8月9日
防水透湿薄膜是一种兼具耐水渗透性和湿气透过性的功能性膜材料,其与面料复合,可制备兼具独特防护性和舒适性的功能纺织品。目前,防水透湿薄膜是人-服装-环境交互领域的重要湿热传输材料,其透湿机理、种类和性能特征在一定程度上决定了户外运动产品的部分重要指标。
按照防水透湿原理或阻止液态水渗透和水蒸气传输的机理,防水透湿薄膜主要可分为无孔透湿薄膜和微多孔薄膜两大类。
无孔透湿薄膜通常是亲水性高聚物薄膜,由硬链段和软链段组成,其中软链段由亲水性基团组成,能够吸收人体散发的湿气,将水气由内部通过“吸附-扩散-解析”迅速向外传递;硬链段部分由疏水性基团组成,能够阻挡水滴通过,起到防水作用。无孔透湿薄膜中软/硬链段的比例、加工工艺、薄膜厚度直接决定了防水透湿性能。
微多孔防水透湿薄膜表面含有大量细小的孔洞,其孔径非常细微,约为0.2 ~ 2 μm,只能透过粒径约为0.0004 μm的水蒸气分子,而任何雾滴、雨滴或水滴均无法通过。在此情况下,人体内散发出的水蒸气能够有效地通过孔径向外扩散,而水滴则无法向内渗透,从而达到防水透湿的效果。微多孔性质薄膜的平均孔径大小及分布、数量、厚度、亲疏水性等决定了防水透湿整理的效果。
目前,采用无孔透湿机理的薄膜种类主要为热塑性弹性体(TPE),其具有良好的柔韧性能、优异的弹性和拉伸性能以及优异的耐静水压等特性,同时具备规模和成本优势,因此占据了较大的防水透湿薄膜市场份额。然而,在透湿性方面,TPE的透湿性与薄膜的厚度、亲水链段含量直接相关,一般而言,薄膜越薄,透湿性越好;薄膜中亲水性链段或基团含量越高,透湿性越好。
采用微多孔透湿机理的薄膜种类包括聚四氟乙烯(PTFE)、膨化聚乙烯薄膜(e-PE)、微多孔聚氨酯(PU)和静电纺丝纳米薄膜。由于PTFE薄膜在生产过程中需要用到对环境影响较大的全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS),已经逐渐被不同的国家与地区禁用,同属微多孔薄膜的e-PE薄膜、PU薄膜和静电纺丝纳米薄膜得到了市场的关注,特别是静电纺丝纳米薄膜成为近年来的焦点。
The North Face品牌于2019年推出了基于静电纳米纺丝薄膜层压复合的面料品牌FUTURELIGHTTM,与传统防水透湿薄膜相比,静电纺丝纳米薄膜的结构允许空气通过,具有较好的透气性,且独特的层与层“焊接”技术,保证了其在应用中的耐久性。
国内方面,苏州中科纳威新材料有限公司与中国科学院过程工程研究所合作,现已实现了年产200万m高性能静电纺丝纳米纤维防水透湿薄膜,并与李宁开展系列产品合作;面料企业江苏三丰特种材料科技有限公司开发的Airshift®纳米透气科技产品的面料采用静电纺丝纳米纤维透气薄膜复合而成,质感非常轻盈,仅有 7 ~ 8 g/m2,同时具有优异的透气性、较好的透湿率。
更多内容,请关注《纺织导报》2024年第4期“防水透湿户外运动产品及未来发展趋势”。
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