防水透濕面料層壓技術(shù)和防水透濕面料膨脹技術(shù)詳解

一、織物與薄膜界面的概念

從三層復(fù)合面料的角度看，防水透濕層壓面料是由一層或多層織物與高聚物薄膜通過粘合劑粘結(jié)在一起，形成兼有多種功能性復(fù)合面料。無論織物和薄膜的性能多好，如果不能很好粘結(jié)形成一個(gè)整體，或者粘結(jié)后層壓織物的耐剝離性很差，顯然這種織物沒有實(shí)用價(jià)值。界面的結(jié)構(gòu)的性質(zhì)與粘結(jié)效果密切相關(guān)。織物或薄膜的受力都會(huì)通過其間的界面?zhèn)鬟f給各自的對(duì)方，形成整體的宏觀力學(xué)行為。

界面不是一個(gè)單一的結(jié)合面，而是不一定厚度和不同作用區(qū)域和界面層。三層復(fù)合面料層壓織物的界面層是由織物表面區(qū)、織物與薄膜相互作用區(qū)以及薄膜表面區(qū)構(gòu)成和多層過渡區(qū)。對(duì)于存在粘合劑部分，是將原相互作用區(qū)擴(kuò)展為一個(gè)多層的粘結(jié)區(qū)。

在宏觀上，表面、界面或接觸面的概念都十分明確，過界也很容易確定。但在討論接觸面之間的相互作用時(shí)，卻是一個(gè)微觀層次的概念，這時(shí)表面或界面的劃分就不是那么清楚。而表面區(qū)是指結(jié)構(gòu)非對(duì)稱，性能明顯與本體有別的特征薄層。這些在微觀上是很難區(qū)分其過界的。即使在某一層區(qū)中，結(jié)構(gòu)亦非均一相，也存在異性右異質(zhì)結(jié)構(gòu)微區(qū)。

二、界面的作用力與粘合強(qiáng)度

粘結(jié)界面的作用力與粘結(jié)強(qiáng)度直接相關(guān)，界面上的作用力有三類：一類為靜力，如“拋錨”作用和摩擦作用所產(chǎn)生的力，所謂“拋錨”作用是由于未固化的樹脂流進(jìn)粘結(jié)件坑洼處或縫隙中并在那里發(fā)生固化，其作用相當(dāng)于輪船拋錨使樹脂固著于粘結(jié)體表面。這類靜力對(duì)界面粘結(jié)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)理論上達(dá)1.4~7.0MPa。二類為界面分子間作用力，即當(dāng)膠粘劑與被粘結(jié)體間相互接近為0.3~0.5nm。由色散、偶極與氫鍵等作用而產(chǎn)生的力，它對(duì)界面粘結(jié)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)理論上可達(dá)7.0x102MPa。三類為化學(xué)鍵力，即當(dāng)膠粘劑分子與被粘結(jié)體分子相互接近為0.1~0.3 nm，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而形成化學(xué)鍵，這種化學(xué)鍵對(duì)界面粘結(jié)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)理論上可達(dá)7.0x103~7.0x104MPa。這三類作用力對(duì)于一個(gè)粘結(jié)體系可能同時(shí)存在，但所起的作用大小隨著情況而異。一般來說，分子間的作用力對(duì)界面粘結(jié)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)占較大比例，但對(duì)抗介質(zhì)和水腐蝕的能力主要決定于化學(xué)鍵力，因此欲使界面粘結(jié)強(qiáng)度既高又能抗介質(zhì)腐蝕，界面除了有足夠的分子間作用力外，必須引人必要的化學(xué)鍵力。由以上分析可知，如果界面得到理想的粘結(jié)，那么界面粘結(jié)強(qiáng)度是十分可觀的。事實(shí)上粘結(jié)強(qiáng)度保有理論值的極少一部分，這是由于粘結(jié)過程中分子間接觸不良造成粘結(jié)界面上留不微孔缺陷，減少粘結(jié)界面面積，并引起應(yīng)力集中，促使早期破壞。另外，由于界面存在有殘余熱應(yīng)力和收縮應(yīng)力也促使強(qiáng)度損失。

三、防水透濕膨脹織物的介紹

普通纖維外層涂溶脹高分子，織成織物后，干燥時(shí)透濕，遇水后防水。

溶脹高分子通常采用水凝膠，水凝膠具有吸水溶脹、脫水退溶脹的特性，將其接枝聚合在織物上。在干燥狀態(tài)下，接枝凝膠層收縮，織物上大量的空隙可保證人體散發(fā)的汗氣透過，滿足了穿著的舒適性的要求；當(dāng)浸入水中時(shí)，接枝凝膠層快速溶脹，將孔隙封閉，從而具備了良好的防水或抗浸性能。通過這種驅(qū)動(dòng)機(jī)制的作用，使“防水”與“透濕”兩種性能在不同的環(huán)境狀態(tài)下分別得到以相應(yīng)的滿足。

有人選用了電子束預(yù)輻照的方法，將丙烯酸單體接枝聚合到滌綸面料上，并對(duì)織物性能進(jìn)行了研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)織物上接枝了丙烯酸后，3S內(nèi)織物性能就有了阻水能力，織物接枝率越大，對(duì)水的響應(yīng)速度就越快，并隨時(shí)間的延長(zhǎng)，阻水能力不斷上升，直至達(dá)到一定值。

近年來，隨著對(duì)PTFE性質(zhì)認(rèn)識(shí)深入，制膜技術(shù)的提高，在第二功能性面料織物的基礎(chǔ)上，開發(fā)研制了功能性面料的層壓織物。比如：防水透濕彈性織物、防水透濕阻燃復(fù)合面料、防水透濕保濕面料、防輻射防護(hù)服面料等。

文章來源：英杰紡織

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