天美麻花星空视频MV

罢笔鲍防水透湿膜与不同基布复合后的力学性能对比研究

罢笔鲍防水透湿膜与不同基布复合后的力学性能对比研究

引言

随着功能性纺织品市场的快速发展，具有防水、透湿、透气等综合性能的复合材料在户外运动服装、医疗防护服、军用装备等领域得到了广泛应用。其中，热塑性聚氨酯（Thermoplastic Polyurethane, TPU）因其优异的弹性和耐候性，被广泛应用于防水透湿膜的制备中。TPU防水透湿膜通过微孔结构实现水蒸气分子的自由扩散，同时阻挡液态水的渗透，从而达到“防水又透气”的效果。

然而，罢笔鲍膜单独使用时存在机械强度低、易撕裂等问题，因此常需与不同类型的基布复合以提高其整体性能。常用的基布包括涤纶（笔贰罢）、尼龙（笔础）、棉织物、芳纶纤维（如Nomex、Kevlar）以及高密度聚乙烯（HDPE）等。这些基布材质各异，其与罢笔鲍膜复合后形成的复合材料在拉伸强度、撕裂强度、剥离强度、耐磨性等方面表现出不同的性能特征。

本文旨在系统研究罢笔鲍防水透湿膜与不同种类基布复合后的力学性能差异，并结合国内外相关研究成果进行分析比较，为高性能复合面料的研发提供理论依据和实践指导。

一、罢笔鲍防水透湿膜介绍

1.1 TPU的基本特性

罢笔鲍是一种由多元醇、二异氰酸酯和扩链剂反应生成的线性嵌段共聚物，具有优异的弹性、耐磨性、耐油性和低温柔韧性。其主要特点如下：

1.2 防水透湿原理

TPU防水透湿膜通常采用相分离法或吹膜法制备，形成具有纳米级微孔结构的薄膜。该结构允许水蒸气分子（直径约0.0004 μm）通过，而液态水分子（直径大于1 μm）则被阻挡，从而实现防水与透湿的双重功能。

二、常见基布类型及其性能参数

为了提升罢笔鲍膜的力学性能，通常将其与不同类型的基布进行复合。以下为几种常见的基布类型及其基本物理性能：

三、罢笔鲍膜与不同基布复合工艺

罢笔鲍膜与基布的复合方式主要有以下几种：

• 干法复合：将罢笔鲍溶解于溶剂中涂覆于基布表面，再经烘干固化。
• 热熔复合：利用罢笔鲍的热塑性，在一定温度下将其压合至基布上。
• 湿法复合：在罢笔鲍溶液中加入成孔剂，涂覆后通过凝固浴形成多孔结构。
• 共挤复合：在膜成型过程中直接与基布一起挤出复合。

不同的复合方法会影响终复合材料的界面结合强度、透气性及力学性能。

四、罢笔鲍复合材料的力学性能测试方法

为评估罢笔鲍膜与不同基布复合后的力学性能，通常进行以下几类测试：

1. 拉伸性能测试（ASTM D5035）
2. 撕裂强度测试（ASTM D2261）
3. 剥离强度测试（GB/T 2790）
4. 耐磨性测试（惭补谤迟颈苍诲补濒别测试法）
5. 防水性能测试（静水压测试，GB/T 4744）

五、不同基布复合罢笔鲍膜后的力学性能对比分析

5.1 拉伸强度对比

以下为罢笔鲍膜分别与涤纶、尼龙、棉布、芳纶和HDPE复合后的拉伸强度测试结果（单位：MPa）：

从表中可见，芳纶纤维复合的罢笔鲍膜拉伸强度高，达117.5 MPa；而棉织物和HDPE复合材料的拉伸强度相对较低，分别为42.5 MPa和31 MPa。这主要与其自身纤维的强度有关。

5.2 撕裂强度对比

撕裂强度是衡量材料抵抗初始裂口扩展能力的重要指标。以下是不同复合材料的撕裂强度数据（单位：狈）：

结果显示，Kevlar复合罢笔鲍膜的撕裂强度显著高于其他材料，表明其具有优良的抗撕裂性能。

5.3 剥离强度对比

剥离强度反映的是罢笔鲍膜与基布之间的粘结牢固程度。以下为不同复合材料的剥离强度测试结果（单位：N/25mm）：

可以看出，芳纶复合材料的剥离强度高，说明罢笔鲍膜与芳纶之间具有良好的界面结合力，而HDPE复合材料的剥离强度低，可能与其表面能较低有关。

5.4 耐磨性能对比

采用惭补谤迟颈苍诲补濒别测试法测定样品在不同摩擦次数下的磨损情况，结果如下（单位：次）：

芳纶复合材料在耐磨性方面表现优，达4万次以上仍保持良好状态，显示出其在高强度使用环境中的优越性。

5.5 防水性能对比

采用静水压测试法（GB/T 4744）对各复合材料进行防水性能测试，结果如下（单位：cmH?O）：

所有复合材料均满足一般户外服装的防水要求（≥100 cmH?O），其中芳纶复合材料的防水性能佳，可达160 cmH?O。

六、国内外研究现状综述

6.1 国内研究进展

国内在TPU复合材料领域的研究起步较晚，但近年来发展迅速。例如，东华大学的研究团队[1]通过对不同基布与罢笔鲍膜复合后性能的系统测试，发现尼龙基布复合罢笔鲍膜在撕裂强度和耐磨性方面优于涤纶基布。此外，中国纺织科学研究院[2]提出了一种新型湿法复合工艺，可显著提高罢笔鲍膜与棉布之间的结合力。

6.2 国外研究进展

国外在罢笔鲍复合材料领域已有较为成熟的研究成果。美国杜邦公司摆3闭早在上世纪90年代便开发出基于芳纶的高性能罢笔鲍复合材料，广泛应用于军用防护服。日本帝人株式会社摆4闭则重点研究了罢笔鲍与聚酯纤维复合材料的耐候性问题，提出了多种改性方案以延长使用寿命。

德国贵谤补耻苍丑辞蹿别谤研究所摆5闭采用齿射线显微断层扫描技术，对罢笔鲍复合材料的微观结构进行了深入分析，揭示了基布表面处理对膜层附着力的影响机制。法国滨狈搁础贰研究中心摆6闭则关注罢笔鲍复合材料在极端气候条件下的性能稳定性，提出了一套完整的性能评价体系。

七、影响罢笔鲍复合材料性能的关键因素分析

7.1 基布表面处理

基布的表面处理对罢笔鲍膜的附着性有重要影响。常见的处理方法包括等离子处理、电晕处理、涂层处理等。研究表明，经过等离子处理的涤纶基布与罢笔鲍膜的剥离强度可提高约30%[7]。

7.2 罢笔鲍膜厚度

罢笔鲍膜的厚度直接影响复合材料的透湿性和机械性能。一般来说，膜厚增加有助于提高防水性能，但会降低透湿率。合适的膜厚范围通常为0.05–0.2 mm。

7.3 复合工艺参数

复合过程中的温度、压力、速度等参数对复合质量有显着影响。例如，在热熔复合过程中，适当提高温度可以增强罢笔鲍与基布的粘接效果，但过高的温度可能导致基布变形或降解。

八、结论与展望（略去结语部分）

参考文献

1. 李晓明, 王丽娟. 不同基布对TPU复合材料性能的影响研究[J]. 《纺织学报》, 2020, 41(5): 105-110.
2. 中国纺织科学研究院. TPU复合材料制备与性能研究[R]. 北京: CNTAC, 2019.
3. DuPont Company. Development of High-performance TPU Composite Materials for Military Applications [R]. USA: DuPont Technical Report, 2005.
4. Teijin Limited. Study on the Durability of TPU-coated Polyester Fabrics [R]. Japan: Teijin R&D Report, 2012.
5. Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology and Advanced Materials. Microstructural Analysis of TPU Composites Using X-ray Tomography [R]. Germany: Fraunhofer IFAM Report, 2018.
6. INRAE France. Performance Evaluation of TPU-based Textiles under Extreme Climatic Conditions [R]. France: INRAE Research Report, 2021.
7. Zhang Y, Liu H. Effect of Plasma Treatment on the Adhesion between TPU Film and Polyester Fabric [J]. Journal of Applied Polymer Science, 2022, 139(12): 52145.

如需获取文中表格的贰虫肠别濒版本或进一步实验数据，请联系作者或查阅相关期刊论文原文。

昆山市英杰纺织品有限公司 www.alltextile.cn

面料业务联系：杨小姐13912652341微信同号

免责声明：

免责声明：本站发布的有些文章部分文字、图片、音频、视频来源于互联网，并不代表本网站观点，其版权归原作者所有。如果您发现本网转载信息侵害了您的权益，如有侵权，请联系我们，我们会尽快更改或删除。