防水透濕面料層壓技術和防水透濕面料膨脹技術詳解

一、織物與薄膜界面的概念

    從三層復合面料的角度看，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在一起，形成兼有多種功能性復合面料。無論織物和薄膜的性能多好，如果不能很好粘結形成一個整體，或者粘結后層壓織物的耐剝離性很差，顯然這種織物沒有實用價值。界面的結構的性質與粘結效果密切相關。織物或薄膜的受力都會通過其間的界面傳遞給各自的對方，形成整體的宏觀力學行為。

    界面不是一個單一的結合面，而是不一定厚度和不同作用區域和界面層。三層復合面料層壓織物的界面層是由織物表面區、織物與薄膜相互作用區以及薄膜表面區構成和多層過渡區。對于存在粘合劑部分，是將原相互作用區擴展為一個多層的粘結區。

    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，卻是一個微觀層次的概念，這時表面或界面的劃分就不是那么清楚。而表面區是指結構非對稱，性能明顯與本體有別的特征薄層。這些在微觀上是很難區分其過界的。即使在某一層區中，結構亦非均一相，也存在異性右異質結構微區。

二、界面的作用力與粘合強度

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

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。在干燥狀態下，接枝凝膠層收縮，織物上大量的空隙可保證人體散發的汗氣透過，滿足了穿著的舒適性的要求；當浸入水中時，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。通過這種驅動機制的作用，使“防水”與“透濕”兩種性能在不同的環境狀態下分別得到以相應的滿足。

    有人選用了電子束預輻照的方法，將丙烯酸單體接枝聚合到滌綸面料上，并對織物性能進行了研究。試驗結果表明，當織物上接枝了丙烯酸后，3S內織物性能就有了阻水能力，織物接枝率越大，對水的響應速度就越快，并隨時間的延長，阻水能力不斷上升，直至達到一定值。

    近年來，隨著對PTFE性質認識深入，制膜技術的提高，在第二功能性面料織物的基礎上，開發研制了功能性面料的層壓織物。比如：防水透濕彈性織物、防水透濕阻燃復合面料、防水透濕保濕面料、防輻射防護服面料等。

文章來源：英杰紡織