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芳砜纶/棉混纺织物耐静水压测试原理分析
时间: 2015-08-28点击量:

一、防水透湿
防水透湿织物,又称为会呼吸的织物,是指具有使水滴(或液滴)不能渗入织物,而人体散发的汗气能通过织物扩散传递到外界,不致在衣服和皮肤间积累或冷凝,感觉不到发闷现象的功能性织物,是世界纺织业不断向高档次发展的集防水、透湿、防风于一身的独具特色的功能性织物。
防水性是指织物对具有一定压力的外部水或者具有一定动能的雨水以及各种服装外的雪、露、霜等液态水透过时的阻抗性能。液态的水通过服装面料进入服装内侧有两种途径:一是外界的水如雨水或雪水接触织物后,织物被水润湿,借毛细管效应,通过织物中各种缝隙孔洞,水被输送到织物内侧及织物表面的其他部位。这种情况主要与织物的表面能及表面粗糙度有关,表现为一种自发的过程。二是水在一定外界压力或自身动能作用下直接透过织物内缝隙孔洞而进入织物的内侧,这种情况除与表面能及表面粗糙度有关外,很大程度上取决于外加压力或水滴动能、织物内较大的缝隙孔洞的尺寸或者织物的松紧度。
透湿即汗液在织物中的吸收、传递、扩散的程度。人体穿着服装时的舒适感主要取决于服装织物内空气层形成的微气候区,微气候区的温度为(32±1)℃,相对湿度为(50±10)%,气流速度为(25±15)cm/s时,人体处于佳的生理状态。人体出汗是热平衡调节中的有效散热手段,汗液蒸发提高了微气候区空气的水蒸气含量,使空气相对湿度增加,然后通过织物及服装的透气、通风换气、扩散作用传向衣外。织物的湿传递一部分由于织物中纤维对水分子的吸收,使水分子通过纤维内部扩散而达到织物的另一面,向大气散逸。另一部分则通过织物中纤维与纤维之间、纱线和纱线之间的通道或空隙,包括毛细管作用,向大气敞逸,芳砜纶织物具有良好的透湿性,回潮率为6.28%,并具有一定的热湿传递能力,以利于人体热量散失和汗液蒸发。
1、防水透湿原理
防水透湿原理概括起来主要有以下三种:
(1)自然扩散机理
利用孔隙自然扩散机理设计高密织物,使用精梳高支棉纱或其他超细合成长丝织成高密度织物,使纱线『白J隙变得非常小,再经过防水处理使织物具有一定的防水性能。高密防水透湿织物,工艺简单,通过纱线和丝纤度的变化使得衣物悬垂性和透湿性好,但生产成本较高,耐水压太低是此类织物的主要缺点,使其应用范围受到了很大的限制。
(2)微孔透湿机理
利用微孔透湿机理由下表可知,雨滴的直径在20"-'10000pm之间,水蒸汽分子的直径为O.00049m,如果织物中的微孔小于水滴而大于水蒸汽,则液态水不能渗透织物,而人体散发的汗汽能通过微孔扩散到外界。因此在织物表面涂覆一层膜,控制孔径在零点几微米到几十微米之间,这样就能够起到防水透湿的作用。
微孔高聚物薄膜可以与织物通过层压或涂层工艺等方式复合,赋予复合体防水透气的功能。微孔透湿膜的特点在于透湿性能佳,但涂层在长期使用后会发生微孔堵塞致使透湿性能变差或微孔会因拉伸而不断扩大,从而使液态水易于渗透。
(3)致密亲水膜防水透湿
致密亲水膜防水透湿织物是一种无孑L材州2¨,基于高分子间“孔"和亲水基团透湿机理设计而成。其原理是在大分子链上引入亲水性基团,通过链段上的亲水基团与水分子作用,借助氢键和其他分子间力,按“吸附.扩散.解吸”f22】的方式将水汽分子由湿度高的一侧传递到湿度低的一侧,从而达到透湿目的。这类织物典型产品有英国Baxanden公司的Wileoflex Stay.cool涂层织物、荷兰AkzoNobel公司的Sympatex层压织物、美国宝立泰公司的Qualitex多功能防水透湿织物等[25l。
2、防水透湿工艺
在防水透湿复合加工中,常见工艺为涂层或层压加工工艺。
(1)涂层技术
涂层技术简单讲就是控制树脂涂敷量,同时尽可能保持织物的美感与性能。要想做到这一点其实很不容易,织物处理是一项具有挑战性的工作,涂层织物很难处理的原因在于,织物总质量增加,材料某一面的表面性质显著改变,即使只涂一层也是这样。控制树脂涂敷量是织物涂层的基本原则,不同方法通过不同形式达到这一点。树脂含固量或泡沫密度及致度这些与聚合物相关的性质对于控制涂敷量很有用,而机械的性质及几何形状同样与之有关。另外必须在不影响织物性质的情况下对涂敷量加以控制。直接的方法是使用不同截面的刮刀、调整刮刀角度及刮刀与滚筒或加工台面之间的缝隙。对于辊涂可以调整滚筒夹缝间距、滚筒转速和接触角;此外,将刮刀顶在滚筒上刮去多余树脂可进行更为精确的控制。当树脂涂敷量非常低的时候,有效的控制方法是使用凹版印刷辊、模缝挤压机、圆网印花和泡沫处理技术。涂层织物的加工方法有许多,目前用于工业生产上主要是干法涂层和湿法涂层。
1)干法涂层:干法涂层是用溶剂或用水稀释涂层剂,并添加必要的助剂配制成涂布浆,籍涂布器均匀涂布于基布上。然后经加热,使溶剂汽化,而涂层剂在基布表面形成坚韧的薄膜。
2)湿法涂层:湿法涂层是利用强极性溶剂二甲基甲酰胺能与之无限混溶的特点,将直链分子的聚氨酯溶解于二甲基甲酰胺(DMF)中,利用DMF与水的混溶性,让水在涂层膜内置换DMF,降低DMF的浓度,促使聚氨酯凝固成膜。
涂层技术是开发纺织新产品极为重要的途径之一,是赋予织物多功能的重要手段,在织物后整理中占有重要位置。复合技术不是简单的材料性能的叠加,而是材料性能的提高与改善,是材料性能的综合与互补,是材料性能的升华。防水透湿涂层织物就是通过采用干法或湿法涂层工艺技术,使织物表面孔隙为涂层剂所封闭或减小到一定程度,从而得到防水性,现在应用成功的水溶性涂层防水材料主要为聚氨酯(PU)及其改性产品。
(2)层压技术
层压,就是把薄片状材料一层层地叠合,通过加压粘结成为一体。这种技术初是将硬质材料(如多层木板浸胶),经过加热加压制成层压板,以后发展为用于软质材料的粘结方法。防水透湿层压复合织物是运用层压技术将普通纺织面料与高新技术微孔薄膜相复合,取长补短,集多种优良性能于一身,可以有效地解决既防水又能透湿的矛盾。它与高密织物和涂层织物相比,具有明显的技术优势,充分表现出差别化和功能化的时代特征,是目前防水透湿织物的主要发展方向。
层压织物于20世纪30.40年代开始试制,60、70年代,焰熔层压聚氨酯泡沫薄片工艺获得成功,焰熔层压的服装面料风行一时。到20世纪仍年代术,美国的层压织物产量已达到5亿平方米。此后,层压技术发展迅速,各种层压织物相继出现,工艺产品种类繁多,形成一个庞大的系统。现代的生产和生活对服装和防护用纺织品提出了各种各样的功能性要求,而且需要纺织品集多种功能于一身。层压是获得多功能复合织物的有效手段,它通过粘结的办法把具有各种功能的材料结合在一起,首先,层压不仅是功能叠加,而且可以增加使用效果,通过巧妙的设计,可以充分显示层压工艺的优势。其次,由于各种材料在层压织物内部是相互独立的,不必过多考虑相容性问题,因此层压工艺对选择的材料要求不高,适用范围很广。第三,层压工艺中,除溶剂型、水乳型粘合剂外,其他粘合剂不含溶剂和水,所以层压工艺节省了其他涂层工艺无法规避的化学药品和能源消耗,也不会遇到溶剂污染、劳动保护、消防安全等一系列问题。由此可见,层压工艺的确是大有可为的一项技术,是纺织品加工的新的发展方向。
3、防水透湿涂层技术
我国自20世纪70年代开始研究涂层技术以来,先后有若干涂层产品问世,这极大地丰富了纺织品的消费市场。涂层织物是经过涂层整理的织物。所谓涂层整理是指在织物表面均匀地涂布一层或多层高聚物等物质,赋予织物以某种功能的一项表面整理技术。由于涂层整理是在织物表面涂敷,不渗入织物内部,所以能保持纤维本身柔软的特点。涂层整理的主要目的是改变织物的外观和风格,使织物增加许多新的功能,如防水、透湿、防污、防霉、 防静电、防红外线、抗射线、防钻绒、耐磨、防油、耐水压、反光、阻燃、弹性、挺括、柔软掣32J。


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