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改性PTFE膜及其层压织物的研制

来源:路林凤 浏览 82 次 发布时间:2022-12-20

【摘要】:集多功能于一体的PTFE微孔膜防水透湿层压织物在防护服领域具有明显的优势,受到了广大消费者的青睐,一直以来都是人们研究的热点。本文首先采用高温处理法对PTFE膜进行改性与优选,制得具有较强疏水性和黏附性的PTFE膜,解决了其疏水性和黏附性不能兼得的难题;接着,对高密涤纶织物进行不同温度的压光处理并进行性能测试与优选;最后,将PTFE膜与高密涤纶织物进行复合制得层压织物,对复合工艺进行了优化,并对相关的性能进行了测试与分析,主要探讨了高温改性对PTFE膜黏附性的影响及热压工艺对最终织物性能的影响,这可为以后层压织物的设计开发工作提供理论依据和合理化建议。


主要内容与结论如下:PTFE微孔膜经过高温改性后,浸润性和黏附性发生了显著的变化。使用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和示差扫描量热仪(DSC)对改性前后PTFE膜的形貌结构、粗糙度和结晶度进行测试表征,借助光学视频接触角测量仪和DCAT 21表/界面张力仪研究了PTFE膜表面的浸润性和黏附性。结果表明,随温度的升高,接触角呈递增的趋势,黏附性亦有相同的规律;结晶度和表面粗糙度随着改性温度的升高而减小。对PTFE膜进行初步的筛选,把改性温度260℃、320℃和380℃的膜作为层压织物的里层。对高密涤纶织物进行不同温度的压光处理,得到12种不同织物。借助电脑式织物透湿仪、织物渗水性测定仪和自制滚动角测量仪等,对上述织物进行了测试与表征,研究了定型与压光温度对高密织物润湿、黏附性的影响。结果表明,接触角随着定型温度与压光温度的升高有先增大后减小的趋向。


以接触角、黏附力、透湿性和耐水压等作为参考指标进行优选,在定型温度150℃、压光温度180℃的工艺条件下制备的高密涤纶织物为最佳选择。另外,通过对织物进行不同温度的收缩整理,来进一步研究孔径对润湿、黏附性的影响。将较优的PTFE膜与高密涤纶织物进行复合制得层压织物,通过剥离强力的测试来确定最优的改性PTFE膜。控制不同的上胶量、热压温度、热压压力等参数来探究层压工艺对制品性能的影响,进而对工艺进行了优化,并探讨了黏附性和层压工艺的联系。


结果表明,经过260℃的高温改性后的PTFE膜是层压织物的最佳选择;热压温度100℃、热压压力0.3 MPa及上胶量31.8 g/m2是制备PTFE膜复合织物的最优层压工艺;材料黏附性越强,粘结得越牢固,在粘结牢度相同的情况下,可以使用更少的上胶量,这样就会较少地堵塞制品内部的空隙,有利于透湿功能的实现,并且最终织物的手感、悬垂性更加优异。在最优条件下制得的PTFE层压织物具有优异的防水透湿性能,透湿量达5108g/(m2·24h),同时具有良好的手感和悬垂性,适用于功能防护服装领域。