תכונות העמידות למים ולחדירות לחות של סרט TPU

הפונקציונליות הליבה שלסרט פוליאוריטן תרמופלסטי (TPU)טמון בתכונותיו יוצאות הדופן למים ולחדירות לחות - הוא יכול לחסום חדירת מים נוזליים תוך מתן אפשרות למולקולות אדי מים (זיעה, הזעה) לעבור דרכם.

1. מדדי ביצועים וסטנדרטים

1. עמידות למים (עמידות בפני לחץ הידרוסטטי):
   • אינדיקטור: מודד את יכולת הסרט לעמוד בלחץ מים חיצוני, הנמדד בקילופסקלים (kPa) או במילימטרים של עמודת מים (mmH₂O). ערך גבוה יותר מצביע על ביצועים חזקים יותר של עמידות למים. לדוגמה, ביגוד חוץ רגיל עשוי לדרוש ≥13 kPa, בעוד שציוד מקצועי עשוי לדרוש ≥50 kPa.
   • תקן בדיקה: נבדק בדרך כלל באמצעות ISO 811 או ASTM D751 (שיטת חוזק התפרצות). שיטה זו כרוכה בהגברה מתמדת של לחץ המים בצד אחד של הסרט עד להופעת טיפות מים בצד השני, תוך רישום ערך הלחץ באותה נקודה.
2. חדירות לחות (העברת אדים):
   • אינדיקטור: מודד את מסת אדי המים העוברים דרך יחידת שטח של הסרט ליחידת זמן, מבוטא בגרמים למטר מרובע ל-24 שעות (g/m²/24h). ערך גבוה יותר מצביע על יכולת נשימה טובה יותר ופיזור זיעה טובים יותר. בדרך כלל, ערך העולה על 5000 g/m²/24h נחשב לנושם ביותר.
   • תקן בדיקה: קיימות שתי שיטות עיקריות:
     • שיטת הכוס האנכית (שיטת ייבוש): לדוגמה, ASTM E96 BW. חומר ייבוש מונח בכוס, אטום בעזרת הפילם, ונמדדת כמות אדי המים הנספגת בתנאי טמפרטורה ולחות ספציפיים. התוצאות קרובות יותר לתנאי הבלאי בפועל.
     • שיטת הכוס ההפוכה (שיטת המים): לדוגמה, ISO 15496. מים מוכנסים לכוס, אותה הופכים ואטומים בעזרת הניילון, ונמדדת כמות אדי המים המתאדים דרך הניילון. שיטה זו מהירה יותר ומשמשת לעתים קרובות לבקרת איכות.

2. עקרון עבודה

תכונות עמידות למים ולחות שלסרט TPUאינן מושגות דרך נקבוביות פיזיות אלא מסתמכות על הפעולה המולקולרית של מקטעי השרשרת ההידרופיליים שלהן:

• עמידות למים: הסרט עצמו צפוף וחסר נקבוביות; מים נוזליים אינם יכולים לעבור דרכו עקב מתח הפנים שלהם והמבנה המולקולרי של הסרט.
• חדיר לחות: הפולימר מכיל קבוצות הידרופיליות (למשל, -NHCOO-). קבוצות אלו "לוכדות" מולקולות אדי מים המתאדות מהעור מבפנים. לאחר מכן, באמצעות "תנועת מקטעים" של שרשראות הפולימר, מולקולות המים "מועברות" בהדרגה מהסביבה הפנימית לסביבה החיצונית.

3. שיטות בדיקה

1. בודק לחץ הידרוסטטי: משמש למדידה מדויקת של לחץ המגבלה למים של הסרט או הבד.
2. כוס חדירות לחות: משמשת בתא טמפרטורה ולחות קבועים למדידת קצב העברת אדי הלחות (MVTR) בשיטת כוס זקופה או הפוכה.

4. יישומים

מינוף נכסים אלה,סרט TPUהיא הבחירה המועדפת עבור יישומים מתקדמים רבים:

• ביגוד חוץ: מרכיב מפתח במעילי קשירה, בגדי סקי ומכנסי טיולים, המבטיחים יובש ונוחות לחובבי טבע ברוח ובגשם.
• הגנה רפואית: משמשת בחלוקי ניתוח וביגוד מגן לחסימת דם ונוזלי גוף (עמיד למים) תוך מתן אפשרות לזיעה הנוצרת על ידי הצוות הרפואי להיפלט, ובכך להפחית את עומס החום.
• ביגוד לכיבוי אש ואימונים צבאיים: מספק הגנה בסביבות קיצוניות, הדורשות עמידות בפני אש, מים וכימיקלים, בשילוב עם יכולת נשימה גבוהה לשמירה על ניידות וביצועים.
• חומרי הנעלה: משמשים כבטנות גרביים (מגפונים) עמידות למים לשמירה על כפות הרגליים יבשות בגשם תוך מניעת הצטברות חום ולחות פנימית.

לסיכום, באמצעות המבנה הפיזי והכימי הייחודי שלו, סרט TPU מאזן במיומנות בין הצרכים הסותרים לכאורה של "עמידות למים" ו"נושם", מה שהופך אותו לחומר מפתח הכרחי בתחום הטקסטיל בעל הביצועים הגבוהים.