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防护服透气薄膜材料种类介绍

来源： 东莞市膜通信息技术有限公司 日期：2020-04-10 11:48:00 点击：619 属于：薄膜应用

一般薄膜根据透气类型不同可分为微孔疏水型透气膜和无孔亲水型透气膜两类；而根据原料的不同，透气膜又可分为PE透气膜、TPU透气膜、PTFE透气膜、PTEE透气膜等

防护服透气薄膜材料种类介绍

薄膜通针对透气膜的种类已经进行过几次介绍，结合本次疫情，薄膜通整理以前发布的资料，并结合防护服本身要求，整理关于透气膜相关材料介绍供行业内参考。
一般薄膜根据透气类型不同可分为微孔疏水型透气膜和无孔亲水型透气膜两类；而根据原料的不同，透气膜又可分为PE透气膜、TPU透气膜、PTFE透气膜、PTEE透气膜等；

透气膜	TPEE	TPU	PTFE	PE
类型	无孔亲水	无孔亲水	有孔疏水	有孔疏水
透湿率	优异	一般	优异	差
透气能力	好	好	优异	优异
细菌及液体阻隔	优异	优异	一般	差

A. 微孔透气膜

   微孔透气膜作为隔水膜使用，主要是通过无数通道，利用气体和液体大小的区别设计孔径的大小，一般孔径为0.01~10μm，该孔径液体无法穿透，对液体有阻隔效果，因为薄膜中存在的许多通路，薄膜的隔水性取决于透气膜的孔隙大小和通路长度。目前常用的主要材料有聚乙烯微孔膜、PTFE、PU微多孔膜（是较早的透气微孔膜），其中PE膜成本较低，PTFE成本较高。

1. PE/PP透气膜

   PE/PP聚烯烃类透气膜是指通过在树脂载体中，添加50%左右的特种碳酸钙进行共混，经过挤出成膜，在一定条件下进行拉伸，拉伸时聚乙烯与碳酸钙颗粒之间发生界面剥离，在碳酸钙周围就形成相互连通的孔隙或通道，从而使其具有一定的透气（湿）性。
图 PE透气膜微孔的产生

在国内PE载体的透气膜较为常见，主要用于一次性医用防护服，因为相比其他透气膜通用材料，PE和PP载体的微孔透气膜具备更好的性价比和产能优势。

2. PTFE透气膜

   PTFE透气膜是目前的一种新型防水透气材料，PTFE微孔薄膜由高分子量PTFE分散树脂经与润滑剂混合，挤出成型的棒、带，在熔点以下的温度拉伸、热定型后，形成柔韧光滑的微孔薄膜。在挤出过程中，由于受剪切力作用，相邻的聚四氟乙烯球形颗粒受力挤出短纤维而发生交联，形成网状结构，但是PTFE树脂颗粒兵没有受到破坏。PTFE薄膜的孔径在拉伸比例的控制下，可以达到100~500纳米之间，孔隙率达85％以上。
微孔的大小只有最小水滴的万分之一，但是它们比单位水分子的体积大700倍左右。因此，PTFE微孔膜可以在防水的同时，让汗气直接穿过薄膜微孔排到外界；除了防水透气功能，PTFE微孔膜还具有卓越的耐温性，在300℃---100℃之间能够保持稳定的物理性能；在强酸、强碱等腐蚀性极强的溶液中长时间浸泡能保持极其稳定的化学性能。此外，聚四氟乙烯微孔膜复合面料还可替代熔喷布制作口罩，过滤效率达到KN95级别以上。

B. 无孔透气膜

   TPU、TPEE无孔透气（湿）薄膜通过亲水基的亲水吸湿的原理，将水汽从浓度、压力高的一方传导至另一方，蒸发风干。这种过高分子载体的运输-传导-挥发，和水分子进入细胞的原理大致类似，其前提条件是浓度差或者压力差。

1.TPEE透气膜

   TPEE热塑性聚酯弹性体是一种酯系嵌段高分子，通过熔融后，经过吹塑或流延可以制备出TPEE无孔透气薄膜。TPEE是利用线性的聚酯材料以及聚醚材料通过缩聚技术制备而成的线性分子链，是一种晶态网络结构，在熔融时能够重新恢复成线性分子结构，由于聚酯和聚醚材料具有一定的亲水能力，同时对二氧化碳、氧气等具有亲和能力，因此TPEE具有优越的透气透湿性。

2.TPU透气膜
   TPU是一种低聚物多元醇软链段与二异氰酸酯-扩链剂硬链段构成的线型嵌段共聚物。TPU树脂具有很强的吸湿性，其粒状的材料如果含有过多的水分将会导致加工问题，并降低成品的质量。因此，在加工前必须对TPU材料及加工助剂都需要进行干燥处理。干燥后的粒状材料的水分含量不应该超过0.02%(重量百分比)。干燥后的树脂应该立即被储存在能够安全密封的干燥的容器中，以免再次吸湿。一般情况，如果塑化后的TPU薄膜有发泡现场或出现气泡，则代表干燥效果不佳。
目前TPU薄膜主要加工方式包括吹膜法、流延法、涂覆法、压延法。其中吹膜法和流延法加工TPU薄膜最为常见。因为薄膜具备较高的延伸性和弹性，因此在吹膜法加工过程中相对比较复杂，很难进行单独成型加工，所以常见的工艺是通过易于成型PE作为底衬共挤成型加工，即通过不同挤出机分别对TPU原料和PE原料进行塑化、挤出加工，并在共挤模头中复合成型，使用时将PE层剥离再回收利用。
   TPU薄膜吹膜工艺

TPU薄膜流延工艺

从下表可以看出，TPU薄膜可以有效的的阻隔直径在0.3nm左右的CH₄ 、N₂气体，因此TPU薄膜可以有效阻隔细菌（１~１０μm）和病毒（２０~２００nm）.此外,CO₂ 可以很好的透过TPU 薄膜,表明了极性膜的特点。

TPU、TPEE无孔薄膜利用高分子材料的软段亲水基团实现透气性，具有极好的透湿透气效果，使用这种透气膜制作的防护服医护人员穿在身上时蒸汽能够很容易散发，而且由于没有孔隙，对于病毒渗透风险也能大大降低。

注：薄膜通平台可以根据客户需求提供PE防护服透气薄膜配方（流延）。

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