Mặc dù cả da silicon và da tổng hợp đều thuộc nhóm da nhân tạo, nhưng chúng khác nhau cơ bản về thành phần hóa học, tính thân thiện với môi trường, độ bền và tính năng sử dụng. Bài viết sau đây so sánh một cách có hệ thống hai loại da này từ góc độ thành phần vật liệu, đặc điểm quy trình và các tình huống ứng dụng:
I. Sự khác biệt về bản chất vật liệu và cấu trúc hóa học
Thành phần chính: Polymer siloxane vô cơ (xương sống Si-O-Si), polymer hữu cơ (chuỗi CON của PU/chuỗi C-Cl của PVC)
Phương pháp liên kết chéo: Phản ứng bổ sung xúc tác bằng bạch kim (không có sản phẩm phụ), bay hơi dung môi/phản ứng isocyanate (có chứa cặn VOC)
Độ ổn định phân tử: Cực kỳ bền với thời tiết (năng lượng liên kết Si-O > 460 kJ/mol), trong khi PU dễ bị thủy phân (năng lượng liên kết este < 360 kJ/mol)
Sự khác biệt về mặt hóa học: Thành phần vô cơ của silicone mang lại độ ổn định đặc biệt, trong khi các chuỗi hữu cơ của PU/PVC dễ bị ăn mòn bởi môi trường. II. Sự khác biệt chính trong quy trình sản xuất
1. Quy trình lõi da silicon
A [Trộn dầu silicon + chất độn] --> B [Tiêm chất xúc tác bạch kim] --> C [Lớp phủ giấy giải phóng]
C --> D [Ủ ở nhiệt độ cao (120-150°C)] --> E [Cán vải nền (Vải dệt kim/Vải không dệt)]
E --> F [Xử lý dập nổi/làm mờ bề mặt]
Quy trình không dung môi: Không giải phóng phân tử nhỏ trong quá trình đóng rắn (VOC ≈ 0)
Phương pháp cán vải nền: Liên kết điểm bằng keo nóng chảy (không tẩm PU), bảo quản độ thoáng khí của vải nền
2. Những hạn chế của quy trình sản xuất da tổng hợp truyền thống
- Da PU: Tẩm ướt DMF → Cấu trúc vi xốp nhưng còn dung môi (Cần rửa bằng nước, tiêu thụ 200 tấn/10.000 mét)
- Da PVC: Chất hóa dẻo di chuyển (Phát hành 3-5% hàng năm, dẫn đến giòn)
III. So sánh các thông số hiệu suất (Dữ liệu đo được)
1. Da silicon: Chống ố vàng --- ΔE < 1.0 (QUV 1000 giờ)
Khả năng chống thủy phân: Không nứt ở 100°C trong 720 giờ (ASTM D4704)
Chống cháy: UL94 V-0 (Thời gian tự dập tắt < 3 giây)
Lượng phát thải VOC: < 5 μg/m³ (ISO 16000-6)
Độ linh hoạt ở nhiệt độ thấp: Có thể uốn cong ở 60°C (Không bị nứt)
2. Da tổng hợp PU: Khả năng chống ố vàng: ΔE > 8.0 (200 giờ)
Khả năng chống thủy phân: Nứt ở 70°C trong 96 giờ (ASTM D2097)
Chống cháy: UL94 HB (Cháy chậm)
Lượng phát thải VOC: > 300 μg/m³ (Chứa DMF/Toluene)
Độ dẻo ở nhiệt độ thấp: Giòn ở -20°C
3. Da tổng hợp PVC: Khả năng chống ố vàng: ΔE > 15.0 (100 giờ)
Khả năng chống thủy phân: Không áp dụng (Không liên quan đến thử nghiệm)
Chống cháy: UL94 V-2 (Đánh lửa nhỏ giọt)
Lượng phát thải VOC: >> 500 μg/m³ (bao gồm DOP)
Độ linh hoạt ở nhiệt độ thấp: Đóng rắn ở 10°C
IV. Các tính năng về môi trường và an toàn
1. Da silicon:
Khả năng tương thích sinh học: Đạt chứng nhận y tế ISO 10993 (tiêu chuẩn cấy ghép)
Khả năng tái chế: Dầu silicon được thu hồi thông qua quá trình crack nhiệt (tỷ lệ thu hồi >85%)
Chất độc hại: Không chứa kim loại nặng/không chứa halogen
2. Da tổng hợp
Khả năng tương thích sinh học: Nguy cơ kích ứng da (có chứa isocyanate tự do)
Khả năng tái chế: Xử lý tại bãi chôn lấp (không bị phân hủy trong vòng 500 năm)
Chất độc hại: PVC chứa chất ổn định muối chì, PU chứa DMF
Hiệu suất Kinh tế Tuần hoàn: Da silicon có thể được tách vật lý từ lớp vải nền đến lớp silicon để tái tạo hạt. Da PU/PVC chỉ có thể được hạ cấp và tái chế do liên kết hóa học. V. Các tình huống ứng dụng
Ưu điểm của da silicon
- Chăm sóc sức khỏe:
- Nệm kháng khuẩn (tỷ lệ ức chế MRSA >99,9%, đạt tiêu chuẩn JIS L1902)
- Tấm phủ bàn phẫu thuật chống tĩnh điện (điện trở bề mặt 10⁶-10⁹ Ω)
- Xe năng lượng mới:
- Ghế chịu được thời tiết (nhiệt độ hoạt động từ -40°C đến 180°C)
- Nội thất có hàm lượng VOC thấp (đạt tiêu chuẩn Volkswagen PV3938)
- Thiết bị ngoài trời:
- Ghế thuyền chống tia UV (QUV 3000 giờ ΔE <2)
- Lều tự làm sạch (góc tiếp xúc với nước 110°)
Ứng dụng của da tổng hợp
- Sử dụng ngắn hạn:
- Túi thời trang nhanh (da PU nhẹ và giá thành thấp)
- Ván ép trưng bày dùng một lần (giá da PVC <$5/m²)
- Ứng dụng không tiếp xúc:
- Các bộ phận đồ nội thất không chịu lực (ví dụ: mặt trước ngăn kéo) VI. So sánh chi phí và tuổi thọ
1. Da silicon: Chi phí nguyên liệu thô --- 15-25 đô la/m² (Độ tinh khiết của dầu silicon > 99%)
Tiêu thụ năng lượng quy trình -- Thấp (Đông cứng nhanh, không cần rửa bằng nước)
Tuổi thọ sử dụng -- > 15 năm (Đã được kiểm chứng bằng phương pháp thời tiết tăng tốc ngoài trời)
Chi phí bảo trì -- Lau trực tiếp bằng cồn (Không gây hư hại)
2. Da silicon: Chi phí nguyên liệu thô --- 8-12 đô la/m²
Tiêu thụ năng lượng quy trình -- Cao (Dây chuyền xử lý ướt tiêu thụ 2000kWh/10.000 mét)
Tuổi thọ sử dụng -- > 3-5 năm (Thủy phân và nghiền)
Chi phí bảo trì -- Yêu cầu dịch vụ vệ sinh chuyên dụng
TCO (Tổng chi phí sở hữu): Da silicon có giá thành thấp hơn 40% so với da PU trong chu kỳ 10 năm (bao gồm chi phí thay thế và vệ sinh). VII. Hướng nâng cấp trong tương lai
- Da silicon:
- Biến đổi Nanosilane → Siêu kỵ nước giống lá sen (Góc tiếp xúc > 160°)
- Emb
Thời gian đăng: 30-07-2025