Хотя и силиконовая, и синтетическая кожа относятся к категории искусственной кожи, они принципиально различаются по своей химической основе, экологичности, долговечности и функциональным свойствам. Ниже представлено их систематическое сравнение с точки зрения состава материала, технологических характеристик и сфер применения:
I. Различия в природе материалов и химической структуре
Основные компоненты: неорганический силоксановый полимер (основа Si-O-Si), органический полимер (CON-цепи PU/C-Cl-цепи PVC)
Метод сшивания: катализируемое платиной присоединение (без побочных продуктов), испарение растворителя/реакция изоцианата (содержит остатки ЛОС)
Молекулярная стабильность: чрезвычайно устойчив к атмосферным воздействиям (энергия связи Si-O > 460 кДж/моль), в то время как ПУ подвержен гидролизу (энергия сложноэфирной связи < 360 кДж/моль)
Химические различия: Неорганическая основа силикона обеспечивает исключительную стабильность, в то время как органические цепи ПУ/ПВХ подвержены коррозии под воздействием окружающей среды. II. Ключевые различия в производственных процессах
1. Процесс изготовления силиконовой кожи
A [Смешивание силиконового масла и наполнителя] --> B [Впрыскивание платинового катализатора] --> C [Покрытие подложки из разделительной бумаги]
C --> D [Высокотемпературное отверждение (120-150°C)] --> E [Ламинирование основной ткани (трикотажное полотно/нетканое полотно)]
E --> F [Тиснение поверхности/матирование]
Процесс без использования растворителей: в процессе отверждения не происходит выброса мелких молекул (ЛОС ≈ 0)
Метод ламинирования основной ткани: точечное склеивание горячим клеем (не полиуретановая пропитка), сохраняющее воздухопроницаемость основной ткани
2. Недостатки традиционных процессов производства синтетической кожи
- Искусственная кожа: влажная пропитка ДМФ → микропористая структура, но остаточный растворитель (требуется промывка водой, расход 200 тонн/10 000 метров)
- ПВХ-кожа: миграция пластификатора (ежегодное выделение 3–5 %, приводящее к хрупкости)
III. Сравнение параметров производительности (измеренные данные)
1. Силиконовая кожа: стойкость к пожелтению --- ΔE < 1,0 (QUV 1000 часов)
Стойкость к гидролизу: отсутствие трещин при 100°C в течение 720 часов (ASTM D4704)
Огнестойкость: UL94 V-0 (время самозатухания < 3 секунд)
Выбросы ЛОС: < 5 мкг/м³ (ISO 16000-6)
Гибкость при низких температурах: гнется при 60°C (без трещин)
2. Искусственная кожа PU: Устойчивость к пожелтению: ΔE > 8,0 (200 часов)
Стойкость к гидролизу: растрескивание при 70°C в течение 96 часов (ASTM D2097)
Огнестойкость: UL94 HB (медленное горение)
Выбросы ЛОС: > 300 мкг/м³ (содержит ДМФ/толуол)
Гибкость при низких температурах: хрупкость при -20°C
3. Синтетическая кожа ПВХ: Устойчивость к пожелтению: ΔE > 15,0 (100 часов)
Стойкость к гидролизу: Не применимо (не актуально для тестирования)
Огнестойкость: UL94 V-2 (капельное возгорание)
Выбросы ЛОС: >> 500 мкг/м³ (включая DOP)
Низкотемпературная гибкость: затвердевает при 10°C
IV. Экологические и безопасные характеристики
1. Силиконовая кожа:
Биосовместимость: сертифицирован по стандарту ISO 10993 для медицинских целей (стандарт имплантации)
Пригодность к переработке: силиконовое масло, полученное путем термического крекинга (степень восстановления >85%).
Токсичные вещества: не содержат тяжелых металлов и галогенов.
2. Синтетическая кожа
Биосовместимость: риск раздражения кожи (содержит свободные изоцианаты)
Пригодность к переработке: захоронение на свалках (разложение не происходит в течение 500 лет)
Токсичные вещества: ПВХ содержит стабилизатор на основе солей свинца, ПУ содержит ДМФ.
Эффективность циклической экономики: силиконовую кожу можно физически отделить от основной ткани до силиконового слоя для повторной грануляции. ПУ/ПВХ-кожу можно перерабатывать только методом химического сшивания. V. Сферы применения
Преимущества силиконовой кожи
- Здравоохранение:
- Антибактериальные матрасы (степень ингибирования MRSA >99,9%, соответствует JIS L1902)
- Антистатические покрытия для хирургических столов (поверхностное сопротивление 10⁶-10⁹ Ом)
- Транспортные средства на новой энергии:
- Сиденья, устойчивые к погодным условиям (рабочая температура от -40°C до 180°C)
- Интерьер с низким содержанием летучих органических соединений (соответствует стандарту Volkswagen PV3938)
- Наружное оборудование:
- Сиденья для лодок, устойчивые к УФ-излучению (QUV 3000 часов ΔE <2)
- Самоочищающиеся палатки (угол контакта с водой 110°)
Применение синтетической кожи
- Краткосрочное использование:
- Модные сумки (искусственная кожа легкая и недорогая)
- Одноразовые демонстрационные шпоны (цена на ПВХ-кожух <5 долл. США/м²)
- Бесконтактное применение:
- Ненесущие части мебели (например, фасады ящиков) VI. Сравнение стоимости и срока службы
1. Силиконовая кожа: стоимость сырья — 15–25 долл. США/м² (чистота силиконового масла > 99%)
Потребление энергии в процессе — низкое (быстрое отверждение, не требуется промывка водой)
Срок службы — > 15 лет (проверено на устойчивость к ускоренному атмосферному воздействию на открытом воздухе)
Расходы на обслуживание — простая протирка спиртом (без повреждений)
2. Силиконовая кожа: стоимость сырья — 8–12 долл. США/м²
Потребление энергии в процессе — высокое (линия мокрой обработки потребляет 2000 кВт·ч/10 000 метров)
Срок службы --> 3–5 лет (гидролиз и измельчение)
Стоимость обслуживания: требуются специализированные чистящие средства
Совокупная стоимость владения (TCO): силиконовая кожа стоит на 40% дешевле искусственной кожи за 10 лет эксплуатации (включая расходы на замену и чистку). VII. Направления дальнейшей модернизации
- Силиконовая кожа:
- Модификация наносилана → Супергидрофобность, подобная листу лотоса (угол смачивания > 160°)
- Эмб
Время публикации: 30 июля 2025 г.
