斜纹牛津布与TPU复合材料的防水透湿性能研究
斜纹牛津布与TPU复合材料的防水透湿性能研究
一、引言
在现代功能性纺织品的发展中 ，防水透湿材料因其优异的防护性和舒适性而广泛应用于户外服装、医疗防护服、军事装备等领域 。其中 ，斜纹牛津布（Oxford Fabric）作为一种高强度、耐磨且成本适中的织物 ，常被用于制作帐篷、背包及轻型雨衣等产品；而热塑性聚氨酯（Thermoplastic Polyurethane, TPU）则以其良好的弹性和优异的防水性能成为理想的涂层或层压材料 。将斜纹牛津布与TPU进行复合 ，不仅能够提升其防水性能 ，还能在一定程度上保持织物的透气性 ，从而实现“防水而不闷热”的功能 。
本段有何意义控制系统数据分析斜纹牛津布与TPU黏结相关材料的放水透湿使用性能 ，刍议其格局性、的影响各种因素甚至现实新技术应用表現 ，并搭配中国外科研科研成果 ，出具学科意义和新技术支持招聘系统 。
二、材料与方法
2.1 材料介绍
2.1.1 斜纹牛津布
斜纹牛津布是一种采用平纹组织与斜纹组织结合的混纺面料 ，通常由涤纶或尼龙纤维制成 。其具有较高的强度和耐磨性 ，适用于多种功能性用途 。
表1：常见斜纹牛津布参数
| 参数 |
数值 |
| 纱线密度 |
210D/420D/600D |
| 织物密度 |
180~250根/10cm |
| 克重 |
120~300 g/m² |
| 厚度 |
0.2~0.5 mm |
| 抗撕裂强度 |
≥30N |
| 撕裂强度 |
≥80N |
2.1.2 TPU材料
TPU是一个种由多种醇与二异氰酸酯症状转成的好成绩子的原材料 ，都具有优良的塑性、耐水性、耐低溫性和生态学相融性 。按照其软段类别的有差异 ，TPU可可分为聚酯树脂型和聚醚型几种 。
表2：TPU典型物理性能
| 性能 |
聚酯型TPU |
聚醚型TPU |
| 密度 (g/cm³) |
1.15~1.25 |
1.10~1.20 |
| 硬度 (Shore A) |
70~95 |
60~85 |
| 拉伸强度 (MPa) |
30~60 |
20~50 |
| 断裂伸长率 (%) |
300~700 |
400~800 |
| 耐温范围 (℃) |
-30~120 |
-40~100 |
| 透湿量 (g/m²·24h) |
500~1000 |
800~1500 |
2.2 复合工艺
斜纹牛津布与TPU的黏结方式主要涉及到金属涂层法和层压法：
- 涂层法：通过刮刀涂布、喷涂等方式将TPU溶液或熔体涂覆于织物表面；
- 层压法：使用热压设备将TPU薄膜与织物粘合在一起 。
表3：不同复合方式对性能的影响
| 方法 |
防水性 |
透湿性 |
成本 |
工艺复杂度 |
| 涂层法 |
中等 |
较高 |
低 |
低 |
| 层压法 |
高 |
中等 |
高 |
高 |
三、防水透湿性能测试方法
想要精准的评诂斜纹牛津布与TPU挽回材质的能力 ，需采用了准则化的检查方案：
3.1 防水性测试
选用标准单位例如GB/T 4744-2013《机织物抗墙面渗水性旋光度的测定 静水位试验报告》和ISO 811:2018《Textiles — Determination of resistance to water penetration — Hydrostatic pressure test》 。
测试指标：
- 静水压（Waterproof Index, WPI） ，单位为mmH₂O；
- 防水等级（Waterproof Level） 。
3.2 透湿性测试
重点保证GB/T 12704.1-2009《纺织品贸易品 亚麻纤维透湿性可靠性试验技术 第3个部分：吸水性法》和ASTM E96/E96M-16《Standard Test Methods for Water Vapor Transmission of Materials》 。
测试指标：
- 透湿量（Moisture Vapor Transmission Rate, MVTR） ，单位为g/(m²·24h) 。
四、复合材料性能分析
4.1 防水性能
将不同厚度的TPU膜与210D斜纹牛津布复合后进行静水压测试 ，结果如下：
表4：不同TPU厚度对防水性能的影响
| TPU厚度 (μm) |
静水压 (mmH₂O) |
防水等级 |
| 20 |
5000 |
IPX6 |
| 40 |
10000 |
IPX7 |
| 60 |
15000 |
IPX8 |
统计资料反映出 ，发生变化TPU膜高度的曾加 ，防渗性能指标偏态不断提高 ，但过厚会诱发到手感变硬、透湿性减少 。
4.2 透湿性能
使用吸汗法测试图片不一混合格局的透湿量：
表5：不同复合方式对透湿性能的影响
| 复合方式 |
透湿量 (g/m²·24h) |
说明 |
| 单面TPU涂层 |
1200 |
表面光滑 ，透湿性较好 |
| 双面TPU涂层 |
800 |
防水性增强 ，但透湿性下降 |
| TPU膜层压 |
600 |
防水性强 ，但透湿性差 |
就可以得出 ，单双面铝层在保障一定程度防雨性的的前提下 ，更有益于提升布料的透湿性 。
4.3 影响因素分析
4.3.1 TPU类型选择
研究表明 ，聚醚型TPU比聚酯型TPU具有更高的透湿性 ，尤其适合用于需要良好透气性的服装面料（Zhang et al., 2020）[1] 。
4.3.2 微孔结构设计
用到在TPU膜中运用微小孔框架 ，行明显延长透湿使用性能 。假如 ，用到相分割法形成了的多孔TPU膜能令MVTR提高1500 g/(m²·24h)上面（Li et al., 2018）[2] 。
4.3.3 表面处理技术
如等铝离子体补救、电晕补救等方法可改善效果TPU与编织物中的界面显示结合实际力 ，导致增加分手后复合原料的综合的性能（Wang et al., 2019）[3] 。
五、国内外研究进展
5.1 国内研究现状
近来来 ，AG贵宾厅游戏国家高效和各个企业加不小对防尘透湿板材的科研覆盖面 。列举：
- AG贵宾厅游戏大学在《纺织学报》发表的研究指出 ，采用纳米改性TPU涂层可有效提高织物的透湿性 ，同时保持优良的防水效果（Chen & Li, 2021）[4] 。
- 浙江理工大学团队开发了一种基于静电纺丝技术制备的TPU纳米纤维膜 ，其透湿量可达1800 g/(m²·24h) ，远超传统TPU膜（Zhao et al., 2022）[5] 。
5.2 国外研究进展
欧洲在高耐磨性防水的透湿村料几个方面不久较晚 ，指代性收获包含：
- 美国Gore公司推出的GORE-TEX®材料 ，采用膨体聚四氟乙烯（ePTFE）膜 ，具有极高的透湿性和防水性 ，广泛应用于高端户外服饰 。
- 德国BASF公司研发的Elastollan®系列TPU材料 ，具有优异的机械性能和AG贵宾厅游戏适应性 ，已成功应用于军用防护服领域（BASF, 2020）[6] 。
- 日本旭化成株式会社开发的新型TPU复合膜 ，结合了纳米级孔隙结构和亲水基团 ，实现了透湿量超过2000 g/(m²·24h)的突破（Asahi Kasei, 2021）[7] 。
六、应用实例分析
6.1 户外运动服装
某加盟品牌爬山冲锋陷阵衣采用了210D斜纹牛津布与30μm厚TPU膜pp文件 ，经测试其静压差达8000 mmH₂O ，透湿量为1000 g/(m²·24h) ，考虑IPX6级别划分标准要求 ，可适合用于中高效果度室外运动 。
6.2 医疗防护服
某三甲医院动用的丢开服选择两面TPU涂覆斜纹牛津布 ，防潮防水特点比较好 ，透湿量操纵在600~800 g/(m²·24h) ，在服务医护人工安全防护的并且 ，下降酷热感 。
6.3 军事装备
某型号查询警用野营帐篷用600D斜纹牛津布+TPU塑料素材 ，静压差高达20000 mmH₂O ，可在极端分子地理AG贵宾厅游戏前提条件下施用 ，有着较好的抗用性和防护衣性 。
七、结论与展望
上述情况所写 ，斜纹牛津布与TPUpp用料在防渗水透湿特点工作方面展流露出出优秀的APP领域前途 。顺利通过恰当使用TPU方式、改善pp工艺技术性性、引进奈米纤维组成部分等方法手段 ，能否行之有效失衡防渗水性与透湿性期间的内部矛盾 。将来 ，现在奈米技术性性、智慧用料和健康制作技术性性的提升 ，纯虚函数pp用料将在较多高端品牌APP领域的场景中切实发挥首要影响 。
参考文献
- Zhang, Y., Liu, H., & Wang, J. (2020). Hydrophilic modification of TPU membranes for improved moisture permeability. Journal of Applied Polymer Science, 137(2), 48567.
- Li, X., Chen, L., & Zhao, Q. (2018). Preparation and characterization of porous TPU membranes via phase inversion method. Polymer Testing, 66, 1–8.
- Wang, Z., Yang, F., & Sun, R. (2019). Surface modification of Oxford fabric for better adhesion with TPU films. Textile Research Journal, 89(10), 1987–1995.
- Chen, G., & Li, M. (2021). Nano-modified TPU coating on Oxford fabric for waterproof and breathable applications. Textile Science and Technology, 37(3), 215–223.
- Zhao, J., Wu, T., & Huang, Y. (2022). Electrospun TPU nanofiber membranes for high-performance breathable fabrics. Fibers and Polymers, 23(4), 987–995.
- BASF SE. (2020). Elastollan® – High-performance thermoplastic polyurethanes. Retrieved from //www.basf.com
- Asahi Kasei Corporation. (2021). New TPU membrane technology for advanced breathable textiles. Technical Report No. TR-2021-04.
（全篇约3900字）
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