6 防水透湿纺织品 产业用功能纤维及纺织品 教学课件

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形状记忆高聚物在玻璃化温度区域,由于分子链运动而 使透气性有质的突变,而且其透气性能随外界温度的变化而 变化,即智能化功能。
二、防水透湿整理剂
(一)聚氨酯(PU)类防水透湿整理剂 聚氨酯大分子中含有大量的极性基团,分子间作用力很
强,导致其具有优良的成膜性,能够在织物上形成坚韧而耐 久的薄膜,拒水性良好,还有一定的透湿性。
微孔高聚物薄膜可以与织物通过层压或涂层工艺与织 物复合,从而赋予复合体防水透气功能。
微孔的产生有多种方式:可通过对薄膜的双向拉伸产 生微孔;也可在高聚物上填加填料,使高聚物与填料之间 形成孔隙;也可通过相分离产生微孔;还可以机械方式利 用打孔技术如激光等使无孔膜产生空隙达到透气的目的。
采用微孔薄膜使微孔孔径介于水滴和湿气之间。
其防水性来自于薄膜自身膜的连续性和较大的膜面张 力。
(四)具有形状记忆功能的织物
要使聚合物具有固定形变及恢复形变的机械行为,聚合 物中必须具备两相,即可逆相与固定相。
固定相的玻璃化温度要比可逆相的玻璃化温度高,而可 逆相的玻璃化温度又要略高于操作温度。
T(操作)<Tg(可逆相)<Tg固定相 由于在操作温度范围内固定相一直处于玻璃态、结晶态、 互穿网络或交联点状态,因此,它能像橡胶一样恢复形变, 在形变恢复过程中提供所需要的弹性回复力。
第六章 防水透湿纺织品
• 较早的防水透湿物是20世纪40年代初英国锡莱(Shirley)研 究所设计的文泰尔(Ventile)防雨布
随后的20年,大多采用聚氯乙烯、聚氨酯类涂层剂。这类涂 层防水织物虽有一定的防水效果,但不透湿
• 20世纪70年代,利用特细疏水性聚酯或锦纶长丝生产高密织 物,其防水、防风效果优于传统防水透湿织物。1962年拜耳 (Bayer)实验室发明了具有水汽渗透性能的亲水性聚氨酯 (PUs),后来开始研制Pus微孔涂层和亲水性Pus薄膜织物。
• 20世纪80年代,采用聚氨酯材料复合聚氨酯、聚醚聚酯共聚 物等研制非空膜型材料。荷兰AKZO公司Sympa-tex,美国宝 立泰公司的优泰克(Qualitex)多功能防水透湿织物等
• 21世纪以后,织物防水透湿技术向智能化发展。
• 选用聚硅氧烷涂层剂和聚氨酯涂层剂按照一定的比 例混合后涂布于织物上,可得到令人满意的防水、 透湿效果。其作用机理为:防水性能取决于涂层连 续厚膜和聚硅氧烷的拒水作用,而透湿性能则依赖 于聚硅氧烷良好的透气性和聚氨酯分子中亲水基团 的化学阶梯石作用。
涂层织物一般加工简单,其特点是透湿小、耐水压不 大。由于原料、工艺及这种方法本身的局限,一直不能解 决透湿、透气和耐水压、耐水洗之间的矛盾。
20世纪80年代初,日本一些公司利用超细纤维(0.1~0.3dtex) 特殊的收缩技术生产超高密织物,经过防水处理后,获得具 有长时间防水效果的透湿织物。
如日本钟纺公司用分离型纤维(1dtex)制成高密织物,密度 为普通织物的20倍。
日本帝人公司以超细涤纶为原料开发的微隙织物,经5次洗涤 后,在24小时内仍能耐受9.8kpa的水压而不渗漏,透湿量可 达10000g/(m2 24h),经20次洗涤后,该织物的性能仍能保持 90%以上。
其原因:一是聚氨酯中的极性基团或亲水基团,如-OH、 -NH、-NHCO、-COOH等的化学阶梯石作用,使水蒸气分子 沿着阶梯从高湿度一侧迁移到低湿度一侧;另一方面聚氨酯 由软段和硬段组成,分别形成结构中的无定形区和结晶区。
聚氨酯类涂层剂的优势是: 1. 涂层柔软并有弹性;2. 涂层强度好,可用于很薄的涂
层;3. 涂层多孔性,具有透湿通气性能;4. 耐磨、耐湿、耐 干洗 其不足之处:
1. 成本较Hale Waihona Puke Baidu;2. 耐气候性差;3. 遇水或热碱液要水解
• 按涂层工艺聚氨酯涂层剂可分为: 微孔聚氨酯 亲水性无孔聚氨酯涂层 亲水整理与微孔的复合 形状记忆聚氨酯无孔薄膜
• 按使用介质聚氨酯涂层剂可分为 溶剂型聚氨酯涂层剂 水系聚氨酯涂层剂
其原理是根据水滴与水蒸气分子大小相差悬殊的特点, 设计织物微孔膜上的微孔直径小于水滴而大于水蒸气分子, 织物外侧的水滴不会穿过织物内侧,而人体散发的汗蒸气 则能通过微孔扩散到外界。
(三)无孔薄膜层压或涂层织物
在成膜时所形成的薄膜表面无孔,所以防水。
利用高聚物膜的亲水成分提供足够的化学基团作为水 蒸气分子的阶石,由于氢键和其他分子间力,在高湿度一 侧吸附水分子,通过高分子链上亲水基团传递到低湿度一 侧解吸,形成“吸附-扩散-解吸”过程,达到透气目的。
紧密型防水服装,早期主要有全棉Ventile和目前的超细聚酯 纤维织物。
二、涂层织物
利用含有亲水性基团(-OH,-COOH,-NH等)的物质 进行突出,所形成的涂层一般为致密实心层,起到防水作 用,涂层聚合物本身含有某些基团可以吸收、扩散和解吸 水蒸气,能很好的透湿。
聚氨酯类涂层剂具有玻璃化温度低、易调节以及低温 强度和柔韧性优良等优点,是常用防水透湿涂层剂。
第二节 防水透湿原理及整理剂
一、防水透湿原理 织物的透气机理有物理透湿和功能透湿,主要有
以下四种方式
(一)高密织物:这类织物透湿类型属于纱线间孔隙的自然扩 散,eg Ventile 织物,其原理是织物受湿后棉纤维截面积膨 胀,使织物中纤维间的孔隙缩小,以致水的渗透需要极高的 压力才行。
(二)微孔防水透湿织物
为改善乳液型聚丙烯酸酯类突出整理剂的透气性,在合 成时添加双甲基丙烯酸的多元醇酯有一定 促进效果。
第三节 防水透湿织物生产
一、超高密织物
利用细特棉纱和超细合成纤维制成高密织物,有较高的 水蒸气透过性,经过拒水整理后具有一定的防水性。
利用涤纶细旦纤维织造高密度织物,并利用组织的浮长 线模拟荷叶表面的乳头状突起,使织物表面具有细小的凹凸, 同时对坯布进行收缩整理和拒水整理,使织物具有良好的防 水透湿性。
(二)聚丙烯酸类防水透湿整理剂
为改善聚丙烯酸类涂层整理剂加工织物的通气透湿性, 自20世纪80年代以来,日本将羧基、羟基、氰基等亲水性基 团的丙烯酸类共聚物溶解于与水能混溶的有机溶剂中制成涂 层胶,涂层后经温水处理,去除溶剂并使共聚物凝固,干燥 去水使共聚物在织物上形成微孔薄膜。这种涂层胶以湿式涂 层法加工织物,其通气透湿性良好。
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