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合成革生产过程控制
合成革生产过程控制
摘要
通过对基布的各种性能测试,如厚度、单位面积质量、撕裂强度、拉伸强度、毛细效应等物理机械性能的测试,以适应合成革对基布强度,韧度等方面的要求和不同基布的物理机械性能。
通过填料对聚氨酯性能的影响测试,如聚氨酯树脂粘度、聚氨酯树脂固含量、填料过筛率、填料表观密度等方面的测试,以适应不同填料对聚氨酯性能的要求。
关键词:
基布,撕裂强度,拉伸轻度,毛细效应 ,填料,聚氨酯,粘度,固含量,过筛率,表观密度
Productionprocesscontrolofsyntheticleather
ABSTRACT
Through the fabric of the various performance tests, such as thickness, mass per unit area, tear strength, tensile strength, capillary effect other physical and mechanical properties of the test, and chemical composition analysis, to understand the physical and mechanical properties of different fabric.
Theeffectoffillersonpropertiesofpolyurethanetest,suchaspackingpolyurethaneresin,polyurethaneresinsolidcontent,viscositysievingrate,filler,apparentdensityandotheraspectsofthetest,inordertomeettherequirementofdifferentfillersonpropertiesofpolyurethane.
Keywords:
Fabric,tearstrength,tensilemild,capillaryeffect,filler,polyurethane,viscosity,solidcontent,sievingrate,apparentdensity
摘要……………………………………………………………………………………………
ABSTRACT………………………………………………………………………………………
1引言…………………………………………………………………………………………1
1.1基布的定义与分类……………………………………………………………………1
1.2基布性能与选用………………………………………………………………………1
1.3填料的定义与作用……………………………………………………………………1
2实验部分……………………………………………………………………………………2
2.1不同合成革基布物理化学性能对比实验……………………………………………2
2.1.1实验材料……………………………………………………………………………2
2.1.2实验设备……………………………………………………………………………2
2.1.3实验内容……………………………………………………………………………2
2.1.3.1 基布厚度测定………………………………………………………………2
2.1.3.2 基布单位面积质量测定……………………………………………………2
2.1.3.3 基布的毛细效应测定 ………………………………………………………2
2.1.3.4 基布拉伸强度测定…………………………………………………………2
2.1.3.5 基布撕裂强度测定…………………………………………………………3
2.1.4实验数据…………………………………………………………………………3
2.1.5 实验结果与分析…………………………………………………………………4
2.1.6 结论………………………………………………………………………………4
2.2填料对PU性能的影响………………………………………………………………4
2.2.1实验材料…………………………………………………………………………4
2.2.2实验设备…………………………………………………………………………4
2.2.3实验内容:
………………………………………………………………………4
2.2.3.1聚氨酯树脂粘度的测定……………………………………………………4
2.2.3.2聚氨酯树脂固含量的测定………………………………………………4
2.2.3.3填料过筛率测定…………………………………………………………5
2.2.3.4填料表观密度的测定……………………………………………………5
2.2.4实验数据………………………………………………………………………5
2.2.4.1不同填料对聚氨酯粘度、固含量的影响数据……………………………5
2.2.4.2不同填料的过筛率、表观密度…………………………………………7
2.2.5实验结果分析…………………………………………………………………7
2.2.6结论……………………………………………………………………………8
3致谢…………………………………………………………………………………………9
4参考文献…………………………………………………………………………………10
1 引言
1.1基布的定义与分类
底布又称基布,是重要的组成部分,经聚氨酯等涂层的浸渍或涂覆共同构成了人造革与合成革。
基布不仅占人造革与合成革原料中的大部分,而且使用的基布物理机械性能也很大程度影响制品的强度等性质因此选用适度规格和优良的基布,是制的优良制品的先决条件。
所以对于基布的品质管理、规格要求和瑕疵的检验,都应该严格执行。
按照不同的基布形成过程可以分为以下几类:
机织布、针织布、非织造布。
1.2 基布性能与选用
一般情况下,依据基布起毛后经纱受到破换的程度,决定基布物理机械性能的下降程度。
起毛程度越大,基布受到的损伤程度也越大,最终成品的物理机械性能就越低。
如果起毛程度越低,起毛长度越短,虽然对基布的破坏程度小,但是涂层和基布不易粘合,成品外观也较差,甚至缺乏弹性和柔软性。
如果起毛长度太长,是成品强度降低外,也会造成粘合不良和涂层皱纹程度越大的情况。
因此,底布起毛程度必须适度、均匀,才能使成品质量稳定。
1.3填料的定义与作用
填充剂又称填料、填充物,是加入物料中以改善性能或降低成本的固体物质。
通常不含水、中性,不与物料组分起不良作用的有机物、无机物、金属或非金属粉末均可用作填充剂。
在合成革中的主要作用是增加容量,降低成本,有时还会有其他功能,如作为颜料(二氧化钛、炭黑等)某些填充剂还可改进人造革、合成革的性能,如提高耐热性、耐磨性、刚性、阻燃性等。
合成革和人造革常用的填料有碳酸钙、高岭土、硅藻土、蒙脱土、滑石粉、炭黑、二氧化硅、微晶纤维素、硫酸钡等。
2实验部分
2.1不同合成革基布物理化学性能对比实验
2.1.1实验材料:
起毛布、普通非织造布、超细无纺布
2.1.2实验设备:
定重式百分表测厚仪、卷尺(精确到1mm)、电子天平(0.0001g)、面积为100cm
的圆盘取样器、拉力机(速度500mm/min,最大负荷2500N,精度1N)、剪刀、钢尺、毛细效应实验装置、秒表、试液(注:
为便于观察和测量,可在三级水中加入适量蓝黑(或红)墨水或其他适宜的有色试剂或0.5%重铬酸钾溶液。
)
2.1.3实验内容:
2.1.3.1 基布厚度测定
(1)用测厚仪在距离门幅边缘100mm以内均匀测定5个点,各测定点应避开影响测量结果的疵点和折痕,并从厚度表上读出读数。
(2)结果以算术平均值表示,精确到0.01mm。
2.1.3.2 基布单位面积质量测定
(1)用标准面积为100cm2的圆盘取样器在距离布边100mm以内的同一门幅中裁取5片试样(注意底布试样不能有纤维、纱线散失)。
(2)在经调试平衡后的天平上称取5片试样的总重量W(g),精确到0.01g。
(3)结果计算:
(g/m2)
PA=m/A×10
式中:
PA-----单位面积质量,
m-------试样质量,g;
A-------试样面积,cm
2.1.3.3 基布的毛细效应测定
(1)旋转底座螺旋调节试验装置的水平,用试样夹将试样一端固定在横梁架上。
(2)在试样下端8 mm~10 mm处装上适当质量的张力夹,使试样保持垂直。
(3)调整试样位置,使试样靠近并平行于标尺,下端位于标尺零位以下15 mm士2 mm处。
(4)将试液倒入底座上的容器内,降低横梁架使液面处于标尺零位试样下端位于液面以下15 mm士2 mm处),此时开始记时。
(5)测量30 min时液体芯吸高度的最大值或最小值,单位为毫米(mm)
2.1.3.4 基布拉伸强度测定
(1)沿经纬向各裁取300mm×50mm的试样三块
(2)将试样的二端分别夹于电子拉力机的上下夹具上,设定拉伸速度为100mm/min,选择试验状态为“拉伸负荷”,开启拉力机。
(3)当试样断裂,拉力机自动复位。
此时,记录所显示的拉伸负荷(最大值)和断裂伸长率。
(4)试验结果:
取三个试样的算术平均值(拉伸负荷精确到1N,断裂伸长率精确到1%)。
2.1.3.5 基布撕裂强度测定
(1)沿经纬向各裁取150mm×30mm(超纤无纺布之外的其它基布裁取150mm×50mm)的试样三片。
(2)从试样的长度中心线剪开120mm,并将剪开后的试样二端分别夹于电子拉力机的上下夹具上,设定拉伸速度为100mm/min,选择试验状态为“撕裂”,开启拉力机。
(3)当试样撕断,拉力机自动复位。
此时,记录所显示的撕裂负荷(最大值)。
(4)试验结果:
以三个试样测试结果的算术平均值表示,精确至1N
2.1.4实验数据
表1基布的物理机械性能
基布种类
组别
厚度(mm)
单位面积质量(g/m2)
拉伸强度
撕裂强度(N)
最大负荷(N)
断裂伸长率%
起毛布
第一组
0.646
219.33
横:
523.412
纵:
478.14
横:
28.92%
纵:
18.22%
横:
74.33
纵:
58
第五组
0.691
207.81
横:
193.04
纵:
58.29
横:
17.89%
纵:
27.31%
横:
67.50
纵:
43.5
普通非织造布
第四组
0.685
212.1
纵:
571.55
纵:
44.18%
纵:
47.14
第七组
0.670
216.5
横:
587.48
横:
49.61%
横:
68.55
第八组
0.681
221.9
纵:
571.01
纵:
41.45%
纵:
67.96
超细纤维无纺布
第二组
1.16
491.2
横:
1149.24
纵:
1234.21
横:
93.27%
纵:
74.53%
横:
110.06
纵:
110.66
第三组
1.202
484.2
横:
998.93
纵:
1011.63
横:
119.54%
纵:
75.19%
横:
116.27
纵:
300.93
第六组
1.147
488.3
横:
1109.12
纵:
1371.23
横:
104.87%
纵:
74.44%
横:
106
纵:
113
2.1.5 实验结果与分析
基布物理机械性能分析
① 从表一中可以得到厚度大小:
超纤无纺布>普通非织造布>起毛布,主要与纤维束的大小以及其成基布时的其抱合及粘合的程度等因素有关。
② 五种基布的单位面积质量:
超纤无纺布>普通非织造布>无纺布,且它们的密度是按此顺序减小,毛细效应也是依次减小。
说明基布的毛细效应与密度有关,密度越大毛细效应越小。
③ 最大负荷按照超纤无纺布最大,其次是普通非织造布、起毛布;而断裂伸长率则是 超纤>普通非织造>起毛布,说明超纤的弹性最好,起毛布最差。
④ 撕裂强度则是 超纤>普通非织造>起毛布,说明超纤撕裂强度最大。
⑤不同基布其在各方面都有其优势及缺点
2.1.6 结论
通过数据的分析,知道不同的基布它们的性能各有优缺点,对其选用基布方面有重要的理论依据。
但是总体来说超纤无纺布各方性能都比较优异,但毛细效应太差,这对用超纤做成超纤革的透水气性能影响较大,同时抗撕裂强度较差,将不利于其韧性的提高。
综上所述,我们在选用基布时要根据产品的要求选择合适的基布。
2.2填料对PU性能的影响
2.2.1实验材料:
木质粉、轻质碳酸钙、蒙脱土、溶剂型聚氨酯、水性聚氨酯
2.2.2实验设备:
旋转型粘度计、温度计、恒温水浴、容器、支持台;烘箱、干燥箱、铝箔纸;标准筛、电子天平、刷子、白瓷盘、称量瓶;50mL量筒
2.2.3实验内容:
2.2.3.1聚氨酯树脂粘度的测定
⑴向容器中加入适量的待测样品,如果是混合浆料,需搅拌均匀。
⑵将准备好的待测样品的容器放入恒温水浴中,样品液面应在水面10mm下浸泡。
⑶根据待测样品的粘度范围选择适合的转子。
⑷安装转子保护罩,再安装转子(注:
安装转子的时候一定要一手扶着安装头,再旋紧转子)。
⑸粘度测定将转子浸于样品中,并到转子规定的深度,调到合适的转速。
当试样温度达25
℃±1℃时,在旋转型粘度计上测量试样的粘度,读取指示盘上的读数。
⑹结果计算:
粘度(mPa.s)=指示盘上的读数×转子系数单位换算:
1000mPa.S=1Pa.s
2.2.3.2聚氨酯树脂固含量的测定
⑴称取铝箔纸的重量G1(g)。
⑵取少量试样均匀分布于纸上(铝箔纸应四周折好,以防止试样流失)并称得其总重量G2(g)。
⑶于120℃烘箱内烘至恒重(一般在2小时以上),然后取出,放置在干燥器中冷却至室温后称重G3(g)。
⑷按下式计算试样的固含量:
固含量(%)=(G3–G1)/(G2-G1)*100%
式中:
G1----铝箔纸的重量(g);
G2----烘前试样和铝箔纸的重量之和(g);
G3----烘至恒重后试样和铝箔纸的重量之和(g)。
2.2.3.3填料过筛率测定
⑴称取G1(g)试样(约20g左右),置于标准筛中,用刷子来回刷动。
⑵待无试样刷下时称取筛余物的重量G2(g)。
⑶按下式计算过筛率:
过筛率(%)=(G1–G2)/G1*100%
式中:
G1----过筛前试样的重量(g);
G2----过筛后试样的重量(g)。
2.2.3.4填料表观密度的测定
⑴称取20g左右试样,置于50mL量筒中。
⑵夯实试样,至量筒内试样容积不变时,读取试样的容积,并按下式计算试样的表观密度:
表观密度(g/mL)=试样重量(g)/试样容积(mL)
2.2.4实验数据
2.2.4.1不同填料对聚氨酯粘度、固含量的影响数据
表2所用填料为轻质碳酸钙
粘度(mpa﹒s)
固含量
空皿恒重
固含量测定
1次称量(g)
2次称量(g)
恒重前聚氨酯重量(g)
1次称量
2次称量
9120
31.3125/31.3126
31.2517/31.2513
1.06/1.53
32.4822/32.4878
30.6001/30.5992
11680
31.7012/31.7055
30.3452/30.3410
1.30/1.91
29.3054/29.3078
31.5894/31.5820
12400
30.2431/31.0843
30.2223/31.0751
31.6024/32.4677
30.1825/30.0478
30.1824/31.0477
13060
30.8169/30.5389
30.8167/31.5388
33.4420/33.3546
31.3081/31.8744
31.3062/31.8720
13200
31.1786/29.4071
31.1785/29.4071
1.57/1.91
31.5402/29.8426
31.5258/29.8248
14000
29.0741/29.9905
29.0746/29.9907
1.20/1.11
29.3805/30.2765
29.3715/30.2677
14560
31.1984/30.5247
31.1985/30.5248
1.4286/1.4424
31.4966/30.8266
31.4960/30.8164
14640
30.7343/30.4525
30.7349/30.4535
1.02/1.10
30.7816/31.0727
30.7809/31.0723
16240
30.9475/31.2238
30.9473/31.2244
1.05/1.16
31.2669/31.5804
31.2664/31.5749
表3所用填料为蒙脱土
6880
34.0743/29.2810
34.0742/29.2810
1.238/1.716
34.2631/29.7019
34.2773/29.7129
6880
32.4870/31.9162
32.4904/31.9198
33.5620/33.6320
32.6380/32.1506
32.6345/32.1513
15280
31.0980/30.0738
31.0995/30.0798
32.6842/31.5589
31.3574/30.3181
31.3587/30.3185
15240
31.8841/31.5006
31.8860/31.5024
33.6113/33.1793
32.1896/31.8025
32.1898/31.7980
23120
30.5447/29.8612
30.5046/29.8620
32.3004/31.5882
30.8836/30.1949
30.8783/30.1896
18720
31.1782/31.8676
31.1812/31.8710
32.6529/33.4510
31.4630/32.1755
31.4639/32.1750
22160
29.1785/34.5809
29.1805/34.5842
31.1202/35.3938
29.5887/34.7590
29.5895/34.7537
21840
31.0757/31.7884
31.0786/31.7899
33.4999/33.3604
31.4086/32.1766
31.4071/32.1715
19600
32.0130/30.3402
32.0164/30.3412
33.8759/32.2477
32.4653/30.8049
32.4652/30.8055
22960
31.0642/31.1187
31.0672/31.1196
33.2191/32.6109
31.7286/31.4870
31.7242/31.4830
22480
31.9362/31.6694
31.2253/32.0321
32.8614/33.2356
31.9800/32.2710
31.9748/32.2719
9500﹒
30.1130/30.5556
30.1138/31.5550
31.7533/33.0832
30.6251/32.0246
30.6245/32.0249
11200
31.6039/31.9148
31.6031/31.9147
33.9301/33.5657
32.0955/32.4172
32.0973/32.4190
14300
30.2780/30.9613
0.2780/30.9613
31.5237/31.6721
30.6514/31.1735
30.6514/31.1735
12320
30.0554/30.8397
0.0557/30.8386
31.4971/32.0446
30.5083/31.2236
30.5082/31.2237
13680
30.0245/30.2332
0.0242/30.2330
31.5325/31.8323
30.5236/31.2216
30.5232/31.2213
20880
30.5871/31.7175
0.5873/31.7178
31.1736/32.2787
30.7609/31.8949
30.7609/31.8948
22800
29.4994/31.7100
9.4961/31.7100
31.3275/34.6967
31.3912/32.6516
31.3902/32.6510
15680
30.6604/31.8523
30.6603/31.8528
32.9718/34.3608
31.3912/32.6472
31.3902/32.6469
32000
33.6769/30.7346
33.6363/30.7342
36.1591/32.3890
34.4231/31.2287
34.4207/31.2283
40800
31.3908
31.3908
34.4070
32.1547
32.1505
表4所用填料为木质粉
2.2.4.2不同填料的过筛率、表观密度
表5不同填料过筛率、表观密度对比
过筛率(%)
备注(轻质碳酸钙)
填料表观密度(g/ml)
过筛率(%)
备注(蒙脱土)
填料表观密度(g/ml)
过筛率(%)
备注(木质粉)
填料表观密度(g/ml)
96.90%
400
0.702
99.10
80
1.3078g/ml
100.00%
200目
0.623
95.80%
400
0.705
99.36
80
1.2164g/ml
100.00%
200目
0.621
96.40%
400
0.679
94.86
200
1.344g/ml
100.00%
200目
0.634
97.20%
325
0.667
94.26
200
1.2923g/ml
91.70%
400目
0.631
96.62%
320
0.6713
85.39
320
1.5385g/ml
99.10%
320目
0.629
97.50%
320
0.6897
85.71
320
1.4781g/ml
97.90%
325目
0.629
100%
80
0.6886
79.75
400
1.2662g/ml
100.00%
80目
0.626
99.7
325
0.6897
81.83
400
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