PTFE膜的运用及研发过程

PTFE膜的运用及研发过程户外运动是以自然环境为场地，带有探险性质的一组体育项目群，有攀岩、滑水、探险等多种运动形式。户外运动起源于欧洲，早的户外活动是为生存和发展而进行的活动，形式以采药、狩猎和战争为主，二战以后才逐渐发展成为休闲娱乐、提高生活质量的生活方式，20 世纪 80 年代初，户外运动被引入中国，并逐渐被人们接受，我国丰富多样的地貌和人民生活水平的不断提升为户外运动提供了有利的条件，促使了户外运动的迅猛发展，现在已成为大众性的生活选择之一。根据不同的运动项目，户外运动服装也有诸多种类和款式，如滑雪衫、冲锋衣、泳衣等，同时户外运动服装也需具有防风、防水、透湿、透气等多种功能，而 PTFE膜集众多性能于一身，经过近 40 年的不断创新，PTFE 膜层压复合面料已在户外运动服装上有大量应用，国内外知名户外运动服装品牌 rcteryx，The north face，Northland，Columbia 等均有使用。面料的热湿性能对 PTFE 膜户外运动服装在 2.5km/s 和 6km/s 的运动量下的热湿舒适性进行研究，建立了基于 PTFE 膜面料性能的热、湿性能的预测模型，不但简化了繁杂的物理指标测试，省略了着装实验过程，而且从热、湿舒适性两个方面对 PTFE 膜面料的研发制造进行理论指导，引导企业对 PTFE 膜面料的自主创新研发，为户外运动服装产业的发展起到带动作用，为国内企业从生产到研发创新型企业成功转型提供有力的支撑，从而为提高国内 PTFE 膜和户外运动服装企业在国际竞争力打下坚实的基础。PTFE 膜概述PTFE 是一种白色蜡状的直链晶形塑料，手感滑腻，结晶度高达 92%～98%，其观透明度随结晶度的提高而变差。PTFE 为非熔流性材料，热导率 0.25W/(m·K)，熔点 327℃，在熔点以上呈透明状，几乎不流动3]。其玻璃化温度为 126℃，相对密度为 2.1～2.3，吸水率小于 0.01%，伸长度为 13％，不粘、不燃。 PTFE 的化学分子结构式为：其中数均相对分子量 Mn ＝0.18×106～1.48×107。PTFE 分子中全部为 C-F 键，C 原子连接的 F 原子完全对称，C-F 键又以共价键相结合，组成一个稳定结构，从而具有较好的电绝缘性、热稳定性、耐化学腐蚀和耐大气老化性能。此外 PTFE 的吸水率小，临界面张力高达 1.85×10-2N/m，很难被普通液体润湿。1969 年，Gore 公司研制出 PTFE 微孔膜，孔径小于 0.2um，孔隙率达 80%以上，1971 年，Gore 公司将 PTFE 膜与织物复合生产出 Gore-tex 功能面料，并进行大规模生产。随后，Gore 公司将代产品推向市场4]，初的 PTFE 膜三层复合织物，外层是以涤纶或尼龙，中间层是 PTFE 微孔膜，里层是尼龙精编织物。近40 年来 Gore公司不断的研发和创新，使得 Gore-Tex 层压复合织物一直在运动服、防风服、防寒服、钓鱼服、军服、医用手术服等方面占据着主要市场5]。20 世纪 80 年代以后，我国才逐步开始对 PTFE 膜的开发。 Gore-tex 织物中 PTFE 膜的微孔尺寸形态、三维结构、分布状况等进行了测试和剖析，独立设计了国内条双向拉伸的PTFE 膜生产线6]。除总后外，我国还有许多公司和高校也对 PTFE 膜进行了研究，学通过与 Gore 公司合作，开发出一系列 PTFE 膜保暖材料类产品；将开发的 PTFE 膜做到较高的幅宽；香、中国学等也有诸多研究成果。afwehdgatwe