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新型防水透濕PTFE層壓織物的性能研究論文
摘要：防水透濕功能織物具有廣闊的市場前景，根據(jù)微孔聚四氟乙烯(PTFE)薄膜層壓織物雙向拉伸特性，開發(fā)新型防水透濕層壓織物，產(chǎn)品是具有防水、透濕、透氣、擋風、保暖于一體的新型高檔紡織品。
關鍵詞：防水性；透濕性；PTFE層壓織物
近年國內(nèi)的休閑裝和便服面料中使用有呼吸功能的層壓織物(如針織或梭織物與薄膜粘合)明顯增加，為此本文擬對這類面料性能作了相關分析。
1防水透濕層壓織物的概況
防水透濕功能織物包括:高密度織物、涂層織物、層壓織物。在市場上Gore-tex是防水透濕織物類產(chǎn)品的領導者，它是一種微孔聚四氟乙烯(PTFE)薄膜。Gore-tex材料不僅具有很好拒水性能,而且很具有優(yōu)良的透濕性,它是一種聚四氟乙烯(PTFE)薄膜,每平方英寸(6.25cm2)大約有90億個微孔.這些微孔的直徑是水滴的二萬分之一,但比水分子的尺寸大700倍左右.因此,水滴無法通過這些微孔型,但水蒸氣分子卻可以通過。其中雙向拉伸的微孔PTFE薄膜層壓織物占有重要地位。
1969年由R．W．Gore開發(fā)了具有劃時代意義的多微孔PTFE薄膜，而取名為Gore-tex的層壓（或復合）織物則在1971年問世，這是防水透濕織物開發(fā)過程中重要的進展，其第一代產(chǎn)品在1976年推向市場，不久又根據(jù)市場反映，改進第二代產(chǎn)品在1978年投放市場；之后又陸續(xù)開發(fā)了彈性和保溫兩類系列產(chǎn)品。近年來，新一代Gore-windstopper產(chǎn)品出現(xiàn)在市場上。隨后，荷蘭、日本、英國等國的有關企業(yè)也開發(fā)了多微孔或無孔聚氨酯薄膜和無孔共聚酯薄膜層壓織物。層壓織物成為防水透濕功能產(chǎn)品中的主力軍。
2新型防水透濕層壓織物的性能研究
2.1PTFE微孔薄膜的基本性能
紡織品作為服裝面料除美觀時尚受青睞外，穿著舒適性是非常重要的。而防水透濕、手感柔軟是舒適性的重要方面。防水透濕薄膜及其復合織物由于成功地解決了長期存在的防水與透濕兩者不可兼得的難題而被人們稱為“可呼吸布料”。PTFE雙向拉伸微孔薄膜構成，厚約20～70μm，孔隙率為25～96%，平均孔徑為0.18～1.3μm，約為水滴的1/20000，比水蒸氣分子大700倍，其耐靜水壓90～170kP,透濕量4000～17000kg/cm2·24h，透氣量小于0.3ml/m2·s。因而具有良好的防水透濕防風功能。
PTFE薄膜微孔薄膜具有良好的熱穩(wěn)定性及寬廣的使用溫度，可在零下200℃的低溫至零上260℃的高溫下連續(xù)工作，熔點高達327℃，具有不燃性，優(yōu)異的化學穩(wěn)定性、抗酸、堿性好，能而許多高腐蝕性介質(zhì)，摩擦系數(shù)小，疏水性強。
2.2PTFE微孔薄膜的防水透濕機理
防水透濕,就是水在一定壓力下不侵入織物，而人體本身散發(fā)的汗蒸汽卻能通過織物擴散或傳導到外界，不積聚冷凝在體表和織物之間,不使人體有發(fā)悶的感覺。PTFE微孔薄膜的防水透濕取決于薄膜的結(jié)構和表面潤濕性能，薄膜的形態(tài)結(jié)構對防水透濕性能影響最大。它是運用層壓技術把普通紡織面料與高新技術微孔薄膜產(chǎn)品的優(yōu)良性能復合于一體,取長補短,充分表現(xiàn)出差別化和功能化的時代特征,是目前防水透濕織物的主要發(fā)展方向。
只要微孔薄膜直徑控制為0.2～20μ范圍即可，而人體散發(fā)的水蒸氣分子直徑為0.0004μ。而各種雨霧的直徑為：輕霧20μ，霧為200μ，毛毛雨400μ，小雨900μ，中雨2000μ，大雨3000～4000μ，暴雨6000～10000μ。
�。�1）防水性。
的防水性是指織物對液體相對透過的抵抗程度�？椢锏挚瓜掠昊蛟谒兴軡B透壓力的性能。使薄膜具有無數(shù)個孔徑為0.2～10μm的微孔,比雨滴直徑(100～6000μm)小得多,而遠遠大于水蒸氣的直徑(0.0004μm),因而水蒸氣可透過,但水由于某種原因表面張力的阻抗而通不過.為了提高織物的防水性,必須進行防水(拒水)整理。
�。�2）透濕性。
透濕性是指織物透過水氣的性能。透濕性通常用一定溫度下，因織物兩面的單位水蒸氣壓差，在單位時間內(nèi)，透過單位面積織物試樣的水分量來表示。它反映了織物對水蒸氣傳遞的阻抗即汽阻。透濕性是服裝穿著時的重要因素，人體的水蒸氣蒸發(fā)量（無汗散和）因人而異，通常350～600g/m2·24h，重體力勞動時達12000g/m2·24h，故其最小透濕量也必須達2500g/m2·24h。而PTFE薄膜微孔薄膜具有良好透濕量。
3PTFE微孔薄膜生產(chǎn)工藝
PTFE薄膜工藝主要有壓延膜、車削膜和拉伸膜。根據(jù)有關文獻及試驗，只有拉伸膜才具有良好的微孔結(jié)構。雙向位伸PTFE微孔薄膜的生產(chǎn)流程為：PTFE樹脂+液體潤滑劑→混合→壓制成毛坯→推壓、擠出→壓延→干燥→縱拉→橫拉→定形→成品膜。
微孔膜有許多結(jié)點組成，結(jié)點間有許多原纖相聯(lián)結(jié)。原纖的寬度最大可達0。1μm,最小只有1至2個節(jié)蒸汽分子大小.結(jié)點的尺寸依據(jù)拉伸工藝可以從1μm～20μm之間,此時耐水壓值高,透濕性好,保證同時達到防水透濕效果。
3.1濕法工藝
織物拒水處理→電暈放電→圓網(wǎng)上膠→PTFE薄膜退卷、電暈處理、覆膜→烘燥熱壓復合→PTFE膜面處理→（上膠→復合里料→）切邊→打卷→檢驗→包裝→成品。織物拒水整理可視需要在復合成后采用單面給液的方式進行。電暈處理的采用對于提高復合物粘結(jié)強力是非常有效的。
3.2主要工藝要求
要求：面料、里料，根據(jù)用戶要求適當選擇。拒水整理：根據(jù)用戶要求，可使用有機氟或有機硅防水整理劑。電暈放放：電壓5～25KV，間距2～20mm。粘合劑涂層：對于濕法，可根據(jù)需選擇使用有機膠或PU膠。上膠量10～20g/m2,車速8～10m/min。烘干或干燥：溫度90～150℃。熱壓復合：溫度150～165℃，壓力4～6bar,時間15～20s。
4防水透濕層壓織物后整理
PTFE膜具有高度疏水性、耐熱穩(wěn)定性、優(yōu)良的耐化學品性和絕緣性等特征，它與織物通過點狀粘合層壓制成著名的Gore-tex織物。其第二代產(chǎn)品經(jīng)耐久性拒水整理由原來的疏水性多微PTFE膜和有機氟的拒油整理構成的復合織物，它除水蒸汽分子外，能阻止其他一切液、氣態(tài)物質(zhì)通過的選擇性高分子膜，又能克服體脂污染和洗滌表面活性劑引起防水性下降，從而提高了防水透濕能力和使用的耐久性，并相應提高耐靜水壓。
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