Водонепроницаемые и влагопроницаемые свойства пленки ТПУ

Основная функциональностьПленка из термопластичного полиуретана (ТПУ)заключается в его исключительных водонепроницаемых и влагопроницаемых свойствах — он способен блокировать проникновение жидкой воды, одновременно пропуская молекулы водяного пара (пот).

1. Показатели и стандарты эффективности

1. Водонепроницаемость (стойкость к гидростатическому давлению):
   • Показатель: измеряет способность плёнки противостоять внешнему давлению воды, измеряемому в килопаскалях (кПа) или миллиметрах водяного столба (ммH₂O). Более высокое значение указывает на более высокую водонепроницаемость. Например, для обычной верхней одежды может потребоваться ≥13 кПа, а для профессионального снаряжения — ≥50 кПа.
   • Стандарт испытаний: обычно испытания проводятся по стандартам ISO 811 или ASTM D751 (метод определения прочности на разрыв). Этот метод заключается в непрерывном увеличении давления воды на одной стороне плёнки до появления капель воды на другой стороне, после чего регистрируется значение давления в этот момент.
2. Влагопроницаемость (паропроницаемость):
   • Показатель: измеряет массу водяного пара, проходящего через единицу площади плёнки за единицу времени, выражается в граммах на квадратный метр в сутки (г/м²/24 ч). Более высокое значение указывает на лучшую воздухопроницаемость и отвод пота. Как правило, значение, превышающее 5000 г/м²/24 ч, считается очень воздухопроницаемым.
   • Стандарт испытаний: Существуют два основных метода:
     • Метод вертикального стакана (метод осушителя): например, ASTM E96 BW. Осушитель помещается в стакан, герметично закрывается плёнкой, и измеряется количество поглощённого водяного пара при определённых условиях температуры и влажности. Результаты ближе к реальным условиям износа.
     • Метод перевёрнутого стакана (водный метод): например, ISO 15496. Вода помещается в стакан, который переворачивается и запечатывается плёнкой, после чего измеряется количество водяного пара, испаряющегося через плёнку. Этот метод более быстрый и часто используется для контроля качества.

2. Принцип работы

Водонепроницаемые и влагопроницаемые свойствапленка ТПУне достигаются за счет физических пор, а полагаются на действие на молекулярном уровне ее гидрофильных сегментов цепи:

• Водонепроницаемость: сама пленка плотная и не имеет пор; жидкая вода не может проникнуть сквозь нее из-за ее поверхностного натяжения и молекулярной структуры.
• Влагопроницаемость: полимер содержит гидрофильные группы (например, -NHCOO-). Эти группы «захватывают» молекулы водяного пара, испаряющиеся с кожи, изнутри. Затем, благодаря «сегментному движению» полимерных цепей, молекулы воды постепенно «передаются» изнутри во внешнюю среду.

3. Методы тестирования

1. Тестер гидростатического давления: используется для точного измерения предельного давления водонепроницаемости пленки или ткани.
2. Чашка для измерения влагопроницаемости: используется в камере с постоянной температурой и влажностью для измерения скорости проникновения паров влаги (MVTR) с использованием метода вертикальной или перевернутой чашки.

4. Приложения

Используя эти свойства,пленка ТПУявляется предпочтительным выбором для многочисленных высокотехнологичных приложений:

• Одежда для активного отдыха: ключевой компонент прочных курток, горнолыжной одежды и походных брюк, обеспечивающий сухость и комфорт любителям активного отдыха в ветреную и дождливую погоду.
• Медицинская защита: используется в хирургических халатах и ​​защитной одежде для блокировки крови и биологических жидкостей (водонепроницаемый), при этом позволяя поту, выделяемому медицинским персоналом, отводиться, снижая тепловой стресс.
• Одежда для пожаротушения и военной подготовки: обеспечивает защиту в экстремальных условиях, требуя устойчивости к огню, воде и химическим веществам, а также высокую воздухопроницаемость для сохранения мобильности и работоспособности.
• Материалы для обуви: используются в качестве водонепроницаемых вкладышей для носков (пинеток), чтобы сохранить ноги сухими в дождливую погоду, а также предотвратить накопление внутреннего тепла и влаги.

Подводя итог, можно сказать, что благодаря своей уникальной физической и химической структуре пленка ТПУ умело сочетает в себе, казалось бы, противоречивые требования «водонепроницаемости» и «дышащей способности», что делает ее незаменимым ключевым материалом в области высокопроизводительных текстильных изделий.