防水透湿面料层压技术和防水透湿面料膨胀技术详解

一、织物与薄膜界面的概念

从三层复合面料的角度看，防水透湿层压面料是由一层或多层织物与高聚物薄膜通过粘合剂粘结在一起，形成兼有多种功能性复合面料。无论织物和薄膜的性能多好，如果不能很好粘结形成一个整体，或者粘结后层压织物的耐剥离性很差，显然这种织物没有实用价值。界面的结构的性质与粘结效果密切相关。织物或薄膜的受力都会通过其间的界面传递给各自的对方，形成整体的宏观力学行为。

界面不是一个单一的结合面，而是不一定厚度和不同作用区域和界面层。三层复合面料层压织物的界面层是由织物表面区、织物与薄膜相互作用区以及薄膜表面区构成和多层过渡区。对于存在粘合剂部分，是将原相互作用区扩展为一个多层的粘结区。

在宏观上，表面、界面或接触面的概念都十分明确，过界也很容易确定。但在讨论接触面之间的相互作用时，却是一个微观层次的概念，这时表面或界面的划分就不是那么清楚。而表面区是指结构非对称，性能明显与本体有别的特征薄层。这些在微观上是很难区分其过界的。即使在某一层区中，结构亦非均一相，也存在异性右异质结构微区。

二、界面的作用力与粘合强度

粘结界面的作用力与粘结强度直接相关，界面上的作用力有三类：一类为静力，如“抛锚”作用和摩擦作用所产生的力，所谓“抛锚”作用是由于未固化的树脂流进粘结件坑洼处或缝隙中并在那里发生固化，其作用相当于轮船抛锚使树脂固着于粘结体表面。这类静力对界面粘结强度的贡献理论上达1.4~7.0MPa。二类为界面分子间作用力，即当胶粘剂与被粘结体间相互接近为0.3~0.5nm。由色散、偶极与氢键等作用而产生的力，它对界面粘结强度的贡献理论上可达7.0x102MPa。三类为化学键力，即当胶粘剂分子与被粘结体分子相互接近为0.1~0.3 nm，发生化学反应而形成化学键，这种化学键对界面粘结强度的贡献理论上可达7.0x103~7.0x104MPa。这三类作用力对于一个粘结体系可能同时存在，但所起的作用大小随着情况而异。一般来说，分子间的作用力对界面粘结强度的贡献占较大比例，但对抗介质和水腐蚀的能力主要决定于化学键力，因此欲使界面粘结强度既高又能抗介质腐蚀，界面除了有足够的分子间作用力外，必须引人必要的化学键力。由以上分析可知，如果界面得到理想的粘结，那么界面粘结强度是十分可观的。事实上粘结强度保有理论值的极少一部分，这是由于粘结过程中分子间接触不良造成粘结界面上留不微孔缺陷，减少粘结界面面积，并引起应力集中，促使早期破坏。另外，由于界面存在有残余热应力和收缩应力也促使强度损失。

三、防水透湿膨胀织物的介绍

普通纤维外层涂溶胀高分子，织成织物后，干燥时透湿，遇水后防水。

溶胀高分子通常采用水凝胶，水凝胶具有吸水溶胀、脱水退溶胀的特性，将其接枝聚合在织物上。在干燥状态下，接枝凝胶层收缩，织物上大量的空隙可保证人体散发的汗气透过，满足了穿着的舒适性的要求；当浸入水中时，接枝凝胶层快速溶胀，将孔隙封闭，从而具备了良好的防水或抗浸性能。通过这种驱动机制的作用，使“防水”与“透湿”两种性能在不同的环境状态下分别得到以相应的满足。

有人选用了电子束预辐照的方法，将丙烯酸单体接枝聚合到涤纶面料上，并对织物性能进行了研究。试验结果表明，当织物上接枝了丙烯酸后，3S内织物性能就有了阻水能力，织物接枝率越大，对水的响应速度就越快，并随时间的延长，阻水能力不断上升，直至达到一定值。

近年来，随着对PTFE性质认识深入，制膜技术的提高，在第二功能性面料织物的基础上，开发研制了功能性面料的层压织物。比如：防水透湿弹性织物、防水透湿阻燃复合面料、防水透湿保湿面料、防辐射防护服面料等。

文章来源：英杰纺织