Полиуретановые покрытия со временем склонны к пожелтению из-за длительного воздействия ультрафиолетового излучения или тепла, что влияет на их внешний вид и срок службы. Путем введения UV-320 и 2-гидроксиэтилтиофосфата в цепь полиуретана был получен неионогенный полиуретан на водной основе с превосходной устойчивостью к пожелтению, который был нанесен на кожу. С помощью анализа цветовых различий, стабильности, сканирующей электронной микроскопии, рентгеновской спектроскопии и других исследований было установлено, что общее цветовое различие △E кожи, обработанной 50 частями неионогенного полиуретана на водной основе с превосходной устойчивостью к пожелтению, составило 2,9, степень изменения цвета – 1, а изменение цвета было очень незначительным. В сочетании с основными показателями прочности кожи на разрыв и износостойкости это показывает, что полученный полиуретан, устойчивый к пожелтению, может улучшить устойчивость кожи к пожелтению, сохраняя при этом ее механические свойства и износостойкость.

По мере повышения уровня жизни людей возрастают требования к кожаным подушкам для сидений, причем не только к их безопасности для здоровья, но и к эстетической привлекательности. Полиуретан на водной основе широко используется в качестве покрытия для кожи благодаря своим превосходным характеристикам безопасности и экологичности, высокому блеску и структуре аминометилидинфосфоната, схожей со структурой кожи. Однако полиуретан на водной основе склонен к пожелтению при длительном воздействии ультрафиолетового излучения или тепла, что влияет на срок службы материала. Например, многие полиуретановые материалы для белой обуви часто желтеют или в большей или меньшей степени желтеют под воздействием солнечного света. Поэтому крайне важно изучить устойчивость полиуретана на водной основе к пожелтению.

В настоящее время существует три способа повышения устойчивости полиуретана к пожелтению: регулирование соотношения жестких и мягких сегментов и изменение исходных материалов, добавление органических добавок и наноматериалов, а также структурная модификация.

(а) Корректировка соотношения жестких и мягких сегментов и изменение сырья могут решить только проблему склонности самого полиуретана к пожелтению, но не могут решить проблему влияния внешней среды на полиуретан и не соответствуют требованиям рынка. С помощью термогравиметрического анализа (ТГ), дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), испытаний на износостойкость и прочность на растяжение было установлено, что физические свойства полученного атмосферостойкого полиуретана и кожи, обработанной чистым полиуретаном, совпадают, что указывает на то, что атмосферостойкий полиуретан может сохранять основные свойства кожи, значительно улучшая при этом ее атмосферостойкость.

(б) Добавление органических добавок и наноматериалов также сопряжено с проблемами, такими как большие объемы добавок и плохое физическое смешивание с полиуретаном, что приводит к снижению механических свойств полиуретана.

(c) Дисульфидные связи обладают высокой динамической обратимостью, что делает их энергию активации очень низкой, и они могут разрываться и восстанавливаться многократно. Благодаря динамической обратимости дисульфидных связей, эти связи постоянно разрываются и восстанавливаются под воздействием ультрафиолетового излучения, преобразуя энергию ультрафиолетового излучения в тепловую энергию. Пожелтение полиуретана вызвано ультрафиолетовым излучением, которое возбуждает химические связи в полиуретановых материалах и вызывает реакции разрыва и реорганизации связей, приводящие к структурным изменениям и пожелтению полиуретана. Поэтому путем введения дисульфидных связей в сегменты цепи полиуретана на водной основе были протестированы самовосстанавливающиеся свойства и устойчивость к пожелтению полиуретана. Согласно тесту GB/T 1766-2008, △E составило 4,68, а степень изменения цвета – 2-й уровень, но поскольку в нем используется тетрафенилендисульфид, имеющий определенный цвет, он не подходит для полиуретана, устойчивого к пожелтению.

Поглотители ультрафиолетового света и дисульфиды могут преобразовывать поглощенный ультрафиолетовый свет в тепловую энергию, уменьшая воздействие ультрафиолетового излучения на структуру полиуретана. Введение динамически обратимого вещества 2-гидроксиэтилдисульфида на стадии расширения синтеза полиуретана позволяет ввести в его структуру дисульфидное соединение, содержащее гидроксильные группы, которые легко вступают в реакцию с изоцианатом. Кроме того, для повышения устойчивости полиуретана к пожелтению вводится поглотитель ультрафиолетового излучения UV-320. Гидроксильные группы UV-320, благодаря своей способности легко реагировать с изоцианатными группами, также могут быть введены в сегменты полиуретановой цепи и использованы в качестве промежуточного слоя кожи для повышения устойчивости полиуретана к пожелтению.

В результате теста на различие цветов было установлено, что полиуретан, устойчивый к пожелтению, обладает высокой стойкостью к желтению. С помощью термогравиметрического анализа (ТГ), дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), испытаний на истирание и растяжение было установлено, что физические свойства полученного атмосферостойкого полиуретана и кожи, обработанной чистым полиуретаном, совпадают, что указывает на то, что атмосферостойкий полиуретан может сохранять основные свойства кожи, значительно улучшая при этом ее атмосферостойкость.