PTFE/PU复合膜的透湿机理

  PTFE/PU共同拉伸膜具有优良的透湿性能。在PTFE/PU复合膜中PU的厚度对膜的渗透起到关键作用。PU层是一层密实的无孔薄膜。由于聚氨酯高分子具有亲和性基团，使高分子膜的表面具有对水分子较强的吸附作用。水分子先在PU膜上吸附溶解，然后扩散到PTFE膜表面，再依靠微孔透湿扩散到吸湿材料表面，其机理基本符合溶解-扩散模型。PU膜厚度是薄膜透湿的决定性影响因素，这一结论为生产工艺的控制提供了科学依据。

  郝新敏的博士论文中以PTFE/PU复合膜为对象研究了微孔和亲水致密型联合防水透湿织物的透湿机理，发现复合膜的透湿性与亲水PU致密膜接近，与PU膜厚度、温度及湿度等相关。PU层越厚，复合膜透湿量越小。渗透系数随膜厚度增大而增大，说明水汽分子在膜内浓度呈非线性分布。与水蒸气分子以单纯扩散形式透过薄膜机理不同，复合膜透湿过程是水分子先在致密膜上吸附溶解，然后扩散到PTFE膜表面，再依靠分子微孔透湿扩散到吸湿材料表面，其机理基本符合溶解-扩散模型。高分子膜在玻璃化温度以上时，链段开始运动，供这些运动的空间称为“自由体积”，即无定形高分子总体积中没有被分子链占据的那部分体积，它以微小的孔穴形式散布于高分子物里。聚氨酯弹性体的玻璃化温度一般都低于0℃。温度超过玻璃化温度以后，温度越高，链段越活跃，形成较大孔穴的概率就越高。借助于氢键和其他分子间的作用力，在高湿度一侧吸附水分子，水分子在膜内沿着孔穴向外传递扩散，到达聚四氟乙烯和聚氨酯界面，由于聚四氟乙烯膜是微孔的，湿气在膜的两侧形成浓度梯度，湿气可以通过微孔向外扩散。在微孔膜基础上亲水致密膜的厚度较薄就可以达到很高耐水压，这样透湿量会比常规致密膜大很多。

  对于在PU涂层剂中添加了汉麻秆芯超细粉体的PTFE/PU复合膜，在干燥情况下，汉麻秆芯粉收缩，在涂层的PU薄膜中出现微孔，因此水蒸气可及时排除；而在潮湿状态下，汉麻秆芯粉吸水膨胀，堵塞微孔，提高防水性能。