Polyurethaan coatingmaterialen zijn gevoelig voor vergeling na verloop van tijd door langdurige blootstelling aan ultraviolet licht of hitte, wat hun uiterlijk en levensduur beïnvloedt. Door UV-320 en 2-hydroxyethylthiofosfaat toe te voegen aan de ketenverlenging van polyurethaan, werd een niet-ionisch, watergedragen polyurethaan met uitstekende vergelingsbestendigheid bereid en toegepast op leercoatings. Door middel van kleurverschil-, stabiliteits-, scanningelektronenmicroscopie- en röntgenspectroscopietests werd vastgesteld dat het totale kleurverschil △E van het leer behandeld met 50 delen van het niet-ionische, watergedragen polyurethaan met uitstekende vergelingsbestendigheid 2,9 bedroeg, de kleurveranderingsgraad 1 was en er slechts een zeer geringe kleurverandering optrad. In combinatie met de basisprestatie-indicatoren van leer, zoals treksterkte en slijtvastheid, toont dit aan dat het bereide vergelingsbestendige polyurethaan de vergelingsbestendigheid van leer kan verbeteren met behoud van de mechanische eigenschappen en slijtvastheid.

Naarmate de levensstandaard is verbeterd, stellen mensen hogere eisen aan leren zitkussens. Deze moeten niet alleen onschadelijk zijn voor de gezondheid, maar ook esthetisch aantrekkelijk. Polyurethaan op waterbasis wordt veel gebruikt in leercoatings vanwege de uitstekende veiligheid, milieuvriendelijkheid, hoge glans en aminomethylidynefosfonaatstructuur die vergelijkbaar is met die van leer. Polyurethaan op waterbasis is echter gevoelig voor vergeling bij langdurige blootstelling aan ultraviolet licht of hitte, wat de levensduur van het materiaal verkort. Zo vergelen veel witte schoenen van polyurethaan vaak, of in meer of mindere mate, onder invloed van zonlicht. Daarom is onderzoek naar de vergelingsbestendigheid van polyurethaan op waterbasis van groot belang.

Er zijn momenteel drie manieren om de vergelingsbestendigheid van polyurethaan te verbeteren: het aanpassen van de verhouding tussen harde en zachte segmenten en het veranderen van de grondstoffen die de oorzaak van de vergeling aanpakken, het toevoegen van organische additieven en nanomaterialen, en structurele modificatie.

(a) Het aanpassen van de verhouding tussen harde en zachte segmenten en het veranderen van de grondstoffen kan alleen het probleem oplossen dat polyurethaan zelf gevoelig is voor vergeling, maar kan de invloed van de externe omgeving op polyurethaan niet wegnemen en voldoet niet aan de markteisen. Uit TG-, DSC-, slijtvastheids- en treksterktetesten bleek dat de fysische eigenschappen van het bereide weerbestendige polyurethaan en het met puur polyurethaan behandelde leer consistent waren. Dit wijst erop dat het weerbestendige polyurethaan de basiseigenschappen van leer kan behouden en tegelijkertijd de weerbestendigheid aanzienlijk kan verbeteren.

(b)De toevoeging van organische additieven en nanomaterialen brengt ook problemen met zich mee, zoals hoge toevoegingshoeveelheden en een slechte fysieke menging met polyurethaan, wat resulteert in een afname van de mechanische eigenschappen van polyurethaan.

(c) Disulfidebindingen hebben een sterke dynamische reversibiliteit, waardoor hun activeringsenergie zeer laag is en ze meerdere malen kunnen worden verbroken en opnieuw opgebouwd. Door de dynamische reversibiliteit van disulfidebindingen worden deze bindingen onder ultraviolette lichtbestraling voortdurend verbroken en opnieuw opgebouwd, waarbij ultraviolette lichtenergie wordt omgezet in warmte-energie. De vergeling van polyurethaan wordt veroorzaakt door ultraviolette lichtbestraling, die de chemische bindingen in polyurethaanmaterialen activeert en bindingsbreuk- en reorganisatiereacties veroorzaakt, wat leidt tot structurele veranderingen en vergeling van polyurethaan. Daarom werd, door disulfidebindingen in de watergebaseerde polyurethaanketensegmenten te introduceren, de zelfherstellende en vergelingsbestendige eigenschappen van polyurethaan getest. Volgens de GB/T 1766-2008-test was △E 4,68 en de kleurveranderingsgraad niveau 2, maar omdat er tetrafenyleendisulfide werd gebruikt, dat een bepaalde kleur heeft, is deze test niet geschikt voor vergelingsbestendig polyurethaan.

Ultravioletlichtabsorbers en disulfiden kunnen het geabsorbeerde ultraviolette licht omzetten in warmte-energie, waardoor de invloed van ultraviolette straling op de polyurethaanstructuur wordt verminderd. Door de dynamisch reversibele stof 2-hydroxyethyldisulfide toe te voegen aan de expansiefase van de polyurethaansynthese, wordt deze stof in de polyurethaanstructuur opgenomen. Het betreft een disulfideverbinding met hydroxylgroepen die gemakkelijk reageert met isocyanaat. Daarnaast wordt UV-320 ultravioletabsorber toegevoegd om de vergelingsbestendigheid van polyurethaan te verbeteren. UV-320, dat hydroxylgroepen bevat en gemakkelijk reageert met isocyanaatgroepen, kan ook in de polyurethaanketensegmenten worden opgenomen en in de tussenlaag van leer worden gebruikt om de vergelingsbestendigheid van polyurethaan te verbeteren.

Uit de kleurverschiltest bleek dat de vergelingsbestendigheid van het polyurethaan, gemeten met TG, DSC, slijtvastheids- en trekproeven, overeenkwam met die van het met puur polyurethaan behandelde leer. Dit duidt erop dat het weerbestendige polyurethaan de basiseigenschappen van leer behoudt en tegelijkertijd de weerbestendigheid aanzienlijk verbetert.