聚四氟乙烯微孔膜防水透湿性能研究
科技成果——防护性服装薄膜

科技成果——防护性服装薄膜
技术开发单位四川省众望科希盟科技有限公司
技术简介
聚四氟乙烯(PTFE)强度高、摩擦系数低、化学性质稳定,被称为塑料王。
本公司通过特殊工艺过程将聚四氟乙烯制作成薄膜,再在薄膜表面加上一层特殊膜层,形成一种双组份防护性薄膜,具有防水透湿、防风保暖、病菌病毒阻隔、防红外、抗紫外、微尘过滤等功能。
通过测试证明在大多数恶劣环境下,防护性服装薄膜复合织物能始终保持人体的最佳生理状态,被誉为人体的第二皮肤,可广泛应用于军警服、户外运动服、医用防护服、化学防护服、睡袋、帐篷、鞋、帽、手套等。
主要技术指标
初始水压:大于2公斤
透气性:小于20秒
透湿性:大于9000克/平米/天(JISL1099A1法)
透湿性:大于12000克/平米/天(JISL1099B2法)
技术特点
以最高分子量(1亿)聚四氟乙烯分散树脂为原材料,采用国际一流、国内独有的高精度纳米微孔薄膜设备,使用一体成型技术进行生产。
技术水平国际先进
适用范围防化保护、户外装备、医用防护。
专利状态申请专利2项。
技术状态小批量生产阶段。
合作方式合作开发
预期效益
此防护性薄膜可应用在户外装备、医疗、公安、消防、防核生化等方面。
预期产值约3-5亿元,产业化周期约2年。
PTFE微孔薄膜简介IntroductiontoPTFEMicroporousMembrane

一、 PTFE微孔薄膜简介Introduction to PTFE Microporous Membrane PTFE微孔薄膜由高结晶度的PTFE分散料,经过挤压、纵向拉伸、横向拉伸,最终形成带有立体三维结构的薄膜。
其孔径在0.02~5um之间,薄膜厚度在8~30um,孔隙率在80~97%之间。
PTFE micro-porous membrane is made up of high crystallinity PTFE fine powder and shaped into 3D structure through compressing, vertical and horizontal stretching. The membrane pore size is between 0.02~5μm, thickness is 8~30μm and porosity is between 80~97%.金由iTEX高性能PTFE微孔薄膜特点金由iTEX高性能PTFE微孔薄膜在生产之初,严格控制PTFE分散料品质。
配合18年PTFE微孔薄膜的生产经验,在生产过程中,对于细节精益求精。
加上多处“独到”的生产工艺,使金由iTEX高性能PTFE微孔薄膜具有高耐水压力、高透湿性、高机械强度等性能。
Features of Jinyou iTEX PTFE membraneThe PTFE fine powder is controlled strictly before to be used as approved material.And thanks to our 18-year experience and unique technology in producing PTFE membrane, we have consistently improved the product in every detail.Therefore, iTex membrane is featured by high water resistance, high breathability and high durability.高耐水压力:在20次水洗以后,按美国ASTM D751‐2006标准测定:C型达20,000mm耐水压力。
透彻了解防水透气膜

透彻了解防水透气膜防水透气膜(又称蒲微防水透气膜,PTFE膜),是一种新型的高分子防水材料,因微孔性、疏水性、憎油性而具有透气防水防油功能,已广泛应用于医疗、精密电子、LED户外照明、汽车灯、通讯、化工、安防等行业。
从制作工艺上讲,防水透气膜的技术要求要比一般的防水材料高的多;从品质上来看,防水透气膜具有其他防水材料所不具备的功能特点。
防水透气膜的工作原理在水汽的状态下,水颗粒非常细小,根据毛细运动的原理,可以顺利渗透到毛细管到另一侧,从而发生透汽现象。
当水汽冷凝变成水珠后,颗粒变大,由于水珠表面张力的作用(水分子之间互相“拉扯抗衡”),水分子就不能顺利脱离水珠渗透到另一侧,也就是防止了水的渗透发生,使透汽膜有了防水的功能。
防水透气膜的材料防水透气膜的技术最早是从欧美国家开始引进的,然而国内产品的制作工艺五花八门,各个厂家的产品质量参差不齐,没能形成一个统一的质量标准。
实际上,防水透气膜主要有三层构成:PP纺粘无纺布,PE高分子透气膜,PP纺粘无纺布。
纺粘无纺布的作用主要是增强拉力和静水压及保护中间层(透气膜),真正透气主要是靠中间层PE高分子透气膜。
防水透气膜的生产工艺主要有三种:1. 流延复合这种工艺是用塑料粒子热熔后依靠塑料本身的粘性复合。
缺点是几乎不透气。
截止2014年全世界范围内都未能用此工艺生产真正的高透气耐高温防水透气膜。
2. 喷胶或刮胶复合(热熔胶复合)这种工艺最早应用在卫生巾和尿不湿,以及防护服上。
目前国内生产厂家几乎都是用这种工艺生产高透气的防水透气材料。
缺点是透气量比较低,因为中间透气膜的微孔实际上都被热熔胶堵死。
另外,最致命的缺点就是耐温度非常低,仅能承受60度的温度。
因为这种胶水实际上是一种压敏胶(不干胶)。
简单的例子就是冬天时候,双面胶带几乎没有粘性,会分层。
但是到了夏天,双面胶带表面的胶会融化。
用这种工艺做的防水透气膜质量可想而知。
施工时,只要有一定的温度,无纺布就会开胶分层。
织物透湿性测试方法的比较

织物透湿性测试方法的比较摘要:测量织物透湿性的方法有多种,它们在测量原理、测试条件和测量参数方面不一样。
为比较各方法的特点,采用5种测试方法用于评价6种不同织物的透湿性能。
试验结果表明,采用干燥剂倒杯法测得的透湿量最高,其次分别为新测试方法、倒杯法、正杯法。
另外,新测试方法和出汗防护热板仪、倒杯法及干燥剂倒杯法有很好的相关性,由于该方法具有测试时间短、重复性好、灵敏度高、所需试样小的特点,可用于对织物透湿性的日常质量控制。
织物的透湿性是服装热舒适性评价的重要内容。
人们较为熟悉的评价织物透湿性的测试方法是透湿杯法。
透湿杯法可分为蒸发法和吸湿法。
蒸发法和吸湿法又可分为正杯法和倒杯法。
织物和服装生产厂家倾向于用透湿量来评价织物的透湿性,而研究人员和生理学家更喜欢用织物对蒸发传热的阻力评价水蒸气通过织物向环境转移的能力。
织物的蒸发阻抗可用出汗防护热板仪来测定。
为了测试蒸发阻抗,多孑L测试板和周围热护板被防水透湿薄膜所覆盖,蒸馏水从热板底部喂入,然后将试样放置在薄膜上,将热板加热到35℃,织物的蒸发阻抗通过保持热板在这一温度所需要的功率来表征一。
上述各种测试方法由于测量原理不同,采用的测试条件(温度、湿度和风速)和测量参数不同,测得的结果也不一样。
为此,本文对这些测试方法的测试结果进行比较,研究它们之间的相互关系。
1实验方法1.1测试试样选择4种防水透湿织物和2种普通织物作为试样进行透湿量测试,其面密度、厚度见表l。
厚度依据GB/T3820一l997,用YG(B)141D织物厚度仪测定。
1.2测试方法1.2.1正杯法按照ASTME96方法B的规定,透湿量的测试在一个测试箱内进行,测试箱的空气温度为23℃,相对湿度为(50±2)%,风速为2.8m/s。
测试时,往透湿杯内倒入一定量的蒸馏水,将直径为7.4cm圆形试样的测试面向下放置在透湿杯上,将试样固定好。
然后在天平上称量,精确至0.001g,将其放入测试箱内,2h后,再次称量。
聚四氟乙烯薄膜 PTFE

聚四氟乙烯薄膜PTFE聚四氟乙烯薄膜(PTFE)介绍聚四氟乙烯薄膜(PTFE)是由聚四氟乙烯树脂经模压、烧结、冷却成毛坯,再经车削,压延制成。
车削成的薄膜为不定向薄膜,不定向薄膜经压延后即成定向薄膜。
不定向薄膜压延 1.1-1.8倍为半定向薄膜。
聚四氟乙烯薄膜(PTFE)的性能特点聚四氟乙烯薄膜(PTFE)是由四氟乙烯单体聚合而成的聚合物,是一种类似于PE的透明或不透明的蜡状物,其密度为2.2g/cm3,吸水率小于0.01%。
它的化学结构与PE相似,只是聚乙烯中的全部氢原子都被氟原子所取代。
由于C-F键键能高,性能稳定,因而其耐化学腐蚀性极佳,能够承受除了熔融的碱金属、氟化介质今日焦点。
高于300℃的氢氧化钠之外的所有强酸(包括王水),以及强氧化剂、还原剂和各种有机溶剂的作用;PTFE分子中F原子对称,C-F键中两种元素以共价键结合,分子中没有游离的电子,使整个分子呈中性,因此它具有优良的介电性能,而且其电绝缘性不受环境及频率的影响。
它的体积电阻大于1017,介电损耗小,击穿电压高、耐电弧性好,能在250℃的电气环境下长期工作;因PTFE分子结构中没有氢键,结构对称,所以它的结晶度很高(一般结晶度为55%~75%,有时高达94%),使PTFE耐热性能极好,其熔融温度为324℃,分解温度为415℃,最高使用温度为250℃,脆化温度为-190℃,热变形温度(0.46MPa条件下)为120℃。
PTFE的力学性能良好,其拉伸强度为21~28MPa,弯曲强度为11~14MPa,伸长率为250%~300%,对钢的动静摩擦系数均为0.04,比尼龙、聚甲醛、聚酯、塑料的摩擦系数都小。
纯聚四氟乙烯薄膜(PTFE)强度低、耐磨性差以及耐蠕变性不好,通常要在PTFE聚合物中添加一些无机颗粒,如石墨、二硫化钼、三氧化二铝、玻纤、碳纤维等来提高其力学性能;也可利用与其他聚合物如聚苯酯(PHB)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚全氟(乙烯/丙烯)共聚物(PFEP)等共混的方法来其阻尼温度范围,提高其耐蠕变性。
防水透湿功能性面料介绍及各国测试标准

防水透湿功能性面料介绍防水透湿织物是指水在一定压力下不浸入织物,而人体散发的汗液却能以水蒸气的形式通过织物传导到外界,从而避免汗液积聚冷凝在体表与织物之间以保持服装的舒适性,它是一种高技术、独具特色的功能性织物。
防水对于普通面料工作者来说并不是什么难题,关键是如何实现透湿。
下面,我们从防水透湿织物的种类来深入了解一下它。
一、通过纤维来实现透湿1、文泰尔织物。
最早的防水透湿织物是著名的文泰尔(Ventile)织物。
它是上世纪40年代由英国的Shirley研究所设计的,选用埃及长绒棉的高支低捻度纯棉纱高密重平组织织物,最初主要用于第二次世界大战期间的英国空军飞行员的防寒抗浸服。
当织物干燥时,经纬纱线间的间隙较大,大约10微米,能提供高度透湿的结构;当雨或水淋织物时,棉纱膨胀,使得纱线间的间隙减至3~4微米,这一闭孔机制同特殊的拒水整理相结合,保证织物不被雨水进一步渗透。
目前该类面料早已被其它防水透湿面料所取代。
2、Coolmax类面料。
杜邦、日本东丽等国际大公司研究的通过纤维内部制造出孔道的方式实现将汗水排出体外,也就是市场上的吸湿排汗面料。
该类纤维生产技术集中在这类国际大公司手上,价格相对较高,难以成为市场的主流。
二、通过涂层来实现透湿采用干法直接涂层、转移涂层、泡沫涂层、相位倒置或湿法涂层(凝固涂层)等工艺技术,将各种各样具有防水、透湿功能的涂层剂涂敷在织物的表面上,使织物表面孔隙被涂层剂封闭或减小到一定程度,从而得到防水性。
织物透湿性则通过涂层上经过特殊方法形成的微孔结构或涂层剂中的亲水基团与水分子作用,借助氢键和其它分子间力,在高湿度一侧吸附水分子,后传递到低温度一侧解析的作用来获得。
涂层面料的价格低,实现了一定的透湿,而被广泛使用。
但是由于其防水透湿性能较差,手感也不能令人满意,市场占有率正在逐步的减少。
现在开发出的湿法转移涂层的面料使得涂层面料又焕发了新机,它不仅防水透湿等物性指标很高,面布能做100%特氟龙处理,水洗牢度能达到25次以上,手感也非常好。
聚四氟乙烯膜的亲水化改性研究进展
高性能氟塑脂涂料在灯泡行业中的应用由于室内的高瓦数灯泡温度非常高,常因忽然吹至冷风或从天而降的雪引至爆裂,玻璃四溅,伤及行人。
高品质的高性能氟塑脂PFA涂料可长期在高温使用,对灯炮炸裂的问题,可以迎刃而解。
因为:(1)高性能氟塑脂PFA是十分好的绝缘材料,涂在灯泡表面后,可以减少玻璃突变的温差而减低爆炸的机会;(2)即使玻璃在炸裂时,氟塑脂涂料PFA 薄膜会进抓住玻璃的碎片,避免飞溅伤人;(3)氟塑脂涂料PFA是高品质产品纯度极高,即使涂在灯泡上也不会影响其光亮度;(4)高性能氟塑脂涂料符合美国食品条例,可以使用在需接触食物的灯泡上使用了高性能氟塑脂涂料处理的灯泡不易破裂,行人不会为四溅的玻璃争相走避,管理法人也不用为灯泡伤人而赔偿。
因此,经高性能氟塑脂涂料处理的灯泡,是优质生活的必须品。
—文章摘自网络聚四氟乙烯膜的亲水化改性研究进展聚四氟乙烯(PTFE)是综合性能非常优良的塑料,具有优良的化学稳定性,能耐热、耐寒和耐化学腐蚀性,同时,它还具有优良的电绝缘性、低的表面张力和摩擦系数、不燃性、耐大气老化性和高低温适应性能,并且具有较高的力学性能,广泛应用于航空航天、石油化工、机械、电子电器、建筑、纺织等诸多领域。
但是这种极强的非极性使PTFE的疏水性很强,从而极大限制了其在医疗、卫生等工业领域的应用。
随着PTFE膜应用范围的不断扩大,国内外研究人员围绕PTFE 膜的表面改性已进行了大量研究,包括等离子体处理、功能单体聚合、化学处理和溅涂等。
这些处理方法都能有效提高其黏结性和湿润性,增加表面能。
1 PTFE疏水性强的原因PTFE的水接触角高达120°,也就是其润湿程度很差。
从表面特征来看,主要有3方面的原因。
1.1化学键能高PTFE是以碳原子链为骨架,链周围被氟原子包围的结构。
由极强C-F键(键能为485.3kJ/mol,约50eV)和被原子所强化的C-C键(键能为345.6kJ/mol,约3.5eV)组成的一种线形高分子,具有完全对称结构。
防水透湿
防水透湿织物在湿冷的天气里,有些服装如羽绒服、防寒服等,要么不防水,雨雪从外一直浸湿到内;要么防水却不透气,身体散发的水汽排不出去,从内湿到外,很不舒服。
而高科技的防水织物除了具有防水保护外,还提供了重要的透气性能(不但能将湿气从衣服里面输送到外面,而且还有使空气从外面输送进来的能力)。
现在各种防水透湿的“可呼吸织物”已经被研制出来了。
当把水滴在荷叶上时,水不会浸入到荷叶中,而是在其上形成了滚动的水滴。
用电子显微镜观察荷叶表面会发现,其上被100μm直径的颗粒以300—500μm的间距间隔地排列覆盖着。
颗粒与颗粒之间存有很多空气,颗粒与空气在荷叶表面上自然地混合覆盖着。
这样的混合覆盖层,使水不能浸入荷叶内而形成水滴滑落下来。
透湿防水织物就是模仿这一自然现象制成的。
为使透湿防水织物的表面具有像荷叶一样的结构,可以把线密度为1-2旦和0.2旦的纤维混纺织造成高密织物,由于纤维粗细不同形成了空隙,这些空隙中含有空气,且织物的表面是以微细的形态加工而成的,所以类似于荷叶表面的天然结构。
水滴的直径一般在100—3000μm之间,而水蒸气的直径仅为0.0004μm左右。
因此,防水透湿织物在服用过程中,在它的表面,颗粒较大的水滴就像在荷叶表面一样无法浸入织物内部。
而人体皮肤表面出现的水蒸气或碳酸分子的直径还不到水滴的百万分之一,由于颗粒较小,所以通过纤维间的空隙能够散发出去。
据有关专家介绍,根据生产技术的不同,此类织物大致有以下三种:1.采用高密度织物这种高密织物多利用高支棉纱和其他超细合成纤维制成,从而使织物具有较多的水蒸气透过性,再经过后整理后具备有一定的防水性。
近年来,超细纤维迅速发展,各种用它制作的超高密织物大量涌现,由超细纤维织成的超高密织物再经超级拒水整理,可使织物表面形成类似荷叶的均匀而有微细凹凸的结构,使水滴在其上仅与凸出部分接触,凹陷处由于有空气封闭着,使织物与水滴实际接触部分大为缩小,从而成为新一代的防水透湿织物。
聚四氟乙烯膜的制备及性能
第26卷第5期高分子材料科学与工程Vol.26,No.5 2010年5月POL YM ER MA TERIAL S SCIENCE AND EN GIN EERIN GMay 2010聚四氟乙烯膜的制备及性能黄庆林,肖长发,胡晓宇,边丽娜(天津工业大学材料科学与化学工程学院,中空纤维膜材料与膜过程教育部重点实验室,天津300160)摘要:以聚乙烯醇(PVA )为成膜载体,由聚四氟乙烯(PTFE )分散乳液制得PTFE 疏水膜,分析和讨论了膜烧结后的组成、动态力学性能的变化,用扫描电子显微镜(SEM )观察了膜表面形貌。
结果表明:(1)制备的PTFE 膜较PTFE 在组成上无明显变化;(2)经定长和松弛状态烧结的PTFE 膜,其DMA 谱图的α转变较PTFE 未发现较大变化;(3)经定长状态下烧结后所得PTFE 膜中原纤网络结点之间构成了较为疏松的微孔结构,而在松弛状态下烧结所得膜的微孔结构较为致密。
关键词:聚四氟乙烯;聚乙烯醇成膜载体;平板膜;性能中图分类号:TB383 文献标识码:A 文章编号:100027555(2010)0520123204收稿日期:2009204207基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)重点课题“高性能聚烯烃中空纤维超/微滤膜制备关键技术”(2007AA030304)通讯联系人:肖长发,主要从事功能纤维材料研究, E 2mail :cfxiao @ 聚四氟乙烯具有极其良好的化学稳定性,耐强酸、强碱和耐多种化学产品的腐蚀以及宽广的耐温性能,因此,在特殊的分离环境中,PTFE 是一种理想的分离过滤材料[1,2]。
PTFE 的表面张力为(22~33)×10-3N/m ,极好的疏水性使其成为膜蒸馏以及防水透气材料的首选材料[3]。
但PTFE 的缺点是无合适的溶剂使其溶解,而且即使加热到分解温度也很难流动,因此PTFE “不溶不熔”的特性使其加工性能很差[4]。
EPTFE膜有什么特点
作为防水透气材料的一种,EPTFE面料是以聚四氟乙烯多微孔膜经特殊工艺与普通面料层压而成,该面料集优良防水透湿性能于一体,使得汗蒸汽可以很快透出织物,人体不会有发闷的感觉。
所以,EPTFE膜具有怎么样的特点,才会有以上这样的效果呢。
1.EPTFE膜材的特点是强度高,中等强度的EPTFE膜厚度仅0.8mm,但它的拉伸强度已达到钢材的水平;而且弹性模量较低,有利于膜材形成复杂的曲面造型;使用温度范围广,能够在-70℃~230℃的温度范围内使用。
2.具有独特的光学性能,白天入射光线成为自然温射光,防止眩目,无阴影,光线均匀分布;几乎没有紫外线透过,防止了内部装饰材料和设备的褪色;夜间高反射性能使得房间具有很好的照明效果,减少电能消耗,而且可衬托出夜空中建筑物的辉煌;自洁性好,雨水可冲刷掉表面的附着物。
3.具有高透光率,透光率为13%,对热能反射率73%,热吸收量很少;使用寿命在25年以上。
4.具有很高的过滤效率,可以满足空气过滤器的过滤效率等级要求;相比于其他过滤材料,EPTFE微孔膜具有较高的PF值,过滤性能好。
(PF值表示过滤效率与压力损失平衡的一个指标,PF值越大,表明过滤效果越好,其计算公式如下:PF值=-log(1-过滤效率)/压力损失*1000 压力损失单位:Pa,测试流速:5.3cm/s,粒径范围:0.1~0.2um。
)5.膜孔径小,且EPTFE空气过滤膜材料经过高温热定型处理,微孔结构稳定,因此在高风速下还能有效拦截粉尘颗粒;空气过滤膜材料疏水性强,表面能低,具有良好的非粘附性,很容易去除材料表面堆积的灰尘,因此可以用水冲洗恢复性能,实现重复使用,大大延长使用寿命。
6.表面过滤机理,可通过机械振动或擦拭轻松清除堆积的粉尘。
就是凭借这些特点,EPTFE膜材才能成为深受大众欢迎的材料之一,是值得信赖的,希望能对大家有所帮助。
杭州安普鲁薄膜科技有限公司是一家致力于敏感元器件防护与户外元器件防护的公司。
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聚四氟乙烯微孔膜防水透湿性能研究作者:王丽敏来源:《中国科技纵横》2020年第04期摘要:聚四氟乙烯是一种特殊的化学材料,其在很多领域中都有一定程度的应用,并且由于材料性能优势,聚四氟乙烯相关材料及产品发挥了很重要的作用。
本文将从聚四氟乙烯的性能说起,对防水透湿织物的种类进行描述,分析其结构情况,并对其防水透湿性进行相关研究,旨在为该材料的性能及应用情况提供一定的借鉴与参考。
关键词:聚四氟乙烯;微孔膜;防水透湿性能0引言当今大多数的防水织物一般是由包含多种多样的合成型橡胶的纺织物制成,这种织物的防雨性一般十分优越,但是其透湿性却较差。
当人们在进行一些如赛跑和登山等一系列较激烈的活动时,如果穿着这样的纺物制成的服装,会使得其运动中产生的汗液难以形成蒸气的形式进而难以排除,其更容易在服装的内部液化成冷凝水,使穿着该种服装的人们感到发闷、粘湿,使人不舒服。
而这种服装有时造成的后果可能不仅仅是使人体不舒服,在特定情境下,可能还会使人体十分危险。
如当登山运动员身着此类难以透湿的服装进行登山活动时,如果其出的汗无法及时排出,可能会导致结冰进而冻死,所以具有织物具有透湿性是十分有必要的。
下面将对其材料的性能进行分析,对其种类进行叙述,分析其结构,对其防水透湿性进行相关研究。
1聚四氟乙烯的性能1.1基本性能在很早的时候,人们就对聚四氟乙烯的应用及开发进行了一系列的研究。
在上世纪的六十年代初时,杜邦公司就已经采用单方向拉伸的方式对聚四氟乙烯的拉伸膜进行制备。
但当时的拉伸膜的表面微孔孔隙率、大小和膜强度等方面的性能都难以达到微滤器制作的要求,后来其主要被应用于密封袋。
直到六十年代末期,人们对其的研究热度依旧没有减少,最终在1969年美国的Gore公司用机械双向拉伸的方法研制出拉伸膜。
但是这种拉伸膜的表面能极低,亲水性能也极差,其在与别的物质进行黏合时的粘合强度也不足。
后来,人们为了使薄膜的应用力度扩大,对其表面活性进行提高,许多研究人员运用填充、化学腐蚀、接枝、辐照等方法,对其表面的可黏附性以及亲水性进行了有效的提高[1]。
1.2水蒸气透过薄膜原理溶解擴散以及微孔透湿是薄膜的透湿机理的主要类型。
聚四氟乙烯的薄膜机理为微孔透湿的类型。
在人们对微孔透湿型的材料进行越来越广泛应用的同时,人们对该研究的热情也逐渐增长,对于微孔透湿的研究增长最为明显[2]。
其实早在1967年时,Forseca就已经通过大量的研究和实验总结出了在泡沫涂层的微孔传湿速率公式,之后Tagawa又在其基础上得出了传湿的速率公式,这两个公式虽然都较简单易懂,易于计算,但却对透湿量和膜结构的参数之间的关系以及对湿度、温度类的各种外界因素对透湿量可能造成的影响没有明确给出,使得这些公式在实际运用上有着较大的局限性[3]。
1.3水蒸气透过薄膜影响因素该种薄膜的透湿性受许多因素的影响,内在因素有薄膜的厚度、孔隙率以及孔径大小等;对其有影响的外在因素有空气的湿度以及外界的温度等。
在正常情况下,水蒸气穿过薄膜的微孔时的透湿量和水蒸气承受的压力成正比,和薄膜厚度成反比。
同时,如果薄膜向上的孔洞的通道越笔直,水蒸气的分子与其纵向孔壁发生碰撞的概率就越小,这会使透湿量增加[4]。
张慧峰已经对膜厚度、孔径以及孔隙率等因素可能对透湿造成的影响进行了相应研究,其结果表明:当相对湿度为90%,温度为38℃时,膜厚度、孔径以及孔隙率这些因素对透湿量有较小影响。
郝新敏对湿度和温度对透湿的影响程度进行了研究和分析,其结果显示:在温度相同的条件下,相对湿度越大,透湿量也就越大,透湿量受湿度的影响很大;在湿度相同的条件下,温度越大,透湿量也就越大,所以温度对透湿量也有着很大的影响。
菲利普吉布森曾经使用一种特殊的方式,对湿度及气体的流速保持不变的情况下,薄膜的透湿受温度的影响进行了研究,其研究结果显示:温度的升高使得水蒸气在扩散中受到的阻力减小,即温度升高,则薄膜透湿量则增加。
黄健华对透湿受其膜含水量的影响进行了研究,结果显明:当薄膜的层数增加时,水蒸气的阻力也随之增加,这两者的增加满足着y=5.2x+70.3的线性关系,并对膜自身含水量对水蒸气对膜的透过性无影响进行了证明。
2防水透湿织物的种类在以往的几十年里,人们为了使服装透湿和防水这对矛盾得到解决,对许多不同类型的织物进行了开发,其主要可以概况为以下三类。
(1)高密织物。
高密织物的典型代表为英国某公司开发出的文泰尔织物。
该种类型的织物在透湿性、悬垂性和手感方面有较好的表现,但是由于该种织物的纬密和经密一般非常大,使得其加工的难度较大,其成本也过高。
除此之外,虽然该种织物的透湿性能较好,但其防水性能依旧较差。
(2)涂层织物。
可以按照在织物表面的不同涂层种类对其分为微孔型和亲水型涂层织物。
该种织物的出现使千百年来人们对衣服能够防水的希望得以实现。
该种织物的优势恰恰弥补了高木织物的不足,对该织物的加工十分快速简单,并且该织物有良好的防水功能。
但是,该织物又有着不足之处,比如高密织物的优点透湿性能好,该种织物做不到,该种织物的透湿性能十分差劲,透湿量很低甚至不透湿。
(3)层压织物。
最终,层压织物很好的解决了上述两种织物的不足,使得衣服既可以防水,并且透湿性也很强,该种织物的代表织物为美国的Gore公司研发的Gore-Tex织物,这与前两种相比,有着十分明显的技术进步。
通过层压技术将聚四氟乙烯与其他普通织物有机复合一起制成的织物既能有良好的透湿性,防水性也同样优秀,是为数不多的能够将各个优点基于一体的织物,未来有巨大的市场开发潜能。
3透湿层压织物的结构层压织物为普通的织物与聚四氟乙烯的薄膜之间的复合物,其一般是根据不同的用途相应的采取不同结构进行组合以及对层数进行适应的复合。
通过粘合剂将里料和面料的两个织物层和聚四氟乙烯的一层进行粘合组成的五个结构层次是常有的层压织物的复合层数。
面料与中层膜之间隔着胶点,中层膜下面也是通过胶点隔绝的里料[5]。
4影响透湿层压织物的因素透气性、透湿性、耐静水压、剥离强度等性能都是层压织物的主要性能,层压织物的工艺条件是对这些性能造成影响的主要因素[6-7]。
Shyt.T.——W.等人对层压织物的性能受热压工艺的影响进行了相应研究,其研究的结果显示:层压织物所具有的剥离强度的性能受进行热压复合的热压的时间、压板的压力以及热压的温度影响较大[8]。
热压的压力增加能够使粘合剂与织物之间的间隙有效的减少,使粘合剂能够在织物的纤维之间流动的更加充分,这一加压的过程需要一些时间。
若热压进行的时间不够,则粘合剂与织物之间的有效粘合就难以达到,使得粘结的强度受到了一定程度的降低。
若热压进行的时间过长,则会使织物空隙渗出一定的粘合剂,使得渗胶的现象出现,这同样会使粘结强度受到降低。
因此,只有热压时间、压板压力以及热压温度都在合适的范围内,才能使粘合效果最好[9-10]。
以王春梅为首的研究人员对层压织物受粘合工艺的影响进行了研究,发现在湿度超过90%,车速在10到20m/min的范围内,温度约为93℃,粘结强度在1.0×104时对织物进行粘结,织物的透气率、透湿量以及剥离强度等指标为最佳状态。
5聚四氟乙烯透湿性能的分析相关的研究显示,若想要满足人体日常活动的需求,使人体感到舒适,其所着服装的透湿量需要超过3.0×103g/(m2·24h)。
根據GB/T12704-91所设的标准将聚四氟乙烯的薄膜所具有的透湿性能测试出来,得到其所具有的透湿量的值远远大于标准值,所以,聚四氟乙烯的透湿性能十分优异,能够使人体对服装舒适度即透湿性的要求得到很好的满足。
6结语由上述研究可知:(1)通过层压技术将聚四氟乙烯与其他普通织物有机复合一起制成的织物既能有良好的透湿性,防水性也同样优秀,是为数不多的能够将各个优点基于一体的织物,未来有巨大的市场开发潜能。
(2)水蒸气穿过薄膜的微孔时的透湿量和水蒸气承受的压力成正比,和薄膜厚度成反比;当相对湿度为90%,温度为38℃时,膜厚度、孔径以及孔隙率这些因素对透湿量有较小影响;在温度相同的条件下,相对湿度越大,透湿量也就越大;在湿度相同的条件下,温度越大,透湿量也就越大;当薄膜的层数增加时,水蒸气的阻力也随之增加;膜自身含水量对水蒸气对膜的透过性无影响。
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