TPU雙麵複合0.6mm牛津布的防水透濕性能實驗報告 一、引言 在現代紡織工業中，功能性麵料的發展日益受到重視。特別是在戶外運動、軍事裝備、醫療防護和應急救援等領域，防水透濕材料因其既能抵禦外界水...
TPU雙麵複合0.6mm牛津布的防水透濕性能實驗報告
一、引言
在現代紡織工業中，功能性麵料的發展日益受到重視。特別是在戶外運動、軍事裝備、醫療防護和應急救援等領域，防水透濕材料因其既能抵禦外界水分侵入，又可將人體內部產生的水蒸氣排出，從而保持穿著舒適性而備受青睞。TPU（熱塑性聚氨酯）雙麵複合織物是一種常見的功能性麵料，其核心在於通過TPU膜與基布的結合實現優異的防水性和良好的透濕性。本文將以0.6mm厚度的TPU雙麵複合牛津布為研究對象，係統分析其防水透濕性能，並結合國內外相關研究成果進行討論。
二、實驗材料與方法
2.1 實驗材料
本實驗所采用的樣品為TPU雙麵複合0.6mm牛津布，具體參數如下表所示：
| 參數 | 數值 |
|---|---|
| 材料類型 | TPU雙麵複合牛津布 |
| 基布材質 | 尼龍牛津布（210D×210D） |
| TPU膜厚度 | 0.3mm（每麵） |
| 總厚度 | 0.6mm |
| 克重 | 約250g/m² |
| 顏色 | 深灰色 |
| 表麵處理 | 抗紫外線塗層 |
2.2 實驗儀器
| 設備名稱 | 型號/規格 | 製造商 |
|---|---|---|
| 靜水壓測試儀 | YG813B型 | 溫州大榮紡織機械有限公司 |
| 透濕量測試儀 | PERMATRAN-W 700 | MOCON公司 |
| 電子天平 | CP214 | OHAUS公司 |
| 恒溫恒濕箱 | DH401A | 上海精宏實驗設備有限公司 |
| 顯微鏡（光學） | BX53M | Olympus公司 |
2.3 實驗標準
- 防水性能測試：依據GB/T 4744-2013《紡織品 防水性能的檢測和評價 靜水壓試驗》
- 透濕性能測試：依據GB/T 12704.1-2009《紡織品 織物透濕量測定 第1部分：吸濕法》
- 國際標準參考：ISO 811:2018 Textiles — Determination of resistance to water penetration under hydrostatic pressure；ASTM E96/E96M-16 Standard Test Methods for Water Vapor Transmission of Materials
三、實驗結果與分析
3.1 防水性能測試
根據國家標準GB/T 4744-2013，91视频污版免费對TPU雙麵複合牛津布進行了靜水壓測試。該測試通過逐漸增加水壓來模擬雨水或外部液體對織物的壓力，記錄織物開始滲水時的大壓力值（單位：cmH₂O）。測試結果如下：
| 測試編號 | 樣品編號 | 靜水壓值（cmH₂O） | 是否滲水 |
|---|---|---|---|
| 1 | S1 | 10500 | 否 |
| 2 | S2 | 10450 | 否 |
| 3 | S3 | 10380 | 否 |
| 4 | S4 | 10420 | 否 |
| 5 | S5 | 10550 | 否 |
平均值：10460 cmH₂O
根據上述數據，TPU雙麵複合0.6mm牛津布具有非常優異的防水性能，遠高於一般戶外服裝所需的5000~8000 cmH₂O標準。這表明其適用於極端天氣環境下的使用，如暴雨、雪地等場景。
此外，從顯微鏡觀察其表麵結構可以發現，TPU膜均勻覆蓋於牛津布表麵，形成致密的阻隔層，有效防止了水分子的滲透。
3.2 透濕性能測試
透濕性能是衡量織物是否能在防水的同時允許水汽透過的關鍵指標。91视频污版免费采用吸濕法（desiccant method）進行測試，設定測試條件為溫度（38±0.5）℃，相對濕度（90±2）%，測試時間為24小時。
| 測試編號 | 樣品編號 | 透濕量（g/m²·24h） | 說明 |
|---|---|---|---|
| 1 | S1 | 6850 | 良好 |
| 2 | S2 | 6720 | 良好 |
| 3 | S3 | 6900 | 良好 |
| 4 | S4 | 6780 | 良好 |
| 5 | S5 | 6800 | 良好 |
平均值：6810 g/m²·24h
根據GB/T 12704.1-2009的標準分類，該透濕量屬於“良好”級別（>5000 g/m²·24h），表明該材料在保持高防水性能的同時，也具備良好的透氣性，適合長時間穿戴而不產生悶熱感。
3.3 防水與透濕性能對比分析
下表總結了TPU雙麵複合牛津布與其他常見防水透濕材料的性能比較：
| 材料類型 | 防水性能（cmH₂O） | 透濕量（g/m²·24h） | 備注 |
|---|---|---|---|
| TPU雙麵複合0.6mm牛津布 | 10460 | 6810 | 本次實驗樣品 |
| ePTFE複合麵料（Gore-Tex） | 10000~20000 | 5000~15000 | 國際知名品牌，價格較高 |
| PU塗層滌綸麵料 | 3000~5000 | 2000~4000 | 成本低，但性能較弱 |
| PTFE塗層尼龍布 | 8000~12000 | 4000~8000 | 市場主流產品之一 |
| TPU單麵複合麵料 | 5000~8000 | 5000~7000 | 成本適中，性能穩定 |
可以看出，TPU雙麵複合0.6mm牛津布在防水性能上接近甚至超過某些高端品牌產品，同時透濕性能也處於良好水平，顯示出較高的性價比優勢。
四、影響因素分析
4.1 TPU膜厚度與結構
TPU膜的厚度直接影響其防水性能。一般來說，TPU膜越厚，防水性能越好，但可能會影響透濕性。本實驗中TPU膜總厚度為0.6mm，每麵0.3mm，這種結構既保證了足夠的防水屏障，又未顯著降低透濕能力。研究表明，TPU膜中存在微孔結構，這些微孔允許水蒸氣分子通過，但阻止液態水滲透，從而實現防水透濕功能 [1]。
4.2 基布選擇
本實驗選用的是210D×210D的尼龍牛津布作為基材。尼龍纖維具有高強度、耐磨性好、耐腐蝕等特點，適合作為功能性麵料的基礎材料。此外，牛津布本身具有一定的透氣性，在TPU複合後仍能維持較好的空氣流通性 [2]。
4.3 表麵處理工藝
為了提高材料的耐用性和抗老化性能，樣品表麵進行了抗紫外線塗層處理。這種處理不僅增強了材料的使用壽命，也有助於維持其長期的防水透濕性能 [3]。
五、國內外研究現狀綜述
5.1 國內研究進展
近年來，隨著我國紡織科技的快速發展，防水透濕材料的研究取得了顯著成果。例如，東華大學材料學院在TPU複合材料方麵開展了大量研究，指出TPU膜可通過調控其化學結構和加工工藝來優化其透濕性能 [4]。中國紡織科學研究院也對多種複合織物進行了性能評估，並提出了基於不同應用場景的性能指標體係 [5]。
5.2 國外研究動態
國際上，美國杜邦公司（DuPont）、德國巴斯夫（BASF）以及日本帝人株式會社（Teijin）等企業均在高性能防水透濕材料領域有深入研究。其中，ePTFE膜（如Gore-Tex）因其優異的性能被廣泛應用於高端戶外裝備中 [6]。然而，由於其生產工藝複雜、成本高昂，市場普及率有限。
相比之下，TPU複合材料因其環保性、可回收性及成本優勢，成為近年來研究熱點。據《Textile Research Journal》報道，TPU複合織物在經過改性處理後，其透濕性能可進一步提升，達到甚至超過ePTFE水平 [7]。
六、應用前景分析
TPU雙麵複合0.6mm牛津布憑借其優異的防水透濕性能，在多個領域展現出廣闊的應用前景：
6.1 戶外運動服飾
該材料適用於登山服、滑雪服、衝鋒衣等戶外裝備，能夠有效抵禦惡劣天氣，同時保持穿著者的幹爽舒適。
6.2 軍事與特種防護
可用於製作軍用帳篷、防化服、救災裝備等，滿足特殊環境下的防水、透氣、輕量化需求。
6.3 醫療與衛生用品
在醫用隔離服、手術服等產品中，該材料能夠提供良好的防護性能，同時減少醫護人員因長時間穿戴而導致的不適。
6.4 家居與工業用途
可用於雨具、行李箱、遮陽篷等產品，提升產品的實用性和耐用性。
七、結論（略）
參考文獻
[1] Zhang, Y., et al. (2019). "Structure and properties of TPU membranes for breathable waterproof textiles." Journal of Applied Polymer Science, 136(12), 47352.
[2] Li, H., & Wang, J. (2020). "Performance evalsuation of nylon oxford fabric as base material for functional textiles." Textile Research Journal, 90(3-4), 321–332.
[3] Chen, X., et al. (2021). "UV-resistant coatings on TPU-coated fabrics: A review." Coatings, 11(6), 654.
[4] 東華大學材料學院. (2018). 《功能性高分子複合材料研究進展》. 中國紡織出版社.
[5] 中國紡織科學研究院. (2020). 《防水透濕織物性能測試與標準體係研究》. 紡織學報, 41(2), 45-50.
[6] Gore-Tex Official Website. (2023). How GORE-TEX Products Work. Retrieved from http://www.gore-tex.com
[7] Smith, R., & Johnson, L. (2022). "Advances in TPU-based breathable materials for outdoor applications." Textile Research Journal, 92(1), 88–101.
[8] GB/T 4744-2013. (2013). 紡織品 防水性能的檢測和評價 靜水壓試驗.
[9] GB/T 12704.1-2009. (2009). 紡織品 織物透濕量測定 第1部分：吸濕法.
[10] ISO 811:2018. Textiles — Determination of resistance to water penetration under hydrostatic pressure.
[11] ASTM E96/E96M-16. Standard Test Methods for Water Vapor Transmission of Materials.
