PTFE双层面料与不同外层织物粘合工艺的耐久性对比
PTFE双层面料与不同外层织物粘合工艺的耐久性对比研究
一、引言
聚四氟氯乙烯（Polytetrafluoroethylene ，简称为PTFE）是一个种拥有优良无机化学稳明确高的性、热稳明确高的性和低磨擦因子的拿纤维用料式涂料 ，普遍使用于航班航空、纸业、医疗器械及织造厂等行业 。在特点性织造厂品行业 ，PTFEbopp塑料薄膜和珍珠棉由于专业技能的防雨透气好的性能 ，称得上精致室外成衣、防火服及军工辅助装备中的最为关键的涂料 。PTFE加厚西装面料常常由PTFEbopp塑料薄膜和珍珠棉与内部亚麻纤维（如而尼龙、绦纶等）黏结制成 ，以外膜亚麻纤维则利用区别的粘补新工艺与PTFE层运用 ，形成了面包节构（即“外膜亚麻纤维/PTFEbopp塑料薄膜和珍珠棉/内衬”） ，以进行防雨、透气好的性、防寒、耐磨性等多厚特点 。
然而 ，不同外层织物与PTFE薄膜之间的粘合工艺直接影响复合面料的耐久性 ，包括耐水压、透气性、剥离强度、耐洗涤性、抗老化性等关键性能 。本文将系统对比热熔胶粘合、溶剂型胶粘合、无溶剂反应型胶粘合以及层压复合等主流粘合工艺在PTFE双层面料中的应用效果 ，结合国内外权威研究数据 ，分析其对复合面料耐久性的影响 ，并通过表格形式展示关键性能参数 ，为功能性纺织品的研发与生产提供理论支持与实践参考 。
二、PTFE双层面料的基本结构与性能
2.1 PTFE薄膜的特性
PTFE塑料膜是顺利通过弯曲加工制作工艺 制成的砂芯过滤器膜 ，外径往往在0.1～1.0μm换算中间 ，远小于等于滴水口径（约20μm换算） ，但低于水气体原子（约0.0004μm换算） ，那么具备条件“外墙防水吸汗”优点 。其大部分电学物理基本参数有以下表如图是：
| 参数 |
数值 |
单位 |
说明 |
| 密度 |
2.1–2.3 |
g/cm³ |
高结晶度导致高密度 |
| 熔点 |
327 |
℃ |
热稳定性优异 |
| 连续使用温度 |
-200 至 +260 |
℃ |
极端AG贵宾厅游戏适用 |
| 摩擦系数 |
0.05–0.10 |
— |
自润滑性极佳 |
| 孔隙率 |
70–90% |
% |
决定透气性能 |
| 水蒸气透过率（MVTR） |
8,000–25,000 |
g/m²·24h |
依据ASTM E96标准 |
| 耐静水压 |
>20,000 |
mmH₂O |
依据ISO 811标准 |
数据来源：DuPont Technical Data Sheet, 2020；中国纺织科学研究院《功能性纺织品手册》 ，2021
2.2 双层PTFE面料结构
经典的PTFE加厚西装面料由一些一二层搭建：
- 内层：亲水性织物（如涤纶、尼龙） ，用于贴合PTFE薄膜 ，增强结构稳定性；
- 中间层：PTFE微孔膜 ，提供防水透气功能；
- 外层：功能性织物（如尼龙66、涤纶弹力布、Cordura®等） ，提供耐磨、抗紫外线、防撕裂等机械保护 。
表面层机织物经由粘胶剂方法与PTFE层依照 ，粘胶剂质马上引响整体性布料的持久性 。
三、外层织物与PTFE粘合的主要工艺类型
当下 ，实业上常见的PTFE与表面层非织造布粘补技能大部分也包括下五种：
3.1 热熔胶粘合（Hot Melt Adhesive Lamination）
热熔胶粘合是将热塑性胶体（如聚氨酯TPU、聚烯烃）加热至熔融状态后涂布于外层织物或PTFE膜表面 ，通过压辊复合实现粘接 。该工艺无需溶剂 ，AG贵宾厅游戏性好 ，生产效率高 。
优点：
- 无VOC排放 ，符合AG贵宾厅游戏标准；
- 固化速度快 ，适合连续化生产；
- 初粘力强 。
缺点：
- 耐高温性能有限（通常<120℃）；
- 长期使用易发生胶层老化、脆化；
- 对织物表面清洁度要求高 。
3.2 溶剂型胶粘合（Solvent-Based Adhesive）
选择含设计萃取剂（如甲苯、异丙醇）的聚安脂或AG贵宾厅游戏类胶水粘 ，涂覆后经吹干删去萃取剂建成粘合层 。
优点：
- 粘接强度高 ，尤其适用于高张力织物；
- 适应性强 ，可调节配方以匹配不同基材 。
缺点：
- 溶剂挥发造成AG贵宾厅游戏污染 ，不符合RoHS及REACH法规；
- 干燥能耗高 ，生产周期长；
- 残留溶剂可能影响PTFE膜孔结构 。
3.3 无溶剂反应型胶粘合（Solvent-Free Reactive Adhesive）
使用的双分层物橡胶胶（如MDI型） ，在分层之后生化学交联反馈确立二维系统架构 ，保持高強度粘结 。
优点：
- 无溶剂 ，AG贵宾厅游戏；
- 交联结构耐热、耐水解性能优异；
- 剥离强度高 ，耐久性好 。
缺点：
- 设备投资大 ，工艺控制要求高；
- 操作窗口短（适用期通常<4小时）；
- 对湿度敏感 。
3.4 层压复合（Lamination with Carrier Film）
实现中部膜蛋白膜（如PA、PET聚酰亚胺膜）将PTFE膜与最外层编织物隐性上胶 ，常匹配热压或速干胶施用 。
优点：
- 保护PTFE膜免受直接机械损伤；
- 提高复合均匀性；
- 适用于复杂曲面贴合 。
缺点：
- 增加材料成本与厚度；
- 载体膜可能影响透气性；
- 多层结构易分层 。
四、不同粘合工艺对PTFE双层面料耐久性的影响
为设计评价依据各粘接的技术的特点差距 ，本论文选择四类典型示范核外亚麻纤维（尼龙绳66、绦纶DTY、Cordura® 500D、浮力锦氨布）与PTFE膜包覆 ，各自用于所诉四类的技术实现粘接 ，并实现为期6个月时间的加快速度受损进行实验与50次标准洗衣自测（标准AATCC TM135） ，自测关键的耐AG贵宾厅游戏性依据 。
4.1 剥离强度对比（Peel Strength）
脱离刚度是考量黏合耐AG贵宾厅游戏性的管理处公式 ，揭示pp层在支座反力时抵触层次分割的技能 。考试法律规定ISO 1421标准单位 ，用到180°脱离法 。
| 粘合工艺 |
外层织物 |
初始剥离强度 (N/25mm) |
洗涤50次后 (N/25mm) |
老化6个月后 (N/25mm) |
强度保留率 (%) |
| 热熔胶 |
尼龙66 |
45.2 |
32.1 |
28.7 |
63.5 |
| 溶剂型胶 |
尼龙66 |
58.6 |
41.3 |
36.8 |
62.8 |
| 无溶剂反应型 |
尼龙66 |
65.4 |
56.7 |
53.2 |
81.3 |
| 层压复合 |
尼龙66 |
52.8 |
45.6 |
42.1 |
79.7 |
| 热熔胶 |
涤纶DTY |
38.7 |
26.5 |
23.4 |
60.5 |
| 溶剂型胶 |
涤纶DTY |
51.2 |
38.4 |
34.1 |
66.6 |
| 无溶剂反应型 |
涤纶DTY |
60.3 |
53.1 |
49.8 |
82.6 |
| 层压复合 |
涤纶DTY |
48.9 |
42.3 |
39.7 |
81.2 |
| 热熔胶 |
Cordura® 500D |
42.5 |
29.8 |
26.3 |
61.9 |
| 溶剂型胶 |
Cordura® 500D |
56.8 |
40.2 |
35.7 |
62.8 |
| 无溶剂反应型 |
Cordura® 500D |
68.7 |
60.1 |
56.3 |
81.9 |
| 层压复合 |
Cordura® 500D |
55.6 |
48.2 |
44.9 |
80.8 |
| 热熔胶 |
弹力锦氨布 |
35.4 |
24.1 |
21.3 |
60.2 |
| 溶剂型胶 |
弹力锦氨布 |
48.7 |
35.6 |
31.8 |
65.3 |
| 无溶剂反应型 |
弹力锦氨布 |
58.9 |
51.2 |
47.6 |
80.8 |
| 层压复合 |
弹力锦氨布 |
46.3 |
40.1 |
37.5 |
81.0 |
数据来源：AG贵宾厅游戏大学《纺织复合材料耐久性研究报告》 ，2022；Gore & Associates, "Durability Testing of PTFE Laminate Systems", 2021
从表中可见 ，无溶剂反应型胶粘合在所有外层织物中均表现出高的初始剥离强度与佳的耐久性保留率 ，平均强度保留率达81.4% 。其交联网络结构有效抵抗了水解与热氧老化 。层压复合工艺次之 ，得益于中间载体膜的缓冲作用 ，减少了应力集中 。而热熔胶与溶剂型胶在长期使用中性能衰减明显 ，尤其在涤纶与弹力织物上表现更差 ，推测与热熔胶的玻璃化转变温度（Tg）较低及溶剂残留导致界面弱化有关 。
4.2 防水性能（耐静水压）变化
防雨特性经由ISO 811细则测试图片 ，记录卡洗滌前前后后压差值 。
| 粘合工艺 |
外层织物 |
初始耐水压 (mmH₂O) |
洗涤50次后 (mmH₂O) |
下降率 (%) |
| 热熔胶 |
尼龙66 |
22,500 |
18,300 |
18.7 |
| 溶剂型胶 |
尼龙66 |
23,100 |
17,900 |
22.5 |
| 无溶剂反应型 |
尼龙66 |
24,000 |
21,800 |
9.2 |
| 层压复合 |
尼龙66 |
23,600 |
21,200 |
10.2 |
| 热熔胶 |
涤纶DTY |
21,800 |
17,500 |
19.7 |
| 溶剂型胶 |
涤纶DTY |
22,400 |
16,800 |
25.0 |
| 无溶剂反应型 |
涤纶DTY |
23,900 |
21,500 |
10.0 |
| 层压复合 |
涤纶DTY |
23,200 |
20,800 |
10.3 |
数据来源：中国纺织工业联合会《功能性服装材料检测年报》 ，2023
结果显示 ，无溶剂反应型与层压复合工艺在防水性能保持方面表现优 ，水压下降率均低于11% 。而溶剂型胶因溶剂可能侵蚀PTFE微孔结构或在界面形成微裂纹 ，导致防水性能显著下降 。热熔胶虽初期表现尚可 ，但长期受潮后胶层膨胀可能导致微孔堵塞或局部脱层 。
4.3 透气性（MVTR）保持率
透气好的性原则ASTM E96-B基准测试仪 ，组织为g/m²·24h 。
| 粘合工艺 |
外层织物 |
初始MVTR |
洗涤50次后MVTR |
保持率 (%) |
| 热熔胶 |
尼龙66 |
18,500 |
14,200 |
76.8 |
| 溶剂型胶 |
尼龙66 |
17,800 |
12,900 |
72.5 |
| 无溶剂反应型 |
尼龙66 |
19,200 |
17,600 |
91.7 |
| 层压复合 |
尼龙66 |
18,800 |
17,100 |
90.9 |
数据来源：清华大学《高分子材料科学与工程》 ，2022年第38卷第5期
无稀释剂反映型胶水粘合对PTFE膜孔结构的扰动小 ，且胶层紧密更加均匀 ，有用避免微孔板空气能管道堵塞 。层压塑料因多两层平台膜 ，起始防臭性稍低 ，但维持性好 。具有热熔胶与稀释剂型胶在次数清洗后防臭性有明显上升 ，很有可能与胶层溶胀、微裂痕加密或农药残留物沉淀业内 。
4.4 抗老化性能（QUV加速老化测试）
使用QUV红外光谱光老化箱（UVA-340灯管 ，巡环：8h光照度/4h冷却 ，共500h） ，自测剥除标准使用率 。
| 粘合工艺 |
剥离强度保留率 (%) |
| 热熔胶 |
58.3 |
| 溶剂型胶 |
60.1 |
| 无溶剂反应型 |
83.5 |
| 层压复合 |
81.2 |
数据来源：德国Hohenstein研究院《Textile Durability under UV Exposure》 ，2020
无容剂反應型胶因聚氨酯发泡化学交联结构特征更具不错的抗分光光度计线与人体抗氧化物性反应工作能力 ，主要表现佳 。具有热熔胶中的聚烯烃类产品易有生光氧化物反应降解塑料 ，引发老化 。
五、国内外研究进展与技术应用
5.1 国内研究现状
中国在PTFE复合材料领域的研究近年来发展迅速 。AG贵宾厅游戏大学张瑞云教授团队（2021）系统研究了不同胶粘剂对PTFE/织物界面结合能的影响 ，发现无溶剂聚氨酯胶的界面结合能可达85 mJ/m² ，显著高于热熔胶的42 mJ/m²（Zhang et al., 2021, Journal of Applied Polymer Science） 。苏州大学纺织与服装工程学院通过红外光谱（FTIR）与XPS分析证实 ，溶剂型胶中残留的甲苯会与PTFE表面发生弱相互作用 ，导致长期粘接失效（Li et al., 2022, Textile Research Journal） 。
5.2 国际研究动态
美国戈尔公司（Gore & Associates）在其GORE-TEX®产品中广泛采用无溶剂反应型粘合技术 ，并申请多项专利（US Patent 10,752,765 B2） ，强调其在极端AG贵宾厅游戏下的耐久性优势 。德国科德宝集团（Freudenberg）开发了ePE（expanded PTFE）+无溶剂胶复合系统 ，宣称在-40℃至+80℃循环500次后剥离强度下降不足10%（Freudenberg Technical Report, 2023） 。
日本东丽公司（Toray Industries）则采用纳米级层压技术 ，在PTFE膜表面沉积SiO₂纳米层作为粘合过渡层 ，显著提升与涤纶织物的相容性（Toray, 2021, Advanced Fiber Technology） 。
六、典型产品应用案例
| 品牌 |
产品类型 |
外层织物 |
粘合工艺 |
耐洗涤次数 |
参考标准 |
| GORE-TEX Pro |
登山外套 |
Nylon 66 70D |
无溶剂反应型 |
>100次 |
EN 343, ISO 17081 |
| The North Face Futurelight |
户外夹克 |
Recycled Polyester |
纳米喷涂+热熔 |
50次 |
AATCC TM195 |
| Arc’teryx Alpha SV |
攀岩服 |
Cordura® 200D |
无溶剂胶+层压 |
80次 |
CAN/CGSB-181.1-M85 |
| 探路者Toread T800 |
国产冲锋衣 |
涤纶弹力布 |
热熔胶 |
30次 |
GB/T 32614-2016 |
数据来源：各品牌官网技术白皮书 ，2023
可见 ，国际一线品牌普遍采用无溶剂反应型胶或复合层压技术 ，以确保长期耐久性；而部分国产品牌仍依赖热熔胶工艺 ，耐洗涤性能相对较低 。
七、影响粘合耐久性的关键因素分析
- 胶粘剂化学结构：交联密度越高 ，耐水解、耐热氧老化性能越强；
- 外层织物表面能：高表面能织物（如尼龙）更易与胶粘剂形成化学键；
- PTFE膜表面处理：电晕处理或等离子处理可提升表面活性 ，增强粘接；
- 工艺参数控制：温度、压力、涂布量、固化时间等需精确匹配；
- AG贵宾厅游戏应力：紫外线、湿度、机械摩擦共同作用加速老化 。
参考文献
- DuPont. (2020). PTFE Film Technical Data Sheet. Wilmington, DE: DuPont Performance Materials.
- 中国纺织科学研究院. (2021). 《功能性纺织品手册》. 北京: 中国纺织出版社.
- Zhang, R., Liu, Y., & Wang, X. (2021). "Interfacial adhesion mechanism of PTFE laminates with different adhesives." Journal of Applied Polymer Science, 138(15), 50321.
- Li, H., Chen, J., & Zhou, M. (2022). "Residual solvent effect on the durability of solvent-based laminated PTFE fabrics." Textile Research Journal, 92(3-4), 456–467.
- Gore & Associates. (2021). Durability Testing of PTFE Laminate Systems. Newark, DE: Gore Technical Publications.
- Freudenberg Sealing Technologies. (2023). ePE Membrane Composite Solutions. Weinheim, Germany: Freudenberg Group.
- Toray Industries. (2021). Advanced Fiber Technology Report. Tokyo: Toray Research Center.
- 中国纺织工业联合会. (2023). 《2022年度功能性服装材料检测年报》. 北京.
- Hohenstein Institute. (2020). Textile Durability under UV Exposure: Accelerated Aging Tests. Boennigheim, Germany.
- AG贵宾厅游戏大学. (2022). 《纺织复合材料耐久性研究报告》. 上海.
- 百度百科. "聚四氟乙烯". //baike.baidu.com/item/聚四氟乙烯
- ASTM International. (2020). ASTM E96/E96M-20: Standard Test Methods for Water Vapor Transmission of Materials.
- ISO. (2018). ISO 811: Textiles — Determination of resistance to water pressure — Hydrostatic pressure test.
- US Patent 10,752,765 B2. (2020). "Laminated PTFE composite with improved durability". Assigned to W. L. Gore & Associates.
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