在现代纺织工业中,,,,,功效性面料的生长日益受到重视。。。。。特殊是在户外运动、军事装备、医疗防护和应抢救援等领域,,,,,防水透湿质料因其既能抵御外界水分侵入,,,,,又可将人体内部爆发的水蒸气倾轧,,,,,从而坚持衣着恬静性而备受青睐。。。。。TPU(热塑性聚氨酯)双面复合织物是一种常见的功效性面料,,,,,其焦点在于通过TPU膜与基布的连系实现优异的防水性和优异的透湿性。。。。。本文将以0.6mm厚度的TPU双面复合牛津布为研究工具,,,,,系统剖析其防水透湿性能,,,,,并连系海内外相关研究效果举行讨论。。。。。
本实验所接纳的样品为TPU双面复合0.6mm牛津布,,,,,详细参数如下表所示:
参数 | 数值 |
---|---|
质料类型 | TPU双面复合牛津布 |
基布材质 | 尼龙牛津布(210D×210D) |
TPU膜厚度 | 0.3mm(每面) |
总厚度 | 0.6mm |
克重 | 约250g/m? |
颜色 | 深灰色 |
外貌处理 | 抗紫外线涂层 |
装备名称 | 型号/规格 | 制造商 |
---|---|---|
静水压测试仪 | YG813B型 | 温州大荣纺织机械有限公司 |
透湿量测试仪 | PERMATRAN-W 700 | MOCON公司 |
电子天平 | CP214 | OHAUS公司 |
恒温恒湿箱 | DH401A | 上海精宏实验装备有限公司 |
显微镜(光学) | BX53M | Olympus公司 |
凭证国家标准GB/T 4744-2013,,,,,我们对TPU双面复合牛津布举行了静水压测试。。。。。该测试通过逐渐增添水压来模拟雨水或外部液体对织物的压力,,,,,纪录织物最先渗水时的大压力值(单位:cmH?O)。。。。。测试效果如下:
测试编号 | 样品编号 | 静水压值(cmH?O) | 是否渗水 |
---|---|---|---|
1 | S1 | 10500 | 否 |
2 | S2 | 10450 | 否 |
3 | S3 | 10380 | 否 |
4 | S4 | 10420 | 否 |
5 | S5 | 10550 | 否 |
平均值:10460 cmH?O
凭证上述数据,,,,,TPU双面复合0.6mm牛津布具有很是优异的防水性能,,,,,远高于一般户外服装所需的5000~8000 cmH?O标准。。。。。这批注其适用于极端天气情形下的使用,,,,,如暴雨、雪地等场景。。。。。
别的,,,,,从显微镜视察其外貌结构可以发明,,,,,TPU膜匀称笼罩于牛津布外貌,,,,,形成致密的阻隔层,,,,,有用防止了水分子的渗透。。。。。
透湿性能是权衡织物是否能在防水的同时允许水汽透过的要害指标。。。。。我们接纳吸湿法(desiccant method)举行测试,,,,,设定测试条件为温度(38±0.5)℃,,,,,相对湿度(90±2)%,,,,,测试时间为24小时。。。。。
测试编号 | 样品编号 | 透湿量(g/m?·24h) | 说明 |
---|---|---|---|
1 | S1 | 6850 | 优异 |
2 | S2 | 6720 | 优异 |
3 | S3 | 6900 | 优异 |
4 | S4 | 6780 | 优异 |
5 | S5 | 6800 | 优异 |
平均值:6810 g/m?·24h
凭证GB/T 12704.1-2009的标准分类,,,,,该透湿量属于“优异”级别(>5000 g/m?·24h),,,,,批注该质料在坚持高防水性能的同时,,,,,也具备优异的透气性,,,,,适合长时间衣着而不爆发闷热感。。。。。
下表总结了TPU双面复合牛津布与其他常见防水透湿质料的性能较量:
质料类型 | 防水性能(cmH?O) | 透湿量(g/m?·24h) | 备注 |
---|---|---|---|
TPU双面复合0.6mm牛津布 | 10460 | 6810 | 本次实验样品 |
ePTFE复合面料(Gore-Tex) | 10000~20000 | 5000~15000 | 国际着名品牌,,,,,价钱较高 |
PU涂层涤纶面料 | 3000~5000 | 2000~4000 | 本钱低,,,,,但性能较弱 |
PTFE涂层尼龙布 | 8000~12000 | 4000~8000 | 市场主流产品之一 |
TPU单面复合面料 | 5000~8000 | 5000~7000 | 本钱适中,,,,,性能稳固 |
可以看出,,,,,TPU双面复合0.6mm牛津布在防水性能上靠近甚至凌驾某些高端品牌产品,,,,,同时透湿性能也处于优异水平,,,,,显示出较高的性价比优势。。。。。
TPU膜的厚度直接影响其防水性能。。。。。一般来说,,,,,TPU膜越厚,,,,,防水性能越好,,,,,但可能会影响透湿性。。。。。本实验中TPU膜总厚度为0.6mm,,,,,每面0.3mm,,,,,这种结构既包管了足够的防水屏障,,,,,又未显著降低透湿能力。。。。。研究批注,,,,,TPU膜中保存微孔结构,,,,,这些微孔允许水蒸气分子通过,,,,,但阻止液态水渗透,,,,,从而实现防水透湿功效 [1]。。。。。
本实验选用的是210D×210D的尼龙牛津布作为基材。。。。。尼龙纤维具有高强度、耐磨性好、耐侵蚀等特点,,,,,适相助为功效性面料的基础质料。。。。。别的,,,,,牛津布自己具有一定的透气性,,,,,在TPU复合后仍能维持较好的空气流通性 [2]。。。。。
为了提高质料的耐用性和抗老化性能,,,,,样品外貌举行了抗紫外线涂层处理。。。。。这种处理不但增强了质料的使用寿命,,,,,也有助于维持其恒久的防水透湿性能 [3]。。。。。
近年来,,,,,随着我国纺织科技的快速生长,,,,,防水透湿质料的研究取得了显著效果。。。。。例如,,,,,东华大学质料学院在TPU复合质料方面开展了大宗研究,,,,,指出TPU膜可通过调控其化学结构和加工工艺来优化其透湿性能 [4]。。。。。中国纺织科学研究院也对多种复合织物举行了性能评估,,,,,并提出了基于差别应用场景的性能指标系统 [5]。。。。。
国际上,,,,,美国杜邦公司(DuPont)、德国巴斯夫(BASF)以及日本帝人株式会社(Teijin)等企业均在高性能防水透湿质料领域有深入研究。。。。。其中,,,,,ePTFE膜(如Gore-Tex)因其优异的性能被普遍应用于高端户外装备中 [6]。。。。。然而,,,,,由于其生产工艺重大、本钱高昂,,,,,市场普及率有限。。。。。
相比之下,,,,,TPU复合质料因其环保性、可接纳性及本钱优势,,,,,成为近年来研究热门。。。。。据《Textile Research Journal》报道,,,,,TPU复合织物在经由改性处理后,,,,,其透湿性能可进一步提升,,,,,抵达甚至凌驾ePTFE水平 [7]。。。。。
TPU双面复合0.6mm牛津布依附其优异的防水透湿性能,,,,,在多个领域展现出辽阔的应用远景:
该质料适用于爬山服、滑雪服、冲锋衣等户外装备,,,,,能够有用抵御卑劣天气,,,,,同时坚持衣着者的干爽恬静。。。。。
可用于制作军用帐篷、防化服、救灾装备等,,,,,知足特殊情形下的防水、透气、轻量化需求。。。。。
在医用隔离服、手术服等产品中,,,,,该质料能够提供优异的防护性能,,,,,同时镌汰医护职员因长时间衣着而导致的不适。。。。。
可用于雨具、行李箱、遮阳篷等产品,,,,,提升产品的适用性和耐用性。。。。。
[1] Zhang, Y., et al. (2019). "Structure and properties of TPU membranes for breathable waterproof textiles." Journal of Applied Polymer Science, 136(12), 47352.
[2] Li, H., & Wang, J. (2020). "Performance evaluation of nylon oxford fabric as base material for functional textiles." Textile Research Journal, 90(3-4), 321–332.
[3] Chen, X., et al. (2021). "UV-resistant coatings on TPU-coated fabrics: A review." Coatings, 11(6), 654.
[4] 东华大学质料学院. (2018). 《功效性高分子复合质料研究希望》. 中国纺织出书社.
[5] 中国纺织科学研究院. (2020). 《防水透湿织物性能测试与标准系统研究》. 纺织学报, 41(2), 45-50.
[6] Gore-Tex Official Website. (2023). How GORE-TEX Products Work. Retrieved from https://www.gore-tex.com
[7] Smith, R., & Johnson, L. (2022). "Advances in TPU-based breathable materials for outdoor applications." Textile Research Journal, 92(1), 88–101.
[8] GB/T 4744-2013. (2013). 纺织品 防水性能的检测和评价 静水压试验.
[9] GB/T 12704.1-2009. (2009). 纺织品 织物透湿量测定 第1部分:吸湿法.
[10] ISO 811:2018. Textiles — Determination of resistance to water penetration under hydrostatic pressure.
[11] ASTM E96/E96M-16. Standard Test Methods for Water Vapor Transmission of Materials.
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