防水透氣面料的發(fā)展

防水透氣面料是一種新型的紡織面料，其成份由的高分子防水透氣材料(PTFE膜)加上布料復(fù)合而成。它具有防水，透濕，透氣，絕緣，防風(fēng)，保暖的功能，我們熟悉的戶外運(yùn)動裝就有很多是采用防水透氣面料為材料的 特種面料。
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也推動紡織業(yè)不斷向前發(fā)展，21世紀(jì)的服裝將向著穿著舒適化、功能化及回歸自然等方向發(fā)展。各種智能面料，功能面料得到廣泛的關(guān)注與發(fā)展。防水透氣面料就是其中之一。
防水透氣面料是指面料既能防雨防風(fēng)，又能排汗、透氣、穿著舒適，在穿著過程中使水在一定壓力下不浸透面料，而人體散發(fā)的汗液等卻能以水蒸氣的形式通過面料或傳導(dǎo)到外界，而不在人體表面與面料之間冷凝積聚，保持穿著者干爽、溫暖。 人們對穿著舒適性，功能性要求的不斷提高，促使我們采用各種新型技術(shù)來改善面料的各項(xiàng)性能，不同工藝、技術(shù)的復(fù)合是賦予面料新功能的主要手段，其中面料的涂層/層壓技術(shù)是重要的方法之一。
面料涂層/層壓是面料與高分子聚合物的復(fù)合，它不僅保留面料原有的功能，更增加了覆蓋層的功能，面料涂層/層壓技術(shù)給紡織業(yè)制造功能性面料提供了更多的可能性，大大拓寬了紡織品的用途，應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣，不僅使用于衣用紡織品的生產(chǎn)，而且其應(yīng)用擴(kuò)大到鞋業(yè)，民事或軍工制服，極端氣候條件下的服裝，防油布，帳篷，包裹等。
面料的防水透氣機(jī)理 面料的防水透氣機(jī)理有物理透濕和功能透濕，主要有以下四種方式：
一是利用水滴的最小直徑與水汽或空氣的直徑之間的差異來實(shí)現(xiàn)，既采用面料的經(jīng)緯交織間的孔隙或面料復(fù)合物的孔徑介于最小直徑與水汽或空氣的直徑之間，達(dá)到防水透氣的目的，基于這一原理設(shè)計(jì)的防水透氣的面料有超細(xì)高密面料、特高密度的棉面料等。這類面料的透濕類型屬于紗線間孔隙的自然擴(kuò)散。高密面料由于輕薄耐用，透濕性好，柔軟、懸垂性好，防風(fēng)，廣泛用于體育、戶外活動服裝上。主要缺點(diǎn)是防水性差，由于面料密度大，面料的撕裂性能差，紡紗必須特殊處理，生產(chǎn)成本高，加工困難。
二是采用微孔薄膜使薄膜微孔（微孔直徑大約在1nm）的孔徑介于水滴與濕氣之間，將薄膜與面料復(fù)合賦予面料防水透氣功能，如1。微孔高聚物薄膜可以與面料通過層壓或涂層工藝與面料復(fù)合從而賦予復(fù)合體防水透氣功能。微孔的產(chǎn)生有多種方式：可通過對薄膜的雙向拉伸產(chǎn)生微孔，也可在高聚物上填加填料（如陶瓷）使高聚物與填料之間形成孔隙，也可以通過相分離（聚氨酯的濕法）產(chǎn)生微孔，還可以機(jī)械方式利用打孔技術(shù)（如激光）使無孔膜產(chǎn)生空隙達(dá)到透氣的目的。

三是利用高聚物膜的親水成分提供了足夠的化學(xué)基團(tuán)作為水蒸氣分子的階石，水分子由于氫鍵和其它分子間力，在高濕度一側(cè)吸附水分子，通過高分子鏈上親水基團(tuán)傳遞到低濕度一側(cè)解吸，形成"吸附--擴(kuò)散--解吸"過程，達(dá)到透氣的目的，如2。親水成分可以是分子鏈中的親水基團(tuán)或是嵌段共聚物的親水組分；其防水性來自于薄膜自身膜的連續(xù)性和較大的膜面張力。利用薄膜與面料進(jìn)行層壓/涂層賦予面料防水透氣功能。

特種面料四是利用形狀記憶高聚物的特性，形狀記憶高聚物在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度區(qū)域，由于分子鏈微布朗運(yùn)動而使透氣性有質(zhì)的突變，而且其透氣性能隨外界溫度的變化而變化，即智能化功能，尤如人體皮膚一樣，能隨著外界溫濕度的改變而調(diào)節(jié)，如3。采用這種形狀記憶聚氨酯產(chǎn)生防水透氣面料可以采用無孔層壓/涂層方式，減少了由于微孔而在使用過程中產(chǎn)生微孔阻塞等缺點(diǎn)，更重要的是面料的透濕氣性能能隨著人體溫度的變化而變化，達(dá)到"智能"效果，使其適宜于各種條件下穿著。 1 微孔性透氣原理 4 形狀記憶pu透氣與溫度關(guān)系 2親水性透氣原理 低溫下分子間孔隙(Tg) 3 形狀記憶功能透氣原理 聚氨酯的發(fā)展及其在防水透氣紡織上的應(yīng)用 用于防水透氣面料的高聚物起初有聚氯乙烯（PVC），聚乙烯，聚氯丁橡膠和其它各種合成橡膠等，由于其透濕氣性能差，穿著此類服裝活動時，大量汗液無法以水蒸氣形式排出，在服裝內(nèi)部形成冷凝水，人體有粘濕、發(fā)悶等不舒適感，雖然有良好的防水性能，但服用性能有待于進(jìn)一步提高。后來發(fā)展的聚四氟乙烯層壓薄膜，熱塑性聚氨酯（TPU）的涂層和層壓面料具有良好的透濕氣性能，發(fā)展也最快，尤其是熱塑性聚氨酯材料具有良好的耐磨性、抗化學(xué)及水解性、防蟲蛀，發(fā)霉、耐低溫性、易著色、工藝操作選擇范圍大等優(yōu)點(diǎn)，不管是在應(yīng)用的范圍，還是在自身性能的改善等方面都得到極大的發(fā)展。 不同類型的防水透氣聚氨酯 聚氨酯用于面料的涂層整理，不僅在原料類型上還是在生產(chǎn)工藝上都有不同形式，根據(jù)防水透氣的原理可生產(chǎn)出各種各樣的防水透氣產(chǎn)品。聚氨酯涂層劑有溶劑和水分散兩大類，其中溶劑型又有單組分與雙組分之分，不同類型的涂層劑有不同涂層工藝選擇。 1 微孔聚氨酯 孔性涂層主要是使聚氨酯在成膜過程中形成微孔，這些孔隙直徑小于2mm，能阻止水滴（平均直徑100mm），卻允許水蒸氣分子（平均直徑0.0004mm）通過，從而獲得防水透氣性。產(chǎn)生微孔的方式有：泡沫法，相分離法，相轉(zhuǎn)化法三種方式。