随着人们对环境保护意识的增强和提高，天然皮革在汽车、火车及飞机中的应用正面临着严峻的挑战，各个汽车、火车及飞机生产厂家都在寻求取代天然皮革的新产品。汽车、火车及飞机的高档内饰以前大部分以天然皮革为主，而天然皮革的加工过程中需使用一些特殊的化工原材料，如：铬鞣剂等，对环境污染很大，且天然皮革的来源也越来越有限，其价格节节攀升。
超细纤维可制成人造麂皮、人造毛皮、仿真丝绸织物和合成皮革等材料，具有舒适、美观、保暖、透气，较好的悬垂性和丰满度等特性。超细纤维合成革几乎具有天然皮革的一切特性和优点，并在机械强度、耐化学性能、吸排湿性、均一性、保型性、自动化裁剪加工适应性等方面更优于天然皮革，其质量轻，在同等厚度的情况下，超细纤维合成革的质量是普通天然皮革质量的三分之二，这样在运输的过程中，可以大大节省燃油的费用。
超细纤维合成革是在充分剖析天然皮革的基础上发展起来的。超细纤维合成革是由束状超细纤维与聚氨酯经过特殊工艺加工而成，它的核心技术是束状超细纤维的制造和各种材料的复合技术。聚氨酯在革体中呈不规则微细孔的立体网状结构。基布的微观结构与胶原纤维类似。因此，超细纤维合成革具有类似真皮的性能。
但国内对超纤纤维合成革在汽车、火车及飞机的研究和应用还处于起步阶段，还不能满足国内各汽车、火车及飞机生产厂家的需要。本文将正对汽车、火车及飞机高档内饰用超细纤维合成革开发和应用进行简要介绍。
2、汽车、火车及飞机高档内饰用超细纤维合成革的开发重点和难点
超细纤维合成革是一个跨行业、跨领域，生产工序繁多的产业用纺织品，其生产工序包括：纺丝、非织造、烫平、PU含浸、减量、扩幅、干法PU层造面以及后整理等步骤。其中，纺丝、非织造、浸渍对基布的性能息息相关，为了达到最终的物理化学性能，需综合考虑纺丝、非织造以及PU含浸对最终基布性能的影响，同时后处理对超细纤维合成革基布物理化学性能影响也非常显著。且各个汽车、火车及飞机生产厂家对超细纤维合成革的物理性能的要求各不相同，甚至有的物理性能是两个相反的取值要求，这更加重了开发的难度。因此，汽车、火车及飞机内饰用合成革基布是研究开发的难点和重点之一。
超细纤维合成革包括两个部分，超细纤维合成革基布和聚氨酯表面修饰层，其中超细纤维合成革基布的物理性能，如：撕裂强度、破裂强度、拉伸断裂强度和延伸率、剥离强度、定荷延伸率和残留率、加入收缩率、浸水收缩率、缝目强度和缝目疲劳、以及老化后的强度与超细纤维基布的性能具有直接联系，为了满足汽车、火车及飞机内饰用合成革的性能的要求，必须对基布的制作工艺进行相应调整。
2.1阻燃性研究和开发
汽车、火车及飞机高档内饰用超细纤维合成革必须具有一定的阻燃性，各个汽车、火车及飞机生产厂家对阻燃性能的要求都不一致，增加了该方面研究的工作量和开发难度。
因超细纤维合成革主要由尼龙(PA)、聚氨酯(PU)及少量的助剂组成，而PA和PU是属于两个完全不同的高分子体系。一般的阻燃剂都是针对某一个高分子体系具有良好的阻燃效果，如PA类的阻燃剂对PA具有良好的阻燃性能，但对PU来说，不一定具有良好的阻燃性能，反之亦然。同时，合成革中含有的少量助剂也对整个产品的阻燃性能具有很大的影响，因此，对超细纤维合成革的阻燃研究是超细纤维合成革首先必须解决的头等课题。只有解决了阻燃性的要求，才能进行后续的研究和开发工作。
超细纤维合成革的阻燃处理可以大致分为四种途径：
1、上述两种或者三种阻燃处理的叠加。
2、纺丝时进行阻燃处理;
3、浸渍时进行阻燃处理;
4、后整理时进行阻燃处理;
2.1.1浸渍过程中进行阻燃处理
在浸渍过程中进行阻燃处理可以分为两种：一、外添加阻燃剂;二、采用阻燃聚氨酯。
1)采用阻燃聚氨酯
阻燃聚氨酯是在聚氨酯的分子链中接枝功能性阻燃基团，从而使聚氨酯具有一定的阻燃效果。超细纤维合成革所是使用的聚氨酯需具有良好的对称性和结晶性，以保证良好的物理和化学性能。接枝阻燃功能性基团后，聚氨酯原有的化学结构被打破，其物理化学性能都发生巨大变化，如：成肌性较差，强度和手感都不能满足超细纤维合成革的使用要求，有可能在加工过程中耐温性和耐溶剂性不佳而根本无法生产。上海华峰超纤材料股份有限公司经过一年多的研究和开发，开发了一种可用于超细纤维合成革的阻燃聚氨酯。
2)外添加阻燃剂
国内的超细纤维合成革所使用的聚氨酯树脂基本上都是采用DMF溶剂型聚氨酯，凝固过程中也是采用DMF的水溶液作为凝固液。因此，要求阻燃剂不能溶解于水和DMF中，不然在加工过程中，阻燃剂很容易在凝固和水洗的时被溶解，而丧失阻燃效果。
同时，所添加的阻燃剂必须满足在后续抽出的过程中不被抽出液(主要为甲苯或氢氧化钠的水溶液)所溶解，并具有很高的耐温性。在干燥过程中不被分解。
2.1.2纺丝时进行阻燃处理
对超细纤维丝进行阻燃处理可以通过在纺丝过程中添加阻燃剂或者是阻燃切片的方式进行阻燃处理。但超细纤维的“岛”非常细小，且纺丝所使用的原材料为两个不相容的组分，对阻燃剂和阻燃切片的要求非常高，原料成本高，且加工比较困难。
1)采用阻燃切片纺丝，对切片要求高，所制备的切片需和生产中的切片类型相似，以至于在纺丝过程中不出现多相体系，而恶化纺丝条件，对纺丝造成不良影响。阻燃切片的阻燃剂需具有和“岛”成分具有很好相容性，而与“海”成分具有不相容的特性，阻燃剂在纺丝过程中不进入“海”成分，充分发挥其阻燃作用。纺丝用的阻燃剂和阻燃切片价格高，但阻燃效果好。
2)采用在纺丝过程中直接阻燃剂时，阻燃剂很容易进入“海”成分中，在后续的减量开纤过程中容易被溶解抽出，降低了阻燃性能。有的阻燃剂很容易溶解在抽出溶剂中，而丧失阻燃性。同时，加入阻燃剂后，将影响复合纤维的纺丝性能，有的根本无法满足超细纤维合成革的要求，有的形成不了“海岛”结构的复合丝有的甚至无法纺丝。
2.1.3后整理方式进行阻燃处理
后整理进行阻燃处理一般有浸轧、喷涂和背涂等，其中每一个处理方式都有其独特的特点和局限性。
喷涂和浸轧一般是采用液体类阻燃剂对基布进行后处理，包括永久性和非永久性阻燃剂。
大部分永久性阻燃剂需在预烘后在进行高温固化，使阻燃剂和基布之间进行化学键的结合或者阻燃剂本身交联固化附着在超细纤维合成革的纤维和聚氨酯表面。但进行高温处理后，超细纤维合成革基布的手感和物理性能都受到一定的影响，从而限制了其使用范围。
非永久性阻燃剂，喷涂或者浸轧后，低温干燥即可。但其阻燃效果不长久，阻燃剂在水洗的情况下很容易流失，丧失阻燃性，从而限制了其使用范围，不利于后续再加工。
背涂阻燃处理是在超细纤维合成革的背面涂敷高分子材料粘合剂与阻燃剂，从而使超细纤维合成革具有一定的阻燃效果。但在涂敷阻燃剂后，基布手感差异比较明显，且在涂敷阻燃剂后，其基布的折纹变粗，基布的正反面差别比较大。但汽车用合成革对此没有硬性要求，可以采用该处理方式来进行阻燃处理。
采用后整理方式来达到阻燃效果，工艺简单，但需选择合适的阻燃剂并进行合理搭配方能满足汽车内饰用革的阻燃要求。
2.1.4上述两种或者三种阻燃处理的叠加
当采用上述三种方法单独处理后，如果阻燃效果仍然达不到汽车、火车及飞机内饰用超细纤维合成革的要求时，可以考虑对以上三种阻燃方法进行有机整合，进一步提高超细纤维合成革阻燃性能，以满足汽车、火车及飞机内饰的要求。
2.2超细纤维合成革表面PU修饰层的研究和开发
超细纤维合成革表面PU修饰是模拟天然皮革的表面修饰同时赋予超细纤维合成革以各种纹路和色彩。
超细纤维合成革表面PU修饰的研究可开发主要包括：高性能PU树脂的研究和开发、高耐候性的颜料和填料的选择、各种高性能助剂的选择以及干法工艺的研究和开发。
2.2.1颜料和填料的选择
颜料是赋予合成革以各种色彩，提高合成革的档次和品质。但大多数颜料在水、氧气以及其它各种化学物质的作用下，其颜色将发生转变或者逐渐褪色变为白色。
汽车、火车及飞机内饰超细纤维合成革其工作环境非常恶劣，经常要经受强阳光、闷热潮湿以及人体汗液的作用。一般的普通颜料很难满足其生产的要求，因此需寻找性能稳定，能经受强阳光、闷热潮湿以及人体汗液作用的颜料和填料。
上海华峰超纤材料股份有限公司在原材料的选择和应用上进行了长时间的研究和开发，并辅以各种耐老化助剂，经汽车厂商测试后能完全达到汽车内饰的要求，如湿热老化(50℃95%RH×500h)、耐热老化(90℃×500h)、耐寒循环(-10℃×30000次)，耐光(55MJ/m2、110MJ/m2)的测试结果都大于等于4级。
2.2.2高性能PU树脂的研究和开发
汽车、火车及飞机内饰用超细纤维合成革对PU表面层的光照牢度、摩擦色牢度、黏着性、耐热性、以及湿热老化、抗污染性、耐磨性、滴水雾化性、以及耐化学品性等都具有非常高的要求。而以上性能和PU树脂的物理化学性能具有直接的关系。
汽车、火车及飞机内饰超细纤维合成革表面层用PU树脂，必须是不黄变脂肪族聚氨酯树脂，但普通的脂肪族和脂环族不黄变聚氨酯树脂在耐磨性、耐热性、以及耐化学品性方面和芳香族聚氨酯树脂还有一定的差距。必需进行特殊的加工工艺来满足要求。当前国内还没有该类型的树脂生产和销售，其大部分高性能聚氨酯树脂的生产技术都掌握在国外跨国公司中，如：Bayer、Basf、DIC、NPU等。对国内的研究和开发带来诸多问题，如：采购期长、成本高等，为了更进一步提升国内汽车、火车及飞机内饰用超细纤维合成革的研究和开发，高性能的不黄变聚氨酯树脂的研究和开发刻不容缓。
上海华峰超纤材料股份有限公司开展了高性能可用于交通工具的不黄变干法合成革树脂的研究和开发，取得了一定的进展和成果。但离真正应用到汽车、火车及飞机内饰超细纤维合成革还具有一定的差距，主要是树脂的耐热性方面不能满足要求。
2.2.3各种助剂的选择
合成革表面所使用的PU其本身的性能不能完全达到汽车、火车及飞机内饰所要求的性能如：摩擦色牢度、沾色牢度、以及光照色牢度等，需添加大量的高性能助剂来提高其表面性能。因此各助剂的选择和搭配也是一个重点课题。
一般的助剂是由有机硅体系组成，每一个体系都有它自我的优点和缺点，在选择助剂的时候需考虑其配合效应以及对合成革其它性能的影响。
小分子有机硅助剂在环境(如加热、水、阳光等)的作用下，会迁移到合成革的表面，从而恶化合成革的性能，因此小分子有机硅树脂的选择和用量需严格控制。而高分子量的有机硅助剂，加热到PU树脂中，成膜后难以向表面迁移，且性能较小分子有机硅树脂好，在研究和开发的过程中可以考虑使用高分子有机硅助剂。但高分子硅油粘度大，大部分硅油为膏状，使用时不方便，且价格高，这限制了其使用。
上海华峰超纤材料股份有限公司所制备的超细纤维合成革能达到学振耐磨(9.8N)30000次四级，110MJ/m2老化后10000次四级、湿热老化和热老化后30000次四级，表面变色和褪色大于等于四级。完全通过各汽车生产厂家的测试标准。
3、总结
汽车、火车及飞机内饰用超细纤维合成革在当前情况下开发难度大、研发周期长、性能要求高。汽车、火车及飞机内饰用超细纤维合成革的研究和开发，从纺丝开始，一直到干法PU造面和后整理，需充分考虑汽车、火车及飞机各生产厂家所提出的物理化学性能，每一个步骤都必须紧扣性能指标。
上海华峰超纤材料股份有限公司经过两年多的努力，成功研究和开发了汽车用超细纤维合成革，各项物理化学指标都符合各汽车生产厂家的要求。
对汽车内饰用的超细纤维合成革进行适当改进后，即可用于火车及飞机内饰中。特别是中国提出大飞机项目后，超细纤维合成革可以完全替代真皮而应用于飞机内饰中。超细纤维合成革与天然皮革相比具有质量轻、保型性好、环保等优势，可以大大减少汽车、火车和飞机的燃油消耗，节省汽车、火车和飞机的使用费用。
