聚四氟乙烯防水透濕層壓織物研究

聚四氟乙烯防水透濕層壓織物研究

防水透濕層壓復(fù)合織物是運(yùn)用層壓技術(shù)將普通紡織面料與高新技術(shù)微孔薄膜相復(fù)合,取長(zhǎng)補(bǔ)短,集多種優(yōu)良性能于一身,可以有效地解決既防水又能透濕的矛盾。它與高密織物和涂層織物相比,具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì),充分表現(xiàn)出差別化和功能化的時(shí)代特征,是目前防水透濕織物的主要發(fā)展方向。

美國(guó)高爾公司的一和荷公司的是目前公認(rèn)的“防水透濕”代表產(chǎn)品。一薄膜主要是由聚四氟乙烯以下簡(jiǎn)稱雙向拉伸微孔薄膜構(gòu)成,厚約拜,開(kāi)孔率為,孔徑為拜,約為水滴的,比水蒸汽分子大倍,其耐水壓可達(dá),透濕量大于,·,透氣量小于“·,因而具有良好的防水、透濕、防風(fēng)功能。薄膜是由親水的聚醋嵌段高聚物制成的沒(méi)有微孔的實(shí)心體,厚度僅為如,具有重量輕,手感柔軟和水蒸汽由里向外擴(kuò)散距離短等優(yōu)點(diǎn)。用在運(yùn)動(dòng)服和休閑服上是強(qiáng)勁的,而一在戶外及惡劣氣候服裝上能滿足更多要求。

經(jīng)過(guò)幾年努力,我們完成了對(duì)美國(guó)一織物的實(shí)物剖析,資料調(diào)研,分析論證和小樣試制研究了一織物國(guó)產(chǎn)化的技術(shù)途徑,短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了該項(xiàng)技術(shù)的全面突破。這對(duì)于搶占國(guó)際“制高點(diǎn),縮小我軍與外軍被裝防護(hù)料差距,在勞動(dòng)防護(hù)服裝中推廣應(yīng)用,具有重要意義。微孔薄膜生產(chǎn)工藝薄膜工藝主要有壓延膜、車削膜和拉伸膜。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)及多次制膜試驗(yàn),只有拉伸膜才具有良好的微孔結(jié)構(gòu)。

雙向拉伸微孔膜的生產(chǎn)工藝流程為樹(shù)脂潤(rùn)滑劑混合壓坯推壓、擠出壓延干燥縱拉橫拉定形成品膜。以分散體形式混合樹(shù)脂組分,脫水干燥后加入適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑劑制成模坯,經(jīng)推壓擠出壓延而后干燥,在一定張力下去除潤(rùn)滑劑成為帶有孔隙的基礎(chǔ)帶。此時(shí)膜中孔的孔隙小,孔隙率亦低,僅。在這些基礎(chǔ)帶中以微纖維結(jié)構(gòu)存在,在一定溫度下拉伸基礎(chǔ)帶時(shí),樹(shù)脂微纖維被拉伸取向。微纖維之間形成孔隙,纖維束的連接處即為節(jié)點(diǎn),微纖維之間的孔隙大小決定孔徑的大小,節(jié)點(diǎn)的數(shù)量及尺寸則影響到開(kāi)孔率。這時(shí)的薄膜因本身的物理性能原因,其尺寸穩(wěn)定性不好,強(qiáng)度也不高,放置時(shí)間稍長(zhǎng)會(huì)發(fā)生較大的回縮,無(wú)太大的實(shí)用性。

經(jīng)熱定形后,則微孔結(jié)構(gòu)可保持下來(lái),尺寸穩(wěn)定性、強(qiáng)力都會(huì)大大提高。用于防水透濕層壓織物上的微孔薄膜應(yīng)有較高的開(kāi)孔率與強(qiáng)度。影響強(qiáng)度的因素主要有,與注塑機(jī)擠出的、未定形時(shí)的薄膜強(qiáng)力有關(guān)。、薄膜強(qiáng)度與拉伸過(guò)程中的速度、溫度、時(shí)間有關(guān)。二薄膜強(qiáng)度與拉伸后薄膜的結(jié)晶度有關(guān)。關(guān)薄膜強(qiáng)度與材料中無(wú)定型區(qū)鏈鎖程度有關(guān)。當(dāng)以上各因素調(diào)整到佳程度時(shí),膜的抗張力可以達(dá)到,甚至更高,開(kāi)孔率也高達(dá),結(jié)晶度高達(dá)。拉伸法制取薄膜的工藝流程長(zhǎng),工藝過(guò)程中各因素對(duì)孔徑孔率均有影響,如原料配方、壓延比、熱處理?xiàng)l件、拉伸條件等。經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),拉伸條件對(duì)孔徑孔率的影響大二拉伸溫度一隨著溫度的升高,拉伸膜的孔徑增大,孔隙率增加。二拉伸間距一拉伸間距大,孔徑變小,孔隙率也相應(yīng)變小。

關(guān)拉伸倍數(shù)一孔徑,孔隙率都隨拉伸倍數(shù)增加而增大。關(guān)熱定形一隨溫度升高、時(shí)間加長(zhǎng),孔徑、孔隙率都有所減少。層壓織物復(fù)合工藝試驗(yàn)層壓積物材料選擇與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)終用途的不同,層壓織物可選擇不同的纖維和織物組織,不同功能的薄膜和不同的復(fù)合方式薄膜微孔孔徑大小、孔徑分布和開(kāi)孔率直接影響復(fù)合層壓面料的防水性、透濕性和防風(fēng)保暖性能。根據(jù)產(chǎn)品的不同,我們將微孔薄膜做成三種類型高防水、低透濕型,中防水、中透濕型和低防水、高透濕型,以平衡不同使用場(chǎng)合防水與透濕之間的矛盾。

織物面料和里料可根據(jù)用途的不同,采用機(jī)織物或針織物,也可以采用無(wú)紡布或絮片。所用織物可以是棉、毛等天然纖維,也可以是滌綸、尼龍等化學(xué)纖維純紡或混紡織物。作為外層織物,好使用機(jī)織物。為提高防水性,面層織物應(yīng)經(jīng)過(guò)拒水整理。整理效果要達(dá)到拒水級(jí)以上。根據(jù)使用要求面料可以采用迷彩、阻燃、防靜電、抗油拒水、易去污、防酸堿等功能性織物。層壓織物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)終用途需要,層壓織物可采取不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和復(fù)合層數(shù)。兩層復(fù)合可以是面料一與薄膜復(fù)合,采用活里結(jié)構(gòu)也可以是里料與薄膜復(fù)合,采用活面結(jié)構(gòu),這樣易于洗滌,適用于民用運(yùn)動(dòng)服與防寒服三層復(fù)合是將面料、薄膜與里料復(fù)合在一起,雖然手感稍硬,但可提高耐磨性,適用于部隊(duì)作戰(zhàn)服和勞動(dòng)防護(hù)服。四層或多層復(fù)合可增加層壓織物的功能性,如氣體阻力層或液氣阻力層的防毒材料、絮片、遠(yuǎn)紅外棉保暖材料等。

層壓復(fù)合生產(chǎn)工藝流程與技術(shù)要點(diǎn)根據(jù)施加粘合劑和復(fù)合方法,分為干法和濕法兩種工藝。干法工藝織物防水處理電暈放電或磨毛粘合劑涂層一薄膜退卷、電暈處理一聚四氟乙烯防水透濕層壓織物研究與織物熱壓復(fù)合膜面處理上膠復(fù)合里料切邊打卷檢驗(yàn)包裝成品。濕法工藝織物防水處理電暈放電圓網(wǎng)或凹版上膠薄膜退卷、電暈處理、覆膜烘燥熱壓復(fù)合膜面處理上膠復(fù)合里料切邊打卷檢驗(yàn)包裝成品。

在工藝和工藝中,一些織物也可以不經(jīng)前防水處理,這樣就不必經(jīng)過(guò)電暈處理而直接涂膠?？椢锏姆浪砜梢曅枰趶?fù)合完成后采用單面給液的方式進(jìn)行。相比而言,這種方式更適合于工藝。電暈處理的采用對(duì)于提高復(fù)合織物粘結(jié)強(qiáng)力是非常有效的。主要工藝參數(shù)及要求面料、里料根據(jù)用戶要求適當(dāng)選擇。防水處理根據(jù)用戶要求,可使用有機(jī)氟或有機(jī)硅防水整理劑。電暈放電電壓,間距一。粘合劑涂層對(duì)于干法,可根據(jù)需要選擇使用改性、、、、等類型的熱熔膠。對(duì)于濕法,可根據(jù)需要選擇使用膠或有機(jī)硅膠。上膠量一,車速。烘干或干燥溫度一℃。熱壓復(fù)合溫度一,壓力一,時(shí)間一一。見(jiàn)表。表質(zhì)量透氣量·義,、透濕量少,‘編樣號(hào)品耐靜水壓井抹標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值任月層壓織物物理性能測(cè)試分析復(fù)合織物的強(qiáng)力、耐磨、拒水、色牢度等指標(biāo)與基布的品種密切相關(guān),耐靜水壓、透濕透氣等指標(biāo)主要取決于織物薄膜、粘合劑及復(fù)合工藝。

測(cè)試結(jié)果技術(shù)指標(biāo)完成情況重量從層壓織物測(cè)試情況看,除用于制做鞋面材料及用于大衣面料層壓積物的成品質(zhì)量大于外,其余都在以內(nèi)。成品質(zhì)量與基布密切相關(guān)。原則上各種面料都可以用于層壓,但稀薄織物可能導(dǎo)致粘合劑涂層困難及復(fù)合時(shí)透膠。透濕量只要工藝控制得當(dāng),透濕量一般都可大于·,甚至可以超過(guò),·,所測(cè)數(shù)據(jù)都大于指標(biāo)所要求的·。耐靜水壓薄膜的耐靜水壓本身可達(dá)約,復(fù)合后都有不同程度的下降,這可能是因生產(chǎn)過(guò)程中機(jī)械損傷所致,但都超過(guò)了指標(biāo)所要求的,。剝離強(qiáng)度第期總第期中國(guó)勞動(dòng)防護(hù)用品雙月刊剝離強(qiáng)度檢測(cè)比較困難,原因是薄膜與織物之間的粘結(jié)強(qiáng)度大于薄膜本身的內(nèi)聚強(qiáng)度。

一般情況下都是薄膜被撕爛無(wú)法讀數(shù),三層織物測(cè)剝離強(qiáng)度時(shí)可以明顯看出薄膜的這種內(nèi)聚破壞,被剝離織物的內(nèi)層與外層都附有已被破壞的薄膜殘片,實(shí)際上薄膜的剝離強(qiáng)度主要取決于薄膜的內(nèi)聚強(qiáng)度。而薄膜、方向的強(qiáng)力一般大于方向強(qiáng)力。倍。硬挺度粘合劑種類、上膠量、織物層壓結(jié)構(gòu)等,都將影響到產(chǎn)品的硬挺度和手感?？椢锷淼挠餐Χ却?層壓后的織物硬挺度也大。對(duì)于同種織物,粘合劉、上膠量以及粘合劑與織物間的附著狀態(tài),決定著產(chǎn)品的硬挺度試穿情況為了綜合考核層壓織物的綜合性能,從年。月至年月,我們先后試制獷余套件棉大衣、冬作訓(xùn)服、校官風(fēng)衣、派克短大衣等,分別在張家口、哈爾濱、黑河、漠河等地區(qū)的部隊(duì)進(jìn)行了試穿試驗(yàn),并與現(xiàn)行各類服裝進(jìn)行了對(duì)比。三年試穿試驗(yàn)結(jié)果表明層壓織物具有優(yōu)異的防水透濕、防風(fēng)保暖性能,可以降低冬服重量,在大運(yùn)動(dòng)量活動(dòng)中,衣內(nèi)的汗汽容易散發(fā),不會(huì)凝結(jié)成水或冰,從而能保持體表干爽潛伏時(shí),地表的潮氣不易透過(guò)面料浸入衣內(nèi)。從現(xiàn)場(chǎng)收回部分服裝的測(cè)試分析看,各品種服裝除防水性能略有下降外,其它指標(biāo)如防風(fēng)性、透濕性均未變化,說(shuō)明其陜能是穩(wěn)定的。

在一,公里急行軍試穿試驗(yàn)中,層壓織物的柔軟性明顯優(yōu)于涂層織物。雖然在實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)時(shí)涂層織物透濕性優(yōu)于層壓織物,但現(xiàn)行軍用涂層織物里層有結(jié)冰現(xiàn)象,而層壓織物則沒(méi)有這是因?yàn)檩^低的溫度不僅影響聚合物的自由體積,而且也影響蒸汽分子擴(kuò)散的動(dòng)能。雖然隨溫度下降,層壓織物和涂層織物的水蒸汽擴(kuò)散阻力都明顯增加,但后者增加的更為顯著,因此造成服裝內(nèi)結(jié)冰現(xiàn)象。這也是國(guó)外在冬季極寒地區(qū)大量采用一織物,而很少用織物的原因所在。年月,應(yīng)國(guó)家海洋局極地考察力、公室要求,我們?yōu)楦澳蠘O科考隊(duì)員制作了層壓織物防寒服裝,低溫度為一,高風(fēng)速達(dá),。

科考隊(duì)員們反映,層壓服裝保暖、抗風(fēng)、防雪性好,外衣防油污滲透。在考察活動(dòng)中,由于外衣和內(nèi)衣搭配得當(dāng),感覺(jué)透濕透汗、無(wú)粘熱感,停止活動(dòng)后也無(wú)冰冷濕冷感,穿著舒適,在寒冷氣候條件下柔軟耐磨。應(yīng)用前景在小樣試驗(yàn)、擴(kuò)試及試生產(chǎn)的基礎(chǔ)上,層壓織物于年底投入批量生產(chǎn),價(jià)格只相當(dāng)于國(guó)外同類產(chǎn)品的一。層壓織物是目前國(guó)際上各方面性能好的防水透濕織物,有著廣泛的用途。國(guó)外已經(jīng)用于軍用極寒地區(qū)防護(hù)服、帳篷、登山服、宇航服全天候運(yùn)動(dòng)服、運(yùn)動(dòng)鞋、手套、醫(yī)用手術(shù)服等方面通過(guò)改變制膜工藝、織物基材及粘合劑制成的層壓織物,在工業(yè)上也有著廣泛的用途,如空氣超凈除塵過(guò)濾材料、液體過(guò)濾材料、滲透膜等。

制膜設(shè)備,復(fù)合設(shè)備及復(fù)合織物達(dá)到國(guó)際水平,填補(bǔ)一國(guó)內(nèi)空白。其的技術(shù)打破了國(guó)外公司的壟斷。在全國(guó)推廣后可提高國(guó)內(nèi)防水透濕織物的檔次,并帶動(dòng)一批相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。v9cZ1rb6Z4

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