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防水透气织物的种类及应用

WaterOff
2022-08-08 10:51:14

防水透气织物是指织物在穿着过程中,水在肯定压力下不浸透织物,而人体散发的汗液等却能以水蒸气的情势通过织物传导到外界,保持穿着者干爽、舒适。防水透气织物之所以能达到防水透气就是行使水分子的直径大于水汽分子的直径的原理,织物外观的孔径远小于水滴、又宏大于水蒸气分子,如许的织物做成的服装,既可以抵御风、雨、雪的潮湿和严寒,又具备透气性,可以使人在活动中不至于过热或者潮湿,并且在制止活动后马上镇静下来。假如仅仅防水而不透气,汗水将被限定在衣物内而使人感觉特别很是严寒。同时该种面料还具有防风性,以使人体和面料之间有静止的空气层,使人保持温暖。假如外层衣物不能防风,则中心层不能保暖,身体由此感觉严寒。
一、防水透气织物类型
目前防水透气织物有3 大类型:第一种是高密度织物,它行使高支棉纱和超细合成纤维制成高密度的织物,有较高的水蒸气透过性,经过拒水整理后具有肯定的防水性。其特点是透湿性好,柔软性和垂性也较好,但耐水压较低、次品率高、染整加工困难、折边耐磨擦性较差。基于这一原理设计的防水透气织物有超细高密织物、特高密度的棉织物等。第二种是涂层织物,它可分为亲水涂层和微孔涂层织物两种。亲水涂层是在织物外观涂上一层亲水涂层,因为涂层覆盖了织物的所有闲暇,因而可以防水。假如高分子链上有亲水基因,含量和排列合适,则它们可以与水分子作用,借助氢键和其它分子间力,在高湿度一侧吸附水分子,通过高分子链上亲水基因团传递到低湿度一侧解吸。涂层织物一样平常加工简单,其特点是透湿小、耐水压不大。第三种是层压复合织物,它是将防水透湿和防风保暖集于一身,具有显明的技术上风。运用层压技术把通俗织物与E-PTFE 复合于一体,取长补短,是目前防水透湿织物的重要发展方向。
目前应用较多的防水透湿织物以后两种较多。从测试数据上看,在常温文静态下,聚氨酯(TPU)和聚四氟乙烯(PTFE)的防水透湿是相称的,但在活动情况下,出汗增多,TPU 导湿受到限定,在低温情况下,温度越低差别越大,随着温度降落TPU分子运动能力降落收缩,0℃时TPU 的导湿能力成倍降落,0℃以下时几乎为零,到零下15℃时发脆容易断裂,而E-PTFE 在温度零下150℃到零下300℃之间不会发生转变,导湿能力基本不变,能更快把水蒸气排出,保持干爽和舒适。同时聚四氟乙烯的微孔不是一条直的通道,而是通道在膜内结成网状结构,风不能直接通过,碰到阻隔改变方向折回,达到防风结果,同时起到保暖作用,所以E-PTFE是在恶劣环境里使用的理想材料。二、常见防水透气性织物
(一)涂层织物
最初用于防水透气涂层织物的有聚氯乙烯、聚乙烯、聚氯丁橡胶以及其它各种合成橡胶等,但因为其透气性能差,在服装内部易形成冷凝水,人体有发闷等不舒适感。后来发展的热塑性聚氨酯(TPU)的涂层具有优秀的耐磨性、抗化学及水解性、耐低温性,防虫蛀、发霉,易着色,工艺操作选择范围大等好处,不管是在应用范围,照旧在自身性能的改善等方面都得到极大的发展。聚氨酯用于织物的涂层整理,不论在质料类型上照旧在生产工艺上都有不同情势。
1. 微孔性涂层。微孔性涂层重要是使聚氨酯在成膜过程中形成微孔,这些微孔直径能阻止水滴而许可水蒸气分子通过,获得防水透气性。目前使用该方法生产的产品有日本Toary 公司的ENTRANT,美国Burlington公司的Ultrex,Stahi(ICI)/NL公司的Porelle薄膜,比利时UCBSpecialChemicals公司的 Ucecoat 2000(S)。
2. 亲水性无孔聚氨酯涂层。亲水性无孔聚氨酯涂层重要行使亲水性基团或亲水成分,通过对水分子的吸附、传递、解吸作用达到透湿。因为膜中没有微孔,因此防水性能很好,但透湿气性能有待于进步。另外,这类涂层织物的瑕玷是必要外观经拒水整理来改善防水性。这类产品有如英国Baxenden化学公司生产的Witcoflex Staycool、X-liner等,德国Bayer公司的Impraperm。

3. 亲水与微孔的复合。此类产品结合微孔性涂层和亲水性涂层的特点,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。这类产品有如美国3M 公司生产的Thintech 品牌,日本Toray公司新近开发的Entrant GII。 4.外形记忆聚氨酯无孔薄膜。外形记忆聚氨酯薄膜的原理就是随着温度的改变而改变产品的透湿性,当人体温度转变时产品的透湿性也随之改变,就如人体皮肤一样,达到智能透湿结果。因为膜为无孔膜,因此防水性很好。如日本三菱重工业公司生产的Diaplex产品,不仅适合一样平常条件下的穿着,而且适合在极端环境条件下的穿着,其防水透气保暖性能随温度转变而改变,始终保持穿着者有优秀的舒适性。
(二)层压复合织物
1. GORETEX 面料。GORETEX面料的透气功能是通过面料上那薄薄的一层GORETEX薄膜来实现的,此薄膜每平方厘米由14亿个小孔组成,这些小孔比水分子小2万倍,比蒸汽分子大700倍,同时呈不规则排列。因此,在人们户外活动时,GORETEX 面料可将雨雪及寒风阻隔,又将人体所散发出的汗气等向外赓续排出,形成一道防风防水的特别屏障。通俗的GORETEX 面料都可以做到防水 2000mm-3000mm 水柱,而目前台湾厚生和韩国的一些厂家甚至可以做到防水4000 mm-6000mm 水柱的面料。但透湿气的条件是面料外的湿度要比面料内的低。否则湿气不但排不出去,还会反渗进衣服里面来。假如面料外表有防水处理,其透湿程度响应会降低。2. Sympatex 面料。Sympatex 面料关键点就是使用一种被称之为新保适的薄膜,它基本上可以压到任何纺织物和皮革上,是一种亲水的无孔聚酯薄膜。由于无孔,它不会被洗涤剂的残留物或其他颗粒堵塞,所以这种封闭薄膜可以保持长期的透气性。其防水透气的原理就是行使水分子和水蒸气分子的体现不同,即处于液体状况时,相互间紧紧吸附。因此,单个分子无法吸附到薄膜分子链的正负电荷上,而水蒸气分子相互间特别很是自力,容易被吸进薄膜中。水蒸气分子粘附到薄膜的正负电荷上,并被排到另一壁。通过如许一个物理化学的过程,许可水气分子从里面传到表面,而表面的水不能进入。Sympatex作为一种防风防雨透气型面料,在德国及欧洲享负盛名。
3. DENTIK面料。DENTIK面料是国内登天公司开发生产的,其防水透气的原理基本上与GORETEX面料雷同,都采用PTFE 微孔膜材料,薄膜有很多微孔结构,每平方厘米10多亿个孔,开孔率高达80%,孔径比水蒸气分子大700 倍,汗气可以通过;孔径又比水滴小约10000 倍,液态水不能通过。如许, DENITK 面料既可使人体天然排出汗气,又能招架风雨及寒流的进入,分外在恶劣的天气环境下,保持人体的干爽舒适。
三、应用
1. 军事上。防水透气织物首先被开发应用于军服、防护服的生产。对于空军遨游飞翔员、海军士兵和特种兵来说,忽然浸没在冷水中会导致体温降落,是造成人员伤亡的紧张因素之一。防水透气服装已作为美军空军遨游飞翔员、船员和实行海陆空举措等特种兵的专用防暴服装。该类服装在温度为70C 的冷水中,能提供高达2 小时的珍爱作用,并且穿着轻巧、舒适。防水透气织物的应用不仅解决了透气和防水的矛盾,还可以减轻雨衣的重量,从而有用地减轻士兵负荷量。
2. 民用中。防水透气织物在民用中应用最多的就是户外产品如帐篷、睡袋、冲锋衣、鞋子等。如户外用的睡袋要求保暖、透气、重量轻等,基于PTFE微孔膜层压织物,采用双层结构,外层为尼龙织物,里层为PTFE 膜。这种睡袋使用时没有缺氧、一氧化碳中毒的伤害。因为PTFE材料具有极优秀的耐化学腐蚀性和阻燃性能,加上薄膜的微孔结构又使其更具有优胜的防水透气性,所以成为开发核生化防护服的理想材料。
防水透气层压织物不仅能知足冰冷雨雪、大风气候等恶劣环境中人们运动时的穿着必要,也适用于人们日常生活对雨衣、鞋类等的要求,具有广阔的应用和开发前景。将来防水透气织物研究开发的重点是降低成本,并朝着更加轻巧、舒适、多功能化的方向努力。
防水透气织物是一种高附加值的产品,应用广泛。不同的生产工艺其生产的防水透气产品各有其特色,同时也存在着不尽完美的地方,这就必要广大科技工作者继承努力,开发出更具舒适性和功能性的织物,知足人们日益增加的需求。
参考文献
[1]昝会云.防水透气织物的种类及发展方向[J].山东纺织科技,2005(4).
[2]曾跃民,严灏景,胡金莲.防水透气织物的发展[J].上海纺织科技,2001(2).

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