PU合成革关于水解的问题

SeTe郑

PU合成革因其优良的耐磨性能和舒适的手感广泛的应用在沙发等家居领域，但是其水解问题一直困扰着生产制造商，更是让广大用户对产品的质量问题担忧。PU的水解会导致产品一系列问题，给下游客户带来诸多不便，如皮层破裂，脱层，产品物性急剧下降，手感变差等，这些问题不能很好的解决的话，将很大程度上限制PU在高端家居领域的发展。
聚合物在水和潮气环境中分解断裂成小分子物质的过程，称为水解。

PU合成革本质上是利用聚氨酯树脂加工而成的合成革，树脂的性能决定PU合成革产品的最终性能，目前聚氨酯体系主要有聚醚型和聚酯型两类。聚醚型树脂体系的耐水解性能明显优于聚酯型，其原因在于：线型聚酯型聚氨酯的分子链段中含有大量的较强极性的酯基和氨基甲酸酯基容易形成氢键，导致产品相比更容易吸收空气的水汽，水分子的大量渗入对聚合物产生作用，其作用方式主要有：

一类是可逆的，即聚合物对水和潮气的吸收是可逆的。在聚氨酯吸收空气中的水汽后，大分子链段之间的间距增大，材料的玻璃化转变温度会降低，起到了增塑作用，从而使材料变软、膨胀、进而产生变形。

另一类是不可逆的，即聚合物的水解。水解导致的大分子的开裂，直接导致材料的拉伸强度、模量、硬度的降低，断裂伸长率增加，进而使粘结强度降低，导致脱层和涂层破裂。

这两个过程是同是进行同时发生的。另外在聚合物合成过程中酸、碱或金属催化剂的加入会导致水解的加剧，酯基在这些催化剂作用下与水发生逆反应，即水解反应，聚酯型聚氨酯水解之后产生羧基，羧基的存在进一步作为水解反应的催化剂，加快水解反应的进行，导致分子链的进一步裂解。

在这里，建议大家，平时PU类产品在水洗之后，一定要晾干，尽量避免在潮湿的情况下使用，另外PU类产品尽量避免用酸性或碱性物质清洗，如生活中使用的肥皂水等。

面对这些问题，我们是如何解决的呢?

一方面，相比传统PU合成革，CPU合成革从根本上改变分子链段的成型方式，由热塑性转变为热固性，即由线性分子结构转变为三维立体交联结构，这种结构很好的阻止了水分子侵入分子链段之间，防止水汽与大分子聚氨酯链段形成物理氢键滞留在分子链中，继而引起产品水解。另外CPU类产品全部使用聚醚型树脂原料，进一步缓解树脂体系出现水解问题。

另一方面，为进一步提高树脂体系的耐水解性能，我们可以在树脂体系中添加碳化二亚胺一类耐水解助剂，其作用机理是其作为酸和水的去除剂，能有效地将酸和水转换成或中和成无害的脲基结构，并且可以嵌入分子链段中填补因水解导致的分子链的裂解。

就目前的检测结果而言，CPU类产品在不添加耐水解助剂的情况下已经可以达十年耐水解。