防水透湿织物的展望

    1985 年 10 月 , 美国军队设立了专门的 ExtendedCold Weather Clo thing System(ECWCS)项目 ,即扩展冬季军服系统。将轻便的防水透湿织物定为扩展冬季军用服装, 以逐步取代现行军用棉衣 ,其中Gore-Tex 层压织物是惟一达标的防水透湿产品。

    实验室试验结果表明, 我军自行研制的PTFE层压织物在某些性能上已超过 Gore-Tex织物,达到国际先进水平。在 -32 ℃、5 km 急行军试穿试验中 , 我们发现 PTFE 层压织物柔软性明显优于 PU 涂层织物。虽然在实验室检测PU 涂层织物透湿性优于PTFE层压织物, 但现行军队PU涂层织物的里层有结冰现象, 而PTFE层压织物则没有, 这是因为较低的温度不仅影响聚合物的自由体积, 而且也影响蒸汽分子扩散的动能。虽然随着温度下降, PTFE 层压织物和 PU 涂层织物的蒸汽扩散阻力都明显增加 ,但后者增加的更为显著, 因此造成服装内的结冰现象。这也是国外在冬季极寒地区大量采用Go re-Tex 织物, 而很少采用 Sympatex 织物的原因所在 。

    从2000年起 ,美军设立了第二代扩展冬季军服系统。对防水透湿织物的防水 、透湿 、耐用 、低温柔软性 、抗污染性等指标提出了更高的要求。如防水性能从 240 kPa 提高到 276 kPa(牧林法)、透湿性能从 400 g/m2·24 h 提高到 600 g/m2·24h(美国标准测试法 ASTME —1996 Procedure B正相杯法)、耐用性能从 5 次洗涤循环提高到 20次 、低温柔软性从-32 ℃提高到-40 ℃、抗污染性能从人造汗液提高到包括驱虫剂、机油、柴油 、武器油 、飞机油等。此类防水透湿服装的重量只有现行冬季军服的 50 %左右 ,而使用温度范围却大大增加,可从-50 ℃～ 20 ℃。

    另一方面, 防水透湿服装也在向个性化、最优化方向发展,例如,对于防水(液)等要求高的各类军用 、防护服等, 主要采用层压织物或涂层织物;对于舒适要求高(手感、透湿)的普通服装,主要采用高密织物;对于防风为主的服装 ,织物的耐水压要求可以低些 。总之 , 可在满足服用者性能要求的基础上 ,灵活选用 、设计防水透湿织物的种类与性能 ,降低成本 。

    展望未来, 防水透湿织物性能提高与产品开发的研究将主要从三个方面展开:一是随着高分子材料的发展, 采用新型的互穿网络聚合物、离子型聚合物、 高度支化聚合物、 枝状聚合物(Dentrimer)等材料研制各种类型的含有化学微孔的防水透湿薄膜。二是随着加工设备的不断更新,研究从物理形态方面提高防水透湿织物的性能,如开孔率更高、孔隙更均匀、厚度更薄的防水透湿薄膜以及这些薄膜复合组成的各种功能的双组分 、多组分薄膜;各种不同结构、细度、性能的纱线织成的不同组织 、表面形态的高密防水透湿织物。三是结合防水透湿织物的特性, 研制各类特种或功能防水透湿织物。对于聚四氟乙烯微孔薄膜层压复合织物, 由于 PTFE 材料具有极优异的耐化学腐蚀性、低表面能、阻燃性能, 加上薄膜的微孔结构又使其更具有优越的防水(液)透湿性,可作为防护有毒化学物质和其他恶劣环境的理想材料 ,因此最适合防水透湿阻燃、防生化和防毒等复合织物的开发;而各种功能性聚氨酯的开发及其在纺织上的应用, 对改善织物舒适性 、克服环境污染等具有重要的意义。