TPE薄膜的特點(diǎn)和應(yīng)用

TPE可以通過擠出形成自支撐膜，用于服裝面料的復(fù)合。TPE薄膜可以起到保護(hù)作用，同時(shí)允許氣體的流通-這個(gè)指標(biāo)可通過透氣率（WVT，WATER-VAPER-TRANSMISSION）進(jìn)行衡量。通常商業(yè)化用于發(fā)展防水透濕薄膜的方式是微孔形式的，如膨脹拉伸PTFE薄膜（GORE TEX），各種聚烯烴薄膜以及濕法聚氨酯等。在面料用途中，TPE無孔薄膜具有應(yīng)用上的優(yōu)勢(shì)，如耐磨性和物理性能等。薄膜復(fù)合在織物上時(shí)，小分子如水蒸汽可以通過溶解/擴(kuò)散方式通過薄膜。“可呼吸”聚合物是指那些對(duì)水蒸汽具有高的透過率的材料，而不是指對(duì)氧和二氧化碳等空氣成分具有透過作用的材料，一般說來，聚合物中活性成分越高，透過率就越高。

水汽分子在密實(shí)薄膜中的傳輸行為一般是通過分子擴(kuò)散來進(jìn)行的（參考吸收-擴(kuò)散模型），利用兩側(cè)的蒸汽壓差產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力。為了降低傳遞阻力，薄膜應(yīng)具有高滲透性和低的厚度，但從薄膜物理性能方面考慮，薄膜厚度并非越低越好。

微氣候（MICROCLIMATE）動(dòng)力學(xué)

Microclimate在皮膚和薄膜之間的重要參數(shù)是溫度和濕度。為了維持穩(wěn)定的體溫和Microclimate和環(huán)境之間的熱動(dòng)力學(xué)平衡（作為舒適的定義）。人體活動(dòng)產(chǎn)生的熱應(yīng)該等于耗散給環(huán)境的熱量。熱損失的主要原理，特別是在身體活動(dòng)的時(shí)候，主要是水的蒸發(fā)和蒸汽向環(huán)境的運(yùn)送。

在身體活動(dòng)的時(shí)候，人體每小時(shí)800克的水蒸發(fā)量，對(duì)應(yīng)的熱量損失是1800KJ，約80%所產(chǎn)生的熱量。Figure 2 and Table I顯示出WVT對(duì)環(huán)境條件的依賴和隔膜兩側(cè)的溫度梯度。

TPE 化學(xué)

有很多因素影響聚合物的滲透率和呼吸性能。例如，材料的本質(zhì)親水性，結(jié)晶性，填料含量都能影響的聚合物對(duì)蒸汽的傳遞。TPE經(jīng)常被用于醫(yī)學(xué)材料的是AB結(jié)構(gòu)惡毒多段共聚物。具有酰氨，氨酯，酯基硬段的彈性體材料通常提供可用的機(jī)械性能，使得他們成為可以用于制造薄膜。通過操縱TPE分子的骨架以改進(jìn)滲透率，如-通過整和親水成分以正家聚合物與水的親和力。

在分段的TPE材料中，滲透主要發(fā)生于橡膠態(tài)，彈性的軟段相而不是通過硬段相進(jìn)行。因此，滲透性能與硬段含量的變化呈反對(duì)應(yīng)。通常，軟段含量主要決定水汽滲透性。

軟段：

基本的用于TPE薄膜的聚醚軟段主要是PEO和PEG或PPO/PEO共聚物，但PTMG也有使用。*的PPO鏈段基本上不用于透汽性TPE中。通常是不同軟段的混合物用于平衡物理性能：如PEO更親水，而PTMG機(jī)械性能而且不像前者那般膨脹。增加CH2/O2 的比例降低軟段和硬段的相容性。

親水鏈段的分子量與其他基于聚醚的TPE在同一個(gè)數(shù)量級(jí)內(nèi)，既（600–4000 g/mol）。

PEO合成的TPE具有zui高的透汽率，接近的親水材料如纖維素和*。使用PEO的一個(gè)缺點(diǎn)是膜表面太粘。根據(jù)吸收-擴(kuò)散模型，透汽性是滲透物量和擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)速度的函數(shù)。高的鏈段運(yùn)動(dòng)，通過玻璃態(tài)溫度證明所有的PEO軟段的是0°C，這就允許高的擴(kuò)散系數(shù)。通常認(rèn)為高的濕氣透過率與連續(xù)的軟段相有關(guān)系。水的吸收與軟段PEO的含量高度相關(guān)，也與軟段分子量有關(guān)系。增加軟段分子量同時(shí)提高水吸收率，據(jù)信是與軟段和硬段的分離程度有關(guān)。低分子量的軟段通常得到物理性能強(qiáng)的薄膜。高分子量軟段行成更明顯的PEO微區(qū)，但硬段減弱，能夠吸收大量的水。水吸收量的增加通常顯示出的指數(shù)增加，這可通過物理交聯(lián)的進(jìn)行解釋。這些交聯(lián)給出了親水微區(qū)的膨脹限度。Figure 6給出了綁定水和吸收水的說明：低PEO含量時(shí)，吸收水被綁定在PEO鏈段上；一定PEO含量以上，自由水增加。

硬段： 透汽性TPE薄膜的熔點(diǎn)主要是有硬段類型決定。高的熔融溫度期望用于高溫工藝以提供熱穩(wěn)定性，如壓膜，防水織物，壓合膜。PA12在其重復(fù)單元上具有12個(gè)碳，達(dá)多數(shù)TPU硬段提供175°C或以下的熔點(diǎn)，而一些聚酯型TPE的熔點(diǎn)高達(dá)200°C。一系列重要的物理性能如拉伸強(qiáng)度，耐磨性也主要是由硬段決定的，例如結(jié)合含氮的PA12和TPU硬段的薄膜通常較強(qiáng)。

薄膜的制造

當(dāng)前zui普遍用于制造可呼吸薄膜的技術(shù)是溶液澆注和熔融擠出。TPE薄膜的熱塑性本質(zhì)使得他們能利用適當(dāng)溶劑進(jìn)行溶液澆注。雖然TPU經(jīng)常采用MEK或其他溶液，發(fā)現(xiàn)合適的溶劑用于PEBA和PEE仍然是個(gè)問題。親水型TPU，例如，可能從粘稠的溶液澆注得到。在溶劑蒸發(fā)后，可得到密實(shí)的膜。通過控制相分離，也可以得到溶液沉積成非溶劑多孔膜。溶液工藝通常比擠出工藝更貴。

熔融擠出是的成膜工藝。除了極軟的級(jí)別，大多數(shù)親水TPE適合于擠出.TPE材料的干燥很關(guān)鍵，因?yàn)椴牧蟽A向于吸收環(huán)境濕氣，而較高的濕氣含量可能導(dǎo)致不均勻的膜表面。膜能夠從熔體通過模頭直接成型或著通過圓口模吹膜。熔體通過模頭的量和和速度決定膜的zui終厚度。TPE必須體現(xiàn)出足夠的熔體強(qiáng)度以維持牽引。結(jié)晶現(xiàn)象可能發(fā)生在牽引結(jié)束后，以減少牽引定向和物理性能的不均勻。 TABLE III顯示出一個(gè)TPE 在機(jī)器方向和橫段方向的比較。

吹膜（Blown film）是成本zui低和zui有效的方式。由于TPE本身的性質(zhì)，需要特殊的設(shè)備。滑劑或抗粘劑經(jīng)常添加到本體樹脂中以促進(jìn)加工，特別是有利于比較薄的膜。添加劑有時(shí)候?qū)ν笟庑阅芫哂胸?fù)面影響，因?yàn)樗麄冏饔糜谀け砻?zui重要的濕氣吸收界面。吹膜成型通常比擠出成型得到的薄膜具有優(yōu)勢(shì)，對(duì)于透汽性能能進(jìn)行較好的控制。有時(shí)候，將幾種TPE材料混合在一起可以調(diào)整薄膜的性能以滿足特定應(yīng)用的須要。