聚四氟乙烯防水透湿层压织物研究
防水透湿层压复合织物是运用层压技术将普通纺织面料与高新技术微孔薄膜相复合,取长补短,集多种优良性能于一身,可以有效地解决既防水又能透湿的矛盾。它与高密织物和涂层织物相比,具有明显的技术优势,充分表现出差别化和功能化的时代特征,是目前防水透湿织物的主要发展方向。
美国高尔公司的一和荷公司的是目前公认的“防水透湿”代表产品。一薄膜主要是由聚四氟乙烯以下简称双向拉伸微孔薄膜构成,厚约拜,开孔率为,孔径为拜,约为水滴的,比水蒸汽分子大倍,其耐水压可达,透湿量大于,·,透气量小于“·,因而具有良好的防水、透湿、防风功能。薄膜是由亲水的聚醋嵌段高聚物制成的没有微孔的实心体,厚度仅为如,具有重量轻,手感柔软和水蒸汽由里向外扩散距离短等优点。用在运动服和休闲服上是强劲的,而一在户外及恶劣气候服装上能满足更多要求。
经过几年努力,我们完成了对美国一织物的实物剖析,资料调研,分析论证和小样试制研究了一织物国产化的技术途径,短时间内实现了该项技术的全面突破。这对于抢占国际“制高点,缩小我军与外军被装防护料差距,在劳动防护服装中推广应用,具有重要意义。微孔薄膜生产工艺薄膜工艺主要有压延膜、车削膜和拉伸膜。根据有关文献及多次制膜试验,只有拉伸膜才具有良好的微孔结构。
双向拉伸微孔膜的生产工艺流程为树脂润滑剂混合压坯推压、挤出压延干燥纵拉横拉定形成品膜。以分散体形式混合树脂组分,脱水干燥后加入适当的润滑剂制成模坯,经推压挤出压延而后干燥,在一定张力下去除润滑剂成为带有孔隙的基础带。此时膜中孔的孔隙小,孔隙率亦低,仅。在这些基础带中以微纤维结构存在,在一定温度下拉伸基础带时,树脂微纤维被拉伸取向。微纤维之间形成孔隙,纤维束的连接处即为节点,微纤维之间的孔隙大小决定孔径的大小,节点的数量及尺寸则影响到开孔率。这时的薄膜因本身的物理性能原因,其尺寸稳定性不好,强度也不高,放置时间稍长会发生较大的回缩,无太大的实用性。
经热定形后,则微孔结构可保持下来,尺寸稳定性、强力都会大大提高。用于防水透湿层压织物上的微孔薄膜应有较高的开孔率与强度。影响强度的因素主要有,与注塑机挤出的、未定形时的薄膜强力有关。、薄膜强度与拉伸过程中的速度、温度、时间有关。二薄膜强度与拉伸后薄膜的结晶度有关。关薄膜强度与材料中无定型区链锁程度有关。当以上各因素调整到佳程度时,膜的抗张力可以达到,甚至更高,开孔率也高达,结晶度高达。拉伸法制取薄膜的工艺流程长,工艺过程中各因素对孔径孔率均有影响,如原料配方、压延比、热处理条件、拉伸条件等。经实验发现,拉伸条件对孔径孔率的影响大二拉伸温度一随着温度的升高,拉伸膜的孔径增大,孔隙率增加。二拉伸间距一拉伸间距大,孔径变小,孔隙率也相应变小。
关拉伸倍数一孔径,孔隙率都随拉伸倍数增加而增大。关热定形一随温度升高、时间加长,孔径、孔隙率都有所减少。层压织物复合工艺试验层压积物材料选择与结构设计根据终用途的不同,层压织物可选择不同的纤维和织物组织,不同功能的薄膜和不同的复合方式薄膜微孔孔径大小、孔径分布和开孔率直接影响复合层压面料的防水性、透湿性和防风保暖性能。根据产品的不同,我们将微孔薄膜做成三种类型高防水、低透湿型,中防水、中透湿型和低防水、高透湿型,以平衡不同使用场合防水与透湿之间的矛盾。
织物面料和里料可根据用途的不同,采用机织物或针织物,也可以采用无纺布或絮片。所用织物可以是棉、毛等天然纤维,也可以是涤纶、尼龙等化学纤维纯纺或混纺织物。作为外层织物,好使用机织物。为提高防水性,面层织物应经过拒水整理。整理效果要达到拒水级以上。根据使用要求面料可以采用迷彩、阻燃、防静电、抗油拒水、易去污、防酸碱等功能性织物。层压织物结构设计根据终用途需要,层压织物可采取不同的结构设计和复合层数。两层复合可以是面料一与薄膜复合,采用活里结构也可以是里料与薄膜复合,采用活面结构,这样易于洗涤,适用于民用运动服与防寒服三层复合是将面料、薄膜与里料复合在一起,虽然手感稍硬,但可提高耐磨性,适用于部队作战服和劳动防护服。四层或多层复合可增加层压织物的功能性,如气体阻力层或液气阻力层的防毒材料、絮片、远红外棉保暖材料等。
层压复合生产工艺流程与技术要点根据施加粘合剂和复合方法,分为干法和湿法两种工艺。干法工艺织物防水处理电晕放电或磨毛粘合剂涂层一薄膜退卷、电晕处理一聚四氟乙烯防水透湿层压织物研究与织物热压复合膜面处理上胶复合里料切边打卷检验包装成品。湿法工艺织物防水处理电晕放电圆网或凹版上胶薄膜退卷、电晕处理、覆膜烘燥热压复合膜面处理上胶复合里料切边打卷检验包装成品。
在工艺和工艺中,一些织物也可以不经前防水处理,这样就不必经过电晕处理而直接涂胶。织物的防水整理可视需要在复合完成后采用单面给液的方式进行。相比而言,这种方式更适合于工艺。电晕处理的采用对于提高复合织物粘结强力是非常有效的。主要工艺参数及要求面料、里料根据用户要求适当选择。防水处理根据用户要求,可使用有机氟或有机硅防水整理剂。电晕放电电压,间距一。粘合剂涂层对于干法,可根据需要选择使用改性、、、、等类型的热熔胶。对于湿法,可根据需要选择使用胶或有机硅胶。上胶量一,车速。烘干或干燥温度一℃。热压复合温度一,压力一,时间一一。见表。表质量透气量·义,、透湿量少,‘编样号品耐静水压井抹标准规定值任月层压织物物理性能测试分析复合织物的强力、耐磨、拒水、色牢度等指标与基布的品种密切相关,耐静水压、透湿透气等指标主要取决于织物薄膜、粘合剂及复合工艺。
测试结果技术指标完成情况重量从层压织物测试情况看,除用于制做鞋面材料及用于大衣面料层压积物的成品质量大于外,其余都在以内。成品质量与基布密切相关。原则上各种面料都可以用于层压,但稀薄织物可能导致粘合剂涂层困难及复合时透胶。透湿量只要工艺控制得当,透湿量一般都可大于·,甚至可以超过,·,所测数据都大于指标所要求的·。耐静水压薄膜的耐静水压本身可达约,复合后都有不同程度的下降,这可能是因生产过程中机械损伤所致,但都超过了指标所要求的,。剥离强度第期总第期中国劳动防护用品双月刊剥离强度检测比较困难,原因是薄膜与织物之间的粘结强度大于薄膜本身的内聚强度。
一般情况下都是薄膜被撕烂无法读数,三层织物测剥离强度时可以明显看出薄膜的这种内聚破坏,被剥离织物的内层与外层都附有已被破坏的薄膜残片,实际上薄膜的剥离强度主要取决于薄膜的内聚强度。而薄膜、方向的强力一般大于方向强力。倍。硬挺度粘合剂种类、上胶量、织物层压结构等,都将影响到产品的硬挺度和手感。织物身的硬挺度大,层压后的织物硬挺度也大。对于同种织物,粘合刘、上胶量以及粘合剂与织物间的附着状态,决定着产品的硬挺度试穿情况为了综合考核层压织物的综合性能,从年。月至年月,我们先后试制犷余套件棉大衣、冬作训服、校官风衣、派克短大衣等,分别在张家口、哈尔滨、黑河、漠河等地区的部队进行了试穿试验,并与现行各类服装进行了对比。三年试穿试验结果表明层压织物具有优异的防水透湿、防风保暖性能,可以降低冬服重量,在大运动量活动中,衣内的汗汽容易散发,不会凝结成水或冰,从而能保持体表干爽潜伏时,地表的潮气不易透过面料浸入衣内。从现场收回部分服装的测试分析看,各品种服装除防水性能略有下降外,其它指标如防风性、透湿性均未变化,说明其陕能是稳定的。
在一,公里急行军试穿试验中,层压织物的柔软性明显优于涂层织物。虽然在实验室检测时涂层织物透湿性优于层压织物,但现行军用涂层织物里层有结冰现象,而层压织物则没有这是因为较低的温度不仅影响聚合物的自由体积,而且也影响蒸汽分子扩散的动能。虽然随温度下降,层压织物和涂层织物的水蒸汽扩散阻力都明显增加,但后者增加的更为显著,因此造成服装内结冰现象。这也是国外在冬季极寒地区大量采用一织物,而很少用织物的原因所在。年月,应国家海洋局极地考察力、公室要求,我们为赴南极科考队员制作了层压织物防寒服装,低温度为一,高风速达,。
科考队员们反映,层压服装保暖、抗风、防雪性好,外衣防油污渗透。在考察活动中,由于外衣和内衣搭配得当,感觉透湿透汗、无粘热感,停止活动后也无冰冷湿冷感,穿着舒适,在寒冷气候条件下柔软耐磨。应用前景在小样试验、扩试及试生产的基础上,层压织物于年底投入批量生产,价格只相当于国外同类产品的一。层压织物是目前国际上各方面性能好的防水透湿织物,有着广泛的用途。国外已经用于军用极寒地区防护服、帐篷、登山服、宇航服全天候运动服、运动鞋、手套、医用手术服等方面通过改变制膜工艺、织物基材及粘合剂制成的层压织物,在工业上也有着广泛的用途,如空气超净除尘过滤材料、液体过滤材料、渗透膜等。
制膜设备,复合设备及复合织物达到国际水平,填补一国内空白。其的技术打破了国外公司的垄断。在全国推广后可提高国内防水透湿织物的档次,并带动一批相关产业的发展。v9cZ1rb6Z4
