Способы улучшения эксплуатационных свойств полиамидных покрытий, применяемых для отделки искусственной кожи

Модификация полиамидов комплексными солями хрома

Полиамидные покрытия характеризуются сравнительно низкой адгезией к искусственным кожам с каучуковым и поливинилхлоридным лицевым покрытием. Методом электронной микроскопии было установлено, что это обусловлено формированием в полиамидных покрытиях неоднородной дефектной структуры глобулярного типа с размером структурных элементов до 100 нм, что препятствует реализации кинетически выгодного порядка расположения функциональных групп на межфазной границе, способных участвовать в адгезионном взаимодействии. Кроме того, возникающие в процессе формирования полиамидных покрытий внутренние напряжения соизмеримы с адгезионной прочностью покрытий и могут вызывать самопроизвольное отслаивание покрытий в процессе эксплуатации материала.

Для улучшения адгезионных о свойств в состав полиамидных композиций вводились добавки, взаимодействующие с функциональными группами полимера и подложки с образованием водородных и химических связей. Выполняя роль структурных модификаторов, такие соединения также адсорбируются по границам раздела надмолекулярных структур, препятствуя агрегации их в процессе формирования покрытий, что способствует образованию однородной надмолекулярной структуры и снижению внутренних напряжений [16]. Для разработки отделочных покрытий на основе полиамидных композиций для искусственной кожи с каучуковым лицевым покрытием в качестве модифицирующих добавок использовались комплексные соли: смесь хлоридов хрома и алюминия (XX) в соотношении 2:1,15 в пересчете на соответствующие оксиды, а также янтарнокислый комплекс хрома (ЯКК), полученный из эквивалентных количеств хлорида хрома и янтарной кислоты [124]. Покрытия формировались из водно-спиртовых растворов (с концентрацией этанола 80%) полиамида 6/66/610-1.

Ранее было установлено, что введение в состав полиамида хлоридов хрома и алюминия дает возможность повысить адгезию покрытий к металлическим подложкам в 5-10 раз в зависимости от активности поверхности металла [125]. Было исследовано влияние комплексных солей хрома на прочность адгезионной связи полиамидных покрытий с резинами на основе бутадиенового (СКБ) и бутадиен-стирольного каучуков с различным содержанием метакриловой кислоты. Адгезионная прочность оценивалась по сопротивлению расслаиванию при скорости 0,16 м/мин. Установлено, что значительное увеличение адгезионной прочности модифицированных комплексными солями хрома полиамидных покрытий наблюдается при использовании карбоксилсодержащих каучуков. При применении в качестве добавок хлоридов хрома и алюминия адгезионная прочность полиамидных покрытий увеличивается в 1,5-2 раза при содержании модификаторов в количестве 2-2,5% (масс.) в пересчете на оксид хрома. Более значительное увеличение прочности адгезионной связи (в 3 раза) полиамидных покрытий с карбоксилсодержащими каучуками наблюдается при введении в состав композиций янтарнокислого комплекса хрома (рис. 5.2). Это объясняется взаимодействием комплекса не только с полиамидом, но и с карбоксильными группами каучука, так как в янтарнокислых комплексах сукцинат-ион облегчает координацию ионом хрома карбоксильной группы метакриловой кислоты.

Рис. 5.2. Зависимость сопротивления расслаиванию склеек модифицированного комплексом хрома полиамида с резинами у различных марок от содержания комплекса хрома в композиции: 1 - СКБ; 2 - СКС-30; 3, 4, 5 - СКС-30 соответственно с добавками 1,25; 5 и 10% МАК

При проведении вулканизации солями адгезионная прочность снижается мало, так как в образовании солевых связей участвует от 8 до 40% карбоксильных групп каучука; остальные могут взаимодействовать с комплексами хрома. Меньшая адгезионная прочность покрытий наблюдается при модификации их хлоридами хрома и алюминия, так как в них все лиганды сравнительно прочно связаны с ионом-комплексообразователем.

Модифицирование полиамида комплексными солями хрома позволяет повысить адгезионную прочность отделочных покрытий к полимерным композитам, используемым в промышленности искусственной кожи (табл. 5.19).

Таблица 5.19

^* (Приведенные количества модифицирующих добавок даны в пересчете на полутораоксид хрома. Отделочное полиамидное покрытие формировалось из водно-спиртовых растворов до вулканизации резин.)

Из данных табл. 5.19 видно, что модифицирование полиамида комплексными солями дает возможность значительно повысить адгезию отделочных покрытий к искусственной коже на основе различных полимеров (кроме полиэтилена). Модифицированные полиамидные покрытия не растворяются в ацетоне, что, возможно, обусловлено образованием химических связей на межфазной границе и между структурными элементами покрытий. Методом электронной микроскопии установлено, что введение добавок препятствует агрегации структурных элементов в процессе формирования полиамидных покрытий и позволяет получать покрытия с однородной глобулярной структурой с диаметром глобул 20-30 нм.