防水透濕面料涂層技術(shù)和防水透濕面料膨脹技術(shù)詳解
一、面料與薄膜界面的概念從三層復(fù)合面料的角度看，防水透濕涂層面料是由一層或多層面料與高聚物薄膜通過(guò)粘合劑粘結(jié)在一起，形成兼有多種功能性復(fù)合面料。無(wú)論面料和薄膜的性能多好，如果不能很好粘結(jié)形成一個(gè)整體，或者粘結(jié)后涂層面料的耐剝離性很差，顯然這種面料沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。界面的結(jié)構(gòu)的性質(zhì)與粘結(jié)效果密切相關(guān)。面料或薄膜的受力都會(huì)通過(guò)其間的界面?zhèn)鬟f給各自的對(duì)方，形成整體的宏觀力學(xué)行為。
界面不是一個(gè)單一的結(jié)合面，而是不一定厚度和不同作用區(qū)域和界面層。三層復(fù)合面料涂層面料的界面層是由面料表面區(qū)、面料與薄膜相互作用區(qū)以及薄膜表面區(qū)構(gòu)成和多層過(guò)渡區(qū)。對(duì)于存在粘合劑部分，是將原相互作用區(qū)擴(kuò)展為一個(gè)多層的粘結(jié)區(qū)。
在宏觀上，表面、界面或接觸面的概念都十分明確，過(guò)界也很容易確定。但在討論接觸面之間的相互作用時(shí)，卻是一個(gè)微觀層次的概念，這時(shí)表面或界面的劃分就不是那么清楚。而表面區(qū)是指結(jié)構(gòu)非對(duì)稱(chēng)，性能明顯與本體有別的特征薄層。這些在微觀上是很難區(qū)分其過(guò)界的。即使在某一層區(qū)中，結(jié)構(gòu)亦非均一相，也存在異性右異質(zhì)結(jié)構(gòu)微區(qū)。
二、界面的作用力與粘合強(qiáng)度
粘結(jié)界面的作用力與粘結(jié)強(qiáng)度直接相關(guān)，昆山市英杰紡織品進(jìn)出口有限公司認(rèn)為界面上的作用力有三類(lèi)：一類(lèi)為靜力，如“拋錨”作用和摩擦作用所產(chǎn)生的力，所謂“拋錨”作用是由于未固化的樹(shù)脂流進(jìn)粘結(jié)件坑洼處或縫隙中并在那里發(fā)生固化，其作用相當(dāng)于輪船拋錨使樹(shù)脂固著于粘結(jié)體表面。這類(lèi)靜力對(duì)界面粘結(jié)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)理論上達(dá)1.4~7.0MPa。二類(lèi)為界面分子間作用力，即當(dāng)膠粘劑與被粘結(jié)體間相互接近為0.3~0.5nm。由色散、偶極與氫鍵等作用而產(chǎn)生的力，它對(duì)界面粘結(jié)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)理論上可達(dá)7.0x102MPa。三類(lèi)為化學(xué)鍵力，即當(dāng)膠粘劑分子與被粘結(jié)體分子相互接近為0.1~0.3 nm，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而形成化學(xué)鍵，這種化學(xué)鍵對(duì)界面 粘結(jié)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)理論上可達(dá)7.0x103~7.0x104MPa。這三類(lèi)作用力對(duì)于一個(gè)粘結(jié)體系可能同時(shí)存在，但所起的作用大小隨著情況而異。一般來(lái)說(shuō)，分子間的作用力對(duì)界面粘結(jié)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)占較大比例，但對(duì)抗介質(zhì)和水腐蝕的能力主要決定于化學(xué)鍵力，因此欲使界面粘結(jié)強(qiáng)度既高又能抗介質(zhì)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(xué)鍵力。由以上分析可知，如果界面 得到理想的粘結(jié)，那么界面粘結(jié)強(qiáng)度是十分可觀的。事實(shí)上粘結(jié)強(qiáng)度保有理論值的極少一部分，這是由于粘結(jié)過(guò)程中分子間接觸不良造成粘結(jié)界面上留不微孔缺陷，減少粘結(jié)界面面積，并引起應(yīng)力集中，促使早期破壞。另外，由于界面存在有殘余熱應(yīng)力和收縮應(yīng)力也促使強(qiáng)度損失。
三、防水透濕膨脹面料的介紹
普通纖維外層涂溶脹高分子，織成面料后，干燥時(shí)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，將其接枝聚合在面料上。在干燥狀態(tài)下，接枝凝膠層收縮，面料上大量的空隙可保證人體散發(fā)的汗氣透過(guò)，滿足了穿著的舒適性的要求；當(dāng)浸入水中時(shí)，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(guò)這種驅(qū)動(dòng)機(jī)制的作用，使“防水”與“透濕”兩種性能在不同的環(huán)境狀態(tài)下分別得到以相應(yīng)的滿足。
有人選用了電子束預(yù)輻照的方法，將丙烯酸單體接枝聚合到滌綸面料上，并對(duì)面料性能進(jìn)行了研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)面料上接枝了丙烯酸后，3S內(nèi)面料性能就有了阻水能力，面料接枝率越大，對(duì)水的響應(yīng)速度就越快，并隨時(shí)間的延長(zhǎng)，阻水能力不斷上升，直至達(dá)到一定值。
近年來(lái)，隨著對(duì)PTFE性質(zhì)認(rèn)識(shí)深入，制膜技術(shù)的提高，在第二功能性面料面料的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)研制了功能性面料的涂層面料。比如：防水透濕彈性面料、防水透濕阻燃復(fù)合面料、防水透濕保濕面料、防輻射防護(hù)服面料等。
