Đặc tính chống thấm nước và thoáng khí của màng TPU

Chức năng cốt lõi củaMàng polyurethane nhiệt dẻo (TPU)Điều này nằm ở đặc tính chống thấm nước và thấm ẩm vượt trội của nó - nó có thể ngăn nước dạng lỏng thấm vào trong khi vẫn cho phép các phân tử hơi nước (mồ hôi) đi qua.

1. Các chỉ số và tiêu chuẩn đánh giá hiệu quả hoạt động

1. Khả năng chống thấm nước (Khả năng chịu áp suất thủy tĩnh):
   • Chỉ số: Đo khả năng chống áp lực nước bên ngoài của màng phim, được đo bằng kilopascal (kPa) hoặc milimét cột nước (mmH₂O). Giá trị càng cao cho thấy khả năng chống thấm nước càng tốt. Ví dụ, quần áo ngoài trời thông thường có thể cần ≥13 kPa, trong khi thiết bị chuyên nghiệp có thể yêu cầu ≥50 kPa.
   • Tiêu chuẩn thử nghiệm: Thường được thử nghiệm bằng tiêu chuẩn ISO 811 hoặc ASTM D751 (Phương pháp độ bền nổ). Phương pháp này bao gồm việc liên tục tăng áp suất nước lên một mặt của màng cho đến khi các giọt nước xuất hiện ở mặt kia, và ghi lại giá trị áp suất tại thời điểm đó.
2. Khả năng thấm ẩm (Truyền hơi nước):
   • Chỉ số: Đo lượng hơi nước đi qua một đơn vị diện tích màng trên một đơn vị thời gian, được biểu thị bằng gam trên mét vuông trên 24 giờ (g/m²/24h). Giá trị càng cao cho thấy khả năng thoáng khí và thoát mồ hôi càng tốt. Thông thường, giá trị vượt quá 5000 g/m²/24h được coi là có khả năng thoáng khí cao.
   • Tiêu chuẩn kiểm tra: Có hai phương pháp chính:
     • Phương pháp cốc thẳng đứng (Phương pháp chất hút ẩm): ví dụ, ASTM E96 BW. Một chất hút ẩm được đặt trong cốc, được bịt kín bằng màng, và lượng hơi nước được hấp thụ dưới các điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cụ thể được đo. Kết quả gần với điều kiện mài mòn thực tế hơn.
     • Phương pháp cốc úp ngược (Phương pháp nước): Ví dụ: ISO 15496. Nước được cho vào cốc, sau đó úp ngược cốc và bịt kín bằng màng bọc, rồi đo lượng hơi nước bay hơi qua màng bọc. Phương pháp này nhanh hơn và thường được sử dụng để kiểm soát chất lượng.

2. Nguyên lý hoạt động

Tính chất chống thấm nước và thấm ẩm củaMàng TPUCác đặc tính này không đạt được thông qua các lỗ xốp vật lý mà dựa vào hoạt động ở cấp độ phân tử của các đoạn chuỗi ưa nước của nó:

• Chống thấm nước: Bản thân màng phim rất đặc và không có lỗ rỗng; nước lỏng không thể thấm qua do sức căng bề mặt và cấu trúc phân tử của màng phim.
• Khả năng thấm hút ẩm: Polyme chứa các nhóm ưa nước (ví dụ: -NHCOO-). Các nhóm này "bắt giữ" các phân tử hơi nước bay hơi từ da từ bên trong. Sau đó, thông qua "sự chuyển động từng đoạn" của chuỗi polyme, các phân tử nước được "truyền" từng bước từ bên trong ra môi trường bên ngoài.

3. Phương pháp thử nghiệm

1. Máy kiểm tra áp suất thủy tĩnh: Được sử dụng để đo chính xác áp suất giới hạn chống thấm nước của màng hoặc vải.
2. Cốc đo độ thấm ẩm: Được sử dụng trong buồng có nhiệt độ và độ ẩm không đổi để đo tốc độ truyền hơi ẩm (MVTR) bằng phương pháp đặt cốc thẳng đứng hoặc úp ngược.

4. Ứng dụng

Tận dụng những đặc tính này,Màng TPUĐây là sự lựa chọn ưu tiên cho nhiều ứng dụng cao cấp:

• Trang phục ngoài trời: Thành phần quan trọng trong áo khoác chống thấm, quần áo trượt tuyết và quần leo núi, đảm bảo sự khô ráo và thoải mái cho những người đam mê hoạt động ngoài trời trong điều kiện gió và mưa.
• Bảo vệ y tế: Được sử dụng trong áo choàng phẫu thuật và quần áo bảo hộ để ngăn máu và dịch cơ thể (chống thấm nước) đồng thời cho phép mồ hôi do nhân viên y tế tiết ra thoát ra ngoài, giảm căng thẳng do nhiệt.
• Trang phục huấn luyện chữa cháy và quân sự: Cung cấp khả năng bảo vệ trong môi trường khắc nghiệt, đòi hỏi khả năng chống cháy, chống nước và chống hóa chất, kết hợp với khả năng thoáng khí cao để duy trì sự linh hoạt và hiệu suất.
• Chất liệu giày dép: Được sử dụng làm lớp lót tất chống thấm nước (ủng) để giữ cho bàn chân khô ráo trong điều kiện trời mưa, đồng thời ngăn ngừa sự tích tụ nhiệt và hơi ẩm bên trong.

Tóm lại, nhờ cấu trúc vật lý và hóa học độc đáo, màng TPU khéo léo cân bằng giữa hai nhu cầu tưởng chừng như mâu thuẫn là “chống thấm nước” và “thoáng khí”, trở thành vật liệu chủ chốt không thể thiếu trong lĩnh vực dệt may hiệu năng cao.