防水透湿织物的防水透湿机理和测试指标

防水透湿织物water－proof moisture permeating fabrics

1.防水透湿机理
防水和透湿是两种相反的功能，从表面上看似乎是矛盾的，但根据织物结构，再通过一定的加工方式可以取得一致。从织物结构上看，雨滴的直径约为100～300μm，人体散发的水蒸气分子的直径约为4×10－4μm，所以只要织物中孔隙的直径控制在水气分子可通过，而水滴不能通过的范围内，便可起防水透湿的作用。
4 C7 X$ f5 n0 `% ~: ?) D8 W①防水性，织物阻止水的渗透，取决于织物表面能的大小和织物的结构，当织物表面能低于水时，因水的内聚力的作用使其成呈珠状，从而使织物具有防水性能。由于织物为多孔质材料，具有芯吸性，不能阻止水的渗透，需采用防水整理等方法，使其表面能低于水，从而使织物具有拒水性。
②透湿性，水蒸气分子透过织物的多少与微孔的数目有关，通常用孔隙率和透过率来表示。孔隙率为空隙空间占织物总体积之比，而透过率是用水蒸气通过单位面积的流动速度来表示。水蒸气分子从织物的内表移至外表面需要消耗能量，该能量称“蒸汽压”，它是由粒子的自由流动形成的，并使织物两侧的温、湿度有所不同。当服装内侧的温、湿度高于外侧时，内外两侧就存在压力梯度，当织物表面具有细密通道时，水蒸气分子就扩散到织物外面。一般认为，织物越薄，织物表面分布的微孔越多越均匀细小，其透湿性越好。
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2.测试指标
8 n! h4 \! C7 M( B7 U# I防水透湿织物的性能要求是透湿性、防水性、防风性、耐久性和舒适性。
" I7 d4 r6 [& l0 P. J4 O( r①防水性，主要是从织物的沾水性（表面抗湿性）、抗雨水的浸透性以及耐静水压性三个方面进行测定。织物的沾水性和抗雨水浸透性是表示防水性能极为重要的标志，前者模拟在小雨或短时间淋雨下织物表面沾水润湿的情况，后者模拟经过长时间淋雨，雨水透过织物的情况。目前国际上采用相应的方法有三大类。
a.喷射（喷淋）试验，从一定的高度和角度以一定的流量向织物连续喷水和滴水，经一段时间后，测定试样吸收的水量或观察试样上的水渍状态。
b.静压试验，用来测定水对织物的浸透性。其方法是在织物的一面连续加水压，直到另一面出现水渍时，测定水柱的高度。或在织物的一侧维持一定的水压，测定水透到另一侧的时间，或测定单位时间内透过织物的水量。
c.织物浸在水中的吸水试验，它是通过测定浸入水中样品重量的变化来测试织物中纱线和纤维的疏水性，与织物结构无关。有的还通过直接或间接测定接触角的方法表示织物的拒水性。
- X; N) Y. O! d; K7 y  D5 U; h- Y②透湿性，透湿性是衣着舒适的重要因素。由于重体力劳动者24h内汗液发生量每平方米最多可达12000g，作为防水透湿织物应达到3000～4000g。国际上测量透湿性的仪器基本可分为透湿法测量仪、蒸发法测量仪、吸湿法测量仪三类。透湿法测量仪模仿人体静态出汗的情况，将所测出的透过织物的散湿量的大小换算成织物的湿阻，以此作为衡量织物透湿性的指标。蒸发法测试仪的原理与透湿法测试仪基本相同，测量经一段时间后透过织物水分的多少，从而间接地评价织物的透湿性能。吸湿法测试仪是将织物覆盖于一个开口容器上，容器内放一定数量的吸湿剂，将其放在温湿度恒定的人工气候箱内，经一定时间（一般1h），对吸湿剂进行称重，测得其吸收水分的重量，再与原重量比较，可得出该织物的湿传导率。
③防风性，防风性是织物透气性的反义词，它可以在一定程度上评定大风条件下，织物防止外界气流进入服装内部，保护微气候区的能力。防风性的评定通常借助于透气性的评定方法。一般在一定压力差条件下，测量单位时间内通过单位面积织物的空气量来评定透气性。
④耐久性，耐久性是指防水透湿持续的能力，人体汗液中的油脂和洗涤剂中界面活性剂的粒子堵塞了防水透湿织物的微孔，使其形成毛细渗透，从而降低了防水透湿功能，测试耐久性的方法，可以在不同污染条件下，对防水透湿织物进行防水性、透湿性的测试。然后比较污染前后其性能的变化，由此反映防水透湿织物的耐久性。
. k" G4 Z$ D% o5 f优良的防水透湿织物在恶劣气候和大运动量下，总能让人感到非常舒适。这不仅要测量防水性、透湿性、防风性和耐久性等单一功能，而且还要进行综合试验。
防水透湿织物具有防水、透湿功能。既要使织物能防冰雪和雨水，又要使织物具有透湿性，能有效地散发人体排出的汗液。防水透湿织物主要用于以下方面：民用方面，可制作运动衣、风雨衣、滑雪衫、登山服、睡袋、晴雨两用外套、食品保鲜包装和农业用布等。军事和工业方面：可用作野外帐篷、遮盖用布、防护服等。

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