚度.牛革的抗张强度图 厚度.牛革的抗张强度第 期黄 卓，等 涂层改性薄型牛革的拉伸性能研究皮 革图 厚度.牛革的抗张强度图 厚度.牛革的抗张强度图 厚度.牛革的抗张强度.伸长率与抗张强度的相关关系由图 可以看出，薄型牛革的伸长率与抗张强度两者之间大致呈负相关关系，无明显线性关系。结 论（）随着改性 中 质量分数增加，的拉伸力学性能得以提升，涂层后薄型牛革的伸长率图 牛革伸长率与抗张强度散点图也随之增加，纵向伸长率始终大于横向伸长率。（）牛革横纵向之间抗张强度差异较大，质量分数增加，抗张强度先增大后减小；改性 后可在一定程度上提高薄型牛革的抗张强度。（）薄型牛革改性后的伸长率与抗张强度之间呈负相关，无明显线性关系。参考文献：钟安华服装面料学 上海：东华大学出版社，宋健，陶文沂，陈武勇，等.数学分析皮革抗张强度、撕裂强度和伸长率之间的关系（续）中国皮革，（）：刘成功，马建中，杨建军皮革物理性能研究 中国皮革，（）：都婧.力的作用对戊二醛复鞣牛革鞋面革结构与性能的影响 郑州：郑州大学，黄金宝，杨鹏元，范夏莲，等.干燥时循环应力对皮革力学性能的影响 中国皮革，（）：皮革 物理和机械试验 抗张强度和伸长率的测定 黄金宝.循环应力对牛革鞋面革结构和力学性能的影响 郑州：郑州大学，.：，：董永兵，周艳明，吉轩，等.纳米 改性水性聚氨酯胶粘剂的制备及性能 中国胶粘剂，（）：丁晓丹.纳米 改性水性聚氨酯的制备及性能研究长春：长春工业大学，.皮 革中 国 皮 革第 卷