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国内外耐静水压测试仪用于防水透湿织物的研究现状分析

  内容提示:防水透湿织物技术发展过程的主线是涂层和层压织物,辅线则是高密织物。涂层织物和层压织物由于可达到很高的防水透湿性,又可按需提供不同档次(如高防水低透湿型、低防水高透湿型等)、不同要求(如保温、迷彩、阻燃等)的产品而占据市场主导地位

    防水透湿织物技术发展过程的主线是涂层和层压织物,辅线则是高密织物。涂层织物和层压织物由于可达到很高的防水透湿性,又可按需提供不同档次(如高防水低透湿型、低防水高透湿型等)、不同要求(如保温、迷彩、阻燃等)的产品而占据市场主导地位。


    一、高密织物

    最早的防水透湿织物是20世纪40年代初由英国锡莱(Shirley)研究所设计的文泰尔(Ventile)防雨布。它是100%棉的紧密织物,主要供部队使用。其作用原理是织物被润湿后棉纤维截面积膨胀,使织物中纤维间的孔隙缩小,以致水不易渗透。高密度织物的特点是透湿性好,柔软性和悬垂性也较好,但耐水压值较低。随着细旦、超细旦高收缩合纤长丝的超高密织物的出现,结合超级拒水整理技术,提高了织物的耐水压,使这类产品的防水透湿性有了很大的提高,而且织物轻薄,手感柔软。


    二、层压织物

    1969年由R.W.Gore开发了第一代多微孔聚四氟乙烯(PTFE)薄膜,并于1976年试制成功用PTFE薄膜与织物进行层压复合制得的第一代防水透湿层压织物,商品名为Gore—Tex,它具有优良的防水透湿性能,这是防水透湿织物开发过程中重要的进展。但在随后的使用中发现,用其制成的服装随着服用时间的增长,防水透湿效果逐渐变差,甚至会出现面料渗水的现象。为解决这一问题,1979年日本润工社和Gore公司合作,推出第二代PTFE薄膜,克服了第一代产品的缺点。之后又陆续开发了弹性和保暖两类系列产品。近年来新一代Gore winds topper产品出现在市场上。随后,荷兰、日本、英国等国的有关企业也开发出多微孔或无孔聚氨酯薄膜层压织物。层压织物成为防水透湿功能产品中的主导。


    三、涂层织物

    1962年拜耳(Bayer)试验室发明了具有水汽渗透性能的亲水性聚氨酯(PU)。20世纪60年代后期到70年代初开始研制PU微孔涂层织物和亲水Pu薄膜织物。到80年代中期,以聚氨酯为代表的干/湿工艺涂层技术的研发,对开发防水透湿功能产品起到巨大的推动作用,国外有关产品已多达几十个品牌。


    (1)亲水性无孔聚氨酯涂层


    聚氨酯涂层剂中含有亲水基团或分子主链上含有亲水成分,涂层之后,溶剂挥发形成无孔薄膜,通过亲水基团或氢键对水分子的吸附一传递一解吸作用达到透湿的目的。由于膜中没有微孔,因此防水性能很好,但透湿气性能有待提高。这类产品有英国Baxenden化学公司生产的Witeoflex、Stayeool、X—liner等,德国Bayer公司的Impraperm。


    (2)微孔涂层织物


    微孔涂层织物是一种遍布涂层的永久性微孔与通道系统。若这类屏障层外表面的最大孔径不超过3 mm,织物就有防水能力,这种微孔也具有透湿的能力。一般通过湿法凝固工艺、泡沫涂层工艺或相位倒置工艺,将聚氨酯溶于易挥发溶剂中,在织物上涂上聚氨酯,溶剂挥发过程中聚氨酯凝聚形成微孔。这类产品有Toray公司的Entrant,美国Bud—ington公司的Ultrex等。


    (3)亲水与微孔的复合


    结合亲水性涂层与微孑L性薄膜特点,在微孔薄膜上加一层亲水性无孔膜,对微孔薄膜进行亲水性整理来改善微孔薄膜的防水性,但亲水性整理要保证不影响原有的透湿气性。如美国3M公司生产的Thintech品牌,日本Toray公司新近开发的Entrant,GII则将两种聚氨酯材料复合,内层聚氨酯含微孔和超微孔(<0.5¨m),利用其类似“芯吸”的作用,达到防水透湿效果。


    20世纪80年代中后期开始,采用聚氨酯材料或复合聚氨酯、聚醚聚酯共聚物等研制亲水性薄膜。此外,随着超细纤维的迅速发展,各种用超细纤维制作的超高密织物大量涌现。同时,20世纪90年代中期,又出现了一种新的涂层工艺——放电涂层利用物理和化学手段,借助等离子体镀膜技术,在织物表面进行改性,使其具有憎水、防水能力。进入21世纪以后,织物防水透湿技术有了更新的发展——“智能化”,由日本三菱重工公司生产的形状记忆聚氨酯涂层织物Azeku—ra不仅可防水,而且其透湿性可由体温加以控制。


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