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《防水透气聚氨酯薄膜及涂层的研究进展_杜民慧》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2003年第18卷第1期聚氨酯工业2003.Vol.18No.1POLYURETHANEINDUSTRY·1·防水透气聚氨酯薄膜及涂层的研究进展杜民慧李建树钟银屏(四川大学高分子材料系成都610065)摘要:综述了防水透气性聚氨酯薄膜及涂层的结构、原理及各种成型加工工艺及其应用。重点阐述了防水透气性聚氨酯薄膜及涂层在衣物及医用制品如运动服、伤口敷料、外科手术服及医护衣服等方面的应用。指出防水透气性聚氨酯薄膜及涂层是一种有着极大市场发展前景的新型材料。关键词:透气;防水;聚氨酯;薄膜;涂层;敷料20世纪60年代以来,由聚氯乙烯、氯丁橡胶制2防水透湿聚氨酯的结构及透气原理成的用于恶劣环境
2、下使用的特殊工作服,具有防水、防液体渗漏等优点,十分受欢迎。但人体自身新陈2.1微孔型代谢产生的汗液不能及时排出体外,使人有闷热、冷微孔型薄膜膜孔直径很小,只有10～50μm,介-4湿等不适感,这主要是因为当时的聚合物材料缺乏于直径为4×10μm的水蒸气和直径约为100～“可呼吸性”造成。防水透气性是指聚合物材料不允300μm的水滴之间,水蒸气可透过微孔薄膜,而水滴[3]许水滴等液体透过,同时却能保证水蒸气自由透过。不能通过,从而起到防水透气的目的,在电子显微镜下,能观察到明显的微孔结构,它的透气性可与人随着工业的发展和人民生活水平的提高,对于防水[4]体皮肤的呼吸性相媲美。透气服装
3、、鞋帽等面料的要求增加,各国研究人员开2.2亲水型始注重对新型“可呼吸性”聚合物薄膜及涂层制品的连续的无孔薄膜及涂层材料,其表面及本体均研究。[5,6]为均匀致密结构。防水性是由于材料的连续性1防水透湿聚氨酯薄膜或涂层的性能特点和较大的表面张力决定的,呼吸性是由聚氨酯亲水软段类型、比例及软段的相对分子质量决定的,通过以聚氨酯为原料的薄膜及涂层可巧妙地兼具防复杂的分子扩散机理来实现:聚氨酯的微相分离结水和透气性这两个功能,而不失自身原有的优良的构为复杂的分子扩散提供了可能,水分子沿着密集理化性能。的分子链间隙传递,由高湿度一侧吸附水分,通过聚聚氨酯弹性体材料由多元醇、二异氰酸酯等为氨酯
4、分子链上的亲水基团传递到低湿度一侧,但其原料合成,具有独特的嵌段分子结构,可通过调节聚呼吸性一般相对微孔结构而言较差。ShirlyInstitute氨酯软硬段成分比例改变其弹性、硬度、亲水性等,研制出一种新型的聚氨酯薄膜及涂层,通过调节其根据需要设计出性能各异的产品。其制品具有无可亲水软段的比例及相对分子质量,它的水蒸气透过比拟的特性———独特的粘结性、润湿性、柔韧性、耐率与微孔材料可达到同一水平,从而控制与皮肤接磨性、光泽性等。基于以上优点,聚氨酯材料广泛用触的微环境的湿热平衡[3]。于高档织物涂层。并且,聚氨酯材料具有良好的生另外,其致密的结构可起到阻隔灰尘、细菌的作物相容性和血
5、液相容性,因此防水透气性聚氨酯薄用。膜及涂层在医疗方面的应用越来越广,可用作伤口2.3形状记忆聚氨酯敷料、外科手术服及保护性衣物、医用手套、医用覆形状记忆聚氨酯材料软段具有良好的结晶性,[1,2]盖物等。硬段聚集成微区起物理交联点的作用,控制形状记·2·聚氨酯工业第18卷忆聚氨酯的形状固定和恢复。在记忆温度上下,材3.2亲水性薄膜及涂层的加工工艺[7]料的湿气渗透性有显著差别。当聚合物加热时,与微孔型薄膜及涂层不同,亲水性薄膜及涂层微布朗运动变得十分活跃,导致分子间距离增大,可的透气性来自于聚氨酯分子结构的特殊性,因此其让水蒸气分子轻易透过聚合物膜,但没有大到让水制造方法可基本上沿用
6、以前的非透气性聚氨酯的加[5]滴通过的程度,因此同时具有透气和防水的目的。工工艺,只是需要针对不同的应用略作改进。[1]在相同条件下,形状记忆聚氨酯的湿气渗透性比一(1)干法涂层技术:将高粘度的聚氨酯溶液般的形状记忆聚合物材料(SMP)要高得多。聚氨酯直接或转移涂覆于织物基材上,当溶剂挥发后可形SMP的记忆温度具有可调性,在-30～70℃范围之成致密的涂层,制成涂层织物。但由于溶剂较贵,此间可依需要调节。若将形状记忆温度设计为室温,方法不经济。[12]材料会得到更广泛的应用。(2)熔融挤出成型:由于聚氨酯材料具有较高的熔融加工温度,因而许多亲水性薄膜及涂层均3防水透气聚氨酯薄膜及涂层
7、的加工工艺采用此法。熔融挤出又分为平挤薄膜挤出和吹塑薄防水透气薄膜及涂层自20世纪60年代问世以膜挤出。平挤薄膜挤出可控制膜的厚度在几微米到来,已开发出多种生产技术。几毫米之间,其优点在于可提高膜的厚度精度并得到较厚的薄膜,也可控制聚氨酯的结晶程度。吹塑3.1微孔型薄膜和涂层的加工工艺(1)溶剂/非溶剂法[8]:选择合适的溶剂配制聚薄膜工艺比平挤薄膜挤出更经济,因为吹塑膜的吹胀比容易控制,根据设计好的模型直径,膜宽度可调氨酯溶液,浇注到织物基材表面制成内部
