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一文讀懂防水透濕薄膜的種類(lèi)及應(yīng)用

2024-08-09 10:41:13

防水透濕薄膜是一種兼具耐水滲透性和濕氣透過(guò)性的功能性膜材料,其與面料復(fù)合,可制備兼具獨(dú)特防護(hù)性和舒適性的功能紡織品。目前,防水透濕薄膜是人-服裝-環(huán)境交互領(lǐng)域的重要濕熱傳輸材料,其透濕機(jī)理、種類(lèi)和性能特征在一定程度上決定了戶(hù)外運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品的部分重要指標(biāo)。


按照防水透濕原理或阻止液態(tài)水滲透和水蒸氣傳輸?shù)臋C(jī)理,防水透濕薄膜主要可分為無(wú)孔透濕薄膜和微多孔薄膜兩大類(lèi)。

無(wú)孔透濕薄膜通常是親水性高聚物薄膜,由硬鏈段和軟鏈段組成,其中軟鏈段由親水性基團(tuán)組成,能夠吸收人體散發(fā)的濕氣,將水氣由內(nèi)部通過(guò)“吸附-擴(kuò)散-解析”迅速向外傳遞;硬鏈段部分由疏水性基團(tuán)組成,能夠阻擋水滴通過(guò),起到防水作用。無(wú)孔透濕薄膜中軟/硬鏈段的比例、加工工藝、薄膜厚度直接決定了防水透濕性能。


微多孔防水透濕薄膜表面含有大量細(xì)小的孔洞,其孔徑非常細(xì)微,約為0.2 ~ 2 μm,只能透過(guò)粒徑約為0.0004 μm的水蒸氣分子,而任何霧滴、雨滴或水滴均無(wú)法通過(guò)。在此情況下,人體內(nèi)散發(fā)出的水蒸氣能夠有效地通過(guò)孔徑向外擴(kuò)散,而水滴則無(wú)法向內(nèi)滲透,從而達(dá)到防水透濕的效果。微多孔性質(zhì)薄膜的平均孔徑大小及分布、數(shù)量、厚度、親疏水性等決定了防水透濕整理的效果。

目前,采用無(wú)孔透濕機(jī)理的薄膜種類(lèi)主要為熱塑性彈性體(TPE),其具有良好的柔韌性能、優(yōu)異的彈性和拉伸性能以及優(yōu)異的耐靜水壓等特性,同時(shí)具備規(guī)模和成本優(yōu)勢(shì),因此占據(jù)了較大的防水透濕薄膜市場(chǎng)份額。然而,在透濕性方面,TPE的透濕性與薄膜的厚度、親水鏈段含量直接相關(guān),一般而言,薄膜越薄,透濕性越好;薄膜中親水性鏈段或基團(tuán)含量越高,透濕性越好。


采用微多孔透濕機(jī)理的薄膜種類(lèi)包括聚四氟乙烯(PTFE)、膨化聚乙烯薄膜(e-PE)、微多孔聚氨酯(PU)和靜電紡絲納米薄膜。由于PTFE薄膜在生產(chǎn)過(guò)程中需要用到對(duì)環(huán)境影響較大的全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS),已經(jīng)逐漸被不同的國(guó)家與地區(qū)禁用,同屬微多孔薄膜的e-PE薄膜、PU薄膜和靜電紡絲納米薄膜得到了市場(chǎng)的關(guān)注,特別是靜電紡絲納米薄膜成為近年來(lái)的焦點(diǎn)。

The North Face品牌于2019年推出了基于靜電納米紡絲薄膜層壓復(fù)合的面料品牌FUTURELIGHTTM,與傳統(tǒng)防水透濕薄膜相比,靜電紡絲納米薄膜的結(jié)構(gòu)允許空氣通過(guò),具有較好的透氣性,且獨(dú)特的層與層“焊接”技術(shù),保證了其在應(yīng)用中的耐久性。


國(guó)內(nèi)方面,蘇州中科納威新材料有限公司與中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所合作,現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)了年產(chǎn)200萬(wàn)m高性能靜電紡絲納米纖維防水透濕薄膜,并與李寧開(kāi)展系列產(chǎn)品合作;面料企業(yè)江蘇三豐特種材料科技有限公司開(kāi)發(fā)的Airshift®納米透氣科技產(chǎn)品的面料采用靜電紡絲納米纖維透氣薄膜復(fù)合而成,質(zhì)感非常輕盈,僅有 7 ~ 8 g/m2,同時(shí)具有優(yōu)異的透氣性、較好的透濕率。

來(lái)源:紡織導(dǎo)報(bào)