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,取長補短,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,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。

美國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稱雙向拉伸微孔薄膜構(gòu)成,厚約拜,開孔率為,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有微孔的實心體,厚度僅為如,具有重量輕,手感柔軟和水蒸汽由里向外擴散距離短等優(yōu)點。用在運動服和休閑服上是強勁的,而一在戶外及惡劣氣候服裝上能滿足更多要求。

經(jīng)過幾年努力,我們完成了對美國一織物的實物剖析,資料調(diào)研,分析論證和小樣試制研究了一織物國產(chǎn)化的技術(shù)途徑,短時間內(nèi)實現(xiàn)了該項技術(shù)的全面突破。這對于搶占國際“制高點,縮小我軍與外軍被裝防護料差距,在勞動防護服裝中推廣應(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,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)工藝流程為樹脂潤滑劑混合壓坯推壓、擠出壓延干燥縱拉橫拉定形成品膜。以分散體形式混合樹脂組分,脫水干燥后加入適當(dāng)?shù)臐櫥瑒┲瞥赡Ｅ?經(jīng)推壓擠出壓延而后干燥,在一定張力下去除潤滑劑成為帶有孔隙的基礎(chǔ)帶。此時膜中孔的孔隙小,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,樹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,微纖維之間的孔隙大小決定孔徑的大小,節(jié)點的數(shù)量及尺寸則影響到開孔率。這時的薄膜因本身的物理性能原因,其尺寸穩(wěn)定性不好,強度也不高,放置時間稍長會發(fā)生較大的回縮,無太大的實用性。

經(jīng)熱定形后,則微孔結(jié)構(gòu)可保持下來,尺寸穩(wěn)定性、強力都會大大提高。用于防水透濕層壓織物上的微孔薄膜應(yīng)有較高的開孔率與強度。影響強度的因素主要有,與注塑機擠出的、未定形時的薄膜強力有關(guān)。、薄膜強度與拉伸過程中的速度、溫度、時間有關(guān)。二薄膜強度與拉伸后薄膜的結(jié)晶度有關(guān)。關(guān)薄膜強度與材料中無定型區(qū)鏈鎖程度有關(guān)。當(dāng)以上各因素調(diào)整到佳程度時,膜的抗張力可以達(dá)到,甚至更高,開孔率也高達(dá),結(jié)晶度高達(dá)。拉伸法制取薄膜的工藝流程長,工藝過程中各因素對孔徑孔率均有影響,如原料配方、壓延比、熱處理條件、拉伸條件等。經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn),拉伸條件對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、時間加長,孔徑、孔隙率都有所減少。層壓織物復(fù)合工藝試驗層壓積物材料選擇與結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(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,采用機織物或針織物,也可以采用無紡布或絮片。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,好使用機織物。為提高防水性,面層織物應(yīng)經(jīng)過拒水整理。整理效果要達(dá)到拒水級以上。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,適用于民用運動服與防寒服三層復(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,適用于部隊作戰(zhàn)服和勞動防護服。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行。相比而言,這種方式更適合于工藝。電暈處理的采用對于提高復(fù)合織物粘結(jié)強力是非常有效的。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,可使用有機氟或有機硅防水整理劑。電暈放電電壓,間距一。粘合劑涂層對于干法,可根據(jù)需要選擇使用改性、、、、等類型的熱熔膠。對于濕法,可根據(jù)需要選擇使用膠或有機硅膠。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,時間一一。見表。表質(zhì)量透氣量·義,、透濕量少,‘編樣號品耐靜水壓井抹標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值任月層壓織物物理性能測試分析復(fù)合織物的強力、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。

測試結(jié)果技術(shù)指標(biāo)完成情況重量從層壓織物測試情況看,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,·,所測數(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)過程中機械損傷所致,但都超過了指標(biāo)所要求的,。剝離強度第期總第期中國勞動防護用品雙月刊剝離強度檢測比較困難,原因是薄膜與織物之間的粘結(jié)強度大于薄膜本身的內(nèi)聚強度。

一般情況下都是薄膜被撕爛無法讀數(shù),三層織物測剝離強度時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,實際上薄膜的剝離強度主要取決于薄膜的內(nèi)聚強度。而薄膜、方向的強力一般大于方向強力。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)的部隊進行了試穿試驗,并與現(xiàn)行各類服裝進行了對比。三年試穿試驗結(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,在大運動量活動中,衣內(nèi)的汗汽容易散發(fā),不會凝結(jié)成水或冰,從而能保持體表干爽潛伏時,地表的潮氣不易透過面料浸入衣內(nèi)。從現(xiàn)場收回部分服裝的測試分析看,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,說明其陜能是穩(wěn)定的。

在一,公里急行軍試穿試驗中,層壓織物的柔軟性明顯優(yōu)于涂層織物。雖然在實驗室檢測時涂層織物透濕性優(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,而層壓織物則沒有這是因為較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散的動能。雖然隨溫度下降,層壓織物和涂層織物的水蒸汽擴散阻力都明顯增加,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)國家海洋局極地考察力、公室要求,我們?yōu)楦澳蠘O科考隊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。在考察活動中,由于外衣和內(nèi)衣搭配得當(dāng),感覺透濕透汗、無粘熱感,停止活動后也無冰冷濕冷感,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、擴試及試生產(chǎn)的基礎(chǔ)上,層壓織物于年底投入批量生產(chǎn),價格只相當(dāng)于國外同類產(chǎn)品的一。層壓織物是目前國際上各方面性能好的防水透濕織物,有著廣泛的用途。國外已經(jīng)用于軍用極寒地區(qū)防護服、帳篷、登山服、宇航服全天候運動服、運動鞋、手套、醫(yī)用手術(shù)服等方面通過改變制膜工藝、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,如空氣超凈除塵過濾材料、液體過濾材料、滲透膜等。

制膜設(shè)備,復(fù)合設(shè)備及復(fù)合織物達(dá)到國際水平,填補一國內(nèi)空白。其的技術(shù)打破了國外公司的壟斷。在全國推廣后可提高國內(nèi)防水透濕織物的檔次,并帶動一批相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。v9cZ1rb6Z4

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