温敏型防水透湿聚氨酯的研究进展及应用
2014-03-24律微波李金辉
当代化工 2014年3期
关键词:结构
赵 宁,李 冰,律微波,李金辉,彭 丹
(山东省科学院新材料研究所,山东省粘接材料重点实验室, 山东 济南 250014)
防水透湿性指涂层材料在一定的水压下不被水润湿并渗透,但水蒸汽却能自由透过,目前防水透湿材料已广泛用于军用、高档服装及医疗用织物中[1]。而温敏型防水透湿聚氨酯,其防水透湿性会在其临界转变温度Tc(即材料的软链段玻璃化温度Tg或结晶融熔温度Tm)上下发生明显变化,表现出明显的温敏特性:当外界温度高于 Tc时,分子微布朗运动骤然加剧,导致自由体积孔洞尺寸、自由体积急剧增大,分子间距离增大,水蒸气分子可透过聚合物膜,从而使透湿量迅速增加;而在 Tc以下时,分子微布朗运动减慢,分子链间排列紧密,阻止湿气的通过,透湿量减少。而在任何温度下,分子之间的孔隙远远小于小水滴的直径,小水滴无法透过聚氨酯膜,从而实现防水的目的。该类聚氨酯具有典型的嵌段结构,主链一般由柔性链段(软段)和刚性链段(硬段)嵌段而成,其软段为规整的线型结构,硬段为小分子扩链剂与二异氰酸酯形成的氨基甲酸酯基,易形成微相晶区而与软段产生微相分离。
温敏型防水透湿聚氨酯的透湿性受到温度的控制,其相转变温度可通过改变聚氨酯软段结构、链长、软段和硬段的比例等手段进行调节[2]。通过对聚氨酯分子结构的调整和设计,可获得具有不同响应温度(相转变温度)、性能各异的产品,其制品具有无可比拟的特性:独特的粘结性、润湿性、柔韧性、光泽性、耐磨性、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀、耐射线辐射、良好的生物相容性和血液相容性等。……
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