2024年4月14日发(作者：房俊友)
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第２８卷第５期
２００２年１Ｏ月
东华大学学报（自然科学版）
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＤＯＮＧ ＨＵＡ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
Ｖｏ１．２８．Ｎｏ．５
Ｏｃｔ．２００２
聚氨酯涂层剂湿燕活性分析
及 水透湿性能的研究
王炜 华载文
（东华大学化学与化工学院，上海。ｚ０００５ｔ）
摘要通过扫描电镜（ＳＥＭ）、差热分析（ＤＳＣ）、透湿杯法测量等手段，对合成的Ｐｕ涂层膜及涂层布进行了一系列观测，推断
该涂层是属于无微孔亲水性透湿。透湿量大小取决于亲水基的含量。观察到织物的透湿量随环境温度的升高而增加，这种
变化对应于聚合物中ＰＥＧ，Ｐ］＇ＭＧ组分的相变区，有一定的热效应。这种性能可赋予织物“防水透湿调温”功能，明显增加织
物服用舒适性。
关键词：聚氨酯，防水透湿，涂层剂，热活性
中图法分类号：ＴＳ １９０，２
近来，涂层织物发展迅速，特别是具有许多新颖
性能的涂层面料层出不穷，引人注目，其中具有代表
性的是ＰＵ防水透湿涂层。防水透湿涂层织物按获得
透湿的方式不同，可分为微孔透湿与无孔透湿。微孔
下）仍保持柔软手感［２Ｉ。笔者对涂层膜湿热活性以及
透湿性能做了进一步的研究。
１ 实验及测试
１．１药品
透湿是靠成膜时形成大量微小空隙，平均孔径小于
２ ，阻止水滴（最小直径１００ ｔａｎ）通过，却允许水蒸
气分子（平均直径０．０００ ４ ｔａｎ）通过，从而获得防水透
湿功能…。而无孔透湿则是依靠亲水链段和亲水基
团，这些基团或链段首先以氢键的形式“捕获”水蒸气
分子，由于大分子热运动，涂层膜内形成大量瞬时空
隙，在涂层膜两侧水蒸气压差的推动下，水蒸气从蒸
汽压高的一面传递到另一面，并散发于周围的环境，
达到防水透湿目的。此种透湿是靠亲水链段或亲水
基团的作用，故又称为亲水性透湿。笔者通过２，４一甲
聚乙二醇（ＰＥＧ），Ｍ＝１ ０００，上海浦东高南化工
厂产品；四氢呋喃聚醚（ＰＩＭＧ），Ｍ＝１ ０００，日本保土
谷公司；自乳化单体二羟甲基丙酸（ＤＭＰＡ）；１，４丁二
醇（ＢＤ），上海菲达工贸有限公司；三羟甲基丙烷
（ＴＭＰ），天津津达精细化工品厂产品；２，４一甲苯二异氰
酸酯（１ＤＩ），Ｍ＝１７４，上海南翔试剂厂产品；二乙烯三
胺（ＤＥＴＡ），上海染化四厂产品；聚氨酯预聚体（ＰＵＲ）一
ＮＣＯ％为１２％自制，丁酮、三乙胺（ＴＥＡ）均为市售。水
苯二异氰酸酯（１ＤＩ）与聚醚组分、亲水单体预聚、扩
链、分散制成半透明的ＰＵ微乳液涂层剂【２］。通过
Ｊ 一２０８透湿杯法测定透湿量与耐静水压，平均耐水
压值６ ５００Ｐａ，超过聚丙烯酸酯涂层剂（对比测试
３ ５００ Ｐａ）和普通水性ＰＵ涂层剂（对比测试为
４ ６００ Ｐａ），平均透湿量为２ ３００ ｇ／（ｍ２・２４ ｈ），达到国际
性微乳液聚氨酯涂层剂（自制）；聚氨酯预聚体交联剂
（自制）；无水氯化钙（试剂级）上海试剂公司。
１．２实验方法
（１）涂层剂合成：以一定聚合度的聚乙二醇ＰＥＧ，
聚四氢呋喃ＰＴＭＧ为聚醚二醇组分，自乳化单体二羟
甲基丙酸（ＤＭＰＡ），与２，４一甲苯二异氰酸酯（ＴＤＩ）预
聚，进而与１，４一丁二醇（ＢＤ）、三羟甲基丙烷（ Ｐ）扩
链，再自乳化分散于水中。
知名品牌ＵＣＢ公司的ＵＣ ｃｏａｔ ２ＯＯＯ（对比测试为
２ １００ ｇ／（ｍ２・２４ ｈ）水平 ．４Ｊ，手感滑细，低温下（０℃以
收稿１３期：２００１—０９—２８
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５期 王炜等：聚氨酯涂层剂湿热活性分析及防水透湿性能的研究 ８７
（２）涂层膜的制备：取上述自制微乳液Ｐｕ涂层
剂若干，加交联剂、水调至适当粘度，倾倒在制膜板
上，静置４ ｈ除去气泡，移入Ａ１０１—１红外烘箱中烘
干，再移入焙烘箱焙烘３ ｍｉｎ，取出在室温下平衡待测。
（３）涂层布制备：选用尼丝纺（１９０Ｔ）为基布，前
防水后，将调好的涂层胶在基布上涂刮，于９０～ＩＯ０￣Ｃ
下烘箱烘干，并在给定温度下焙烘３ ｍｉｎ，冷却平衡
２４ ｈ后，剪边、标记待测。
１．３主要参数测试
图１水性聚氨酯微乳液透射电镜ＴＥＭ照片（Ｘ ２０００３倍）
（１）采用ＣＡ＾ 弓（＝ＡＮ一Ⅳ扫描电镜观察涂层膜；涂层
剂加入交联剂烘干，制成厚度０．５ ｎ功的薄膜，取样品充
由图２可见涂层膜断面紧密、完整未见微孔结构，
按文献载，有孔透湿涂层膜有大量０．５～５０『堋的微
？Ｌ［６ ３。显见笔者合成的涂层膜透湿机理属无孔透湿。
液氮冷冻做断面，喷金制样，移入扫描电镜，观察拍片。
（２）表观粘度测定：采用国产ＮＤＪ一７９旋转粘度
计测定。
（３）红外光谱测试：采用日本岛津ＩＲ一４８０型红
外光谱测试仪，取样品液体均匀涂在ＫＢｒ盐片上，于
红外烘箱中烘干，测红外光谱，并分析比较所获图谱。
（４）涂层织物的耐水压测试：采用温州纺仪厂
ＹＧ一８１２织物渗水测试仪按ＧＢ ４７４４—８４进行。
（５）透湿性测定：采用日本ＪＩＳＺ一２０８标准（透湿
杯法）测定。
（ａ）胶膜表面（ｘ５ ｏｏｏ） （ｂ）胶膜横断面（ｘ２ ５００）
（６）涂层膜力学性能测定：将微乳液ＰＵ在制膜
板上制得一定厚度的薄膜，用千分尺测膜厚度，再剪
成３ ｍｉｌｌ细条，采用英国剑桥ＡＧＳ３—５００ＮＤ强力测试
仪，夹距１０ ｍｍ；拉伸速度１０ ｍｍ／ｍｉｎ。每组测５个试
样，取平均值。
图２ ＰＵ涂层膜扫描电镜（ＳＥＭ）照片
２．２涂层织物不同温度下的透湿量
研究表明，当人体处于热平衡时，感觉舒适的皮肤
（７）采用ＰＥＲＫＩＮ—ＥＬＭＥＲ ７５００型量热分析仪进行
差示扫描量热分析（ＤＳＣ）（２ｃ【＝／ｍ ，５￣Ｃ／ｍｉｎ）。
平均温度在３３．４ｃ【＝，在身体任何部位的皮肤温度与皮肤
平均温度的差在１．５～３．０ｃ【＝范围内，人体感觉不冷不
热，若温度差超过±４．５ｃ【＝范围，人体将有冷暖感【８ｌ。因
此，根据人体这一特点，研制当环境温度高时透湿量大，
并具有吸热功能；当环境温度低时，具有放热功能。将
从根本上改变原有织物的舒适性和环境温度适应性。
基于这个思路，在涂层上进行了尝试。
２结果与讨论
２．１合成产品结构性能
在制备ＰＵ涂层剂时，经过实验筛选以及综合考
虑，聚醚组分采用相对分子质量均为１ ０００的ＰＥＧ、
Ｐ＇ｒＭＧ［２ Ｊ
，
通过预聚、两次扩链、乳化，得到ＰＵ高分子微乳
液Ｅ２ ３。所得涂层剂平均粒径５５砌，离散度２９％，较为
均匀（见图１），并具有明显的Ｒａｙｌｅｉｇｈ散射效应 ］。成
其熔融温度均在体温附近。
用自制的涂层剂涂布、烘干、交联，裁制成数块，在不
同的环境温度下，平行试验，测定织物透湿量（见图３）。
膜性能优于普通水乳液，与溶剂型ＰＵ相仿，完全根除
了有机溶剂，避免了环境污染及安全性等方面的问
题，且生产成本降低。涂层织物耐水压值平均为６ ５００
Ｐａ，透湿量为２ ３００ ｇ／（ｍ２・２４ ｈ）。所采用的合成路线，
不同于传统的生产工艺，不仅简化了工艺，且完全根
除了溶剂污染。
按标准方法制膜，并通过扫描电镜放大５０００、
２ ５００倍观察，结果如图２。
发现随温度的升高，透湿量明显升高，并在２７～
３２ｃ【＝间有一突变。改变ＰＥＧ与Ｐ１ＭＧ质量比，这一突
变点会有所改变。这可能是由于涂层膜发生相变，大
分子热运动加剧，瞬时孔隙增多，传递水分子加快。
由于透湿量增大的温度区域，恰好在人体体温附近，
在人感觉热的时候大量带走汗气，降低体温，同时涂
层膜中的ＰＥＧ发生熔融相变，从而具有吸热效应。在
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８８ 东华大学学报（自然科学版） 第２８卷
姗 姗 姗 姗 姗ｏ
物的服用舒适性，使涂层织物具有“自动调节透湿”功
能，这是由于分散在聚氨酯高分子涂层膜中独特的微
＝
－
相分离结构中的聚醚组分所造成。
●
鱼
２．３ ＰＵ大分子中的聚醚组分热性能研究
删
ＰＵ作为涂层膜中存在的微相分离结构，各微相区
翻
蝌
会在一定程度上保持其聚醚组分的理化性能。按标准
方法制膜，精确称量样品送入样品仓，程序升温观察记
录吸热结果见图４，取定量ＰＥＧ、ＰＴＭＧ同样用ＰＥＲＫＩＮ—
图３不同温度下涂层织物的透湿量
ＥＬＭＥＲ ７５００型量热分析仪进行差示扫描量热分析
温度低于体温时，涂层膜聚醚相发生凝固结晶，释放
（ＤＳＣ）（２℃／ｍｉｎ，５℃／ｍｉｎ）观察其热活性，对聚醚以及
潜热，同时透湿量减少，也能满足排汗的需求，增加织
ＰＵ膜的差示扫描热分析的结果显示，见表１及图４。
啦Ｉ
蛔Ｉ
斌 壤
瘊 最
删 删
嚏
略
５Ｏ ４５ ４０ ３５ ３Ｏ ２５ ２Ｏ ｌ５ ５Ｏ４５ ４０ ３５ ３Ｏ ２５ ２Ｏ ｌ５
温度／＇ｃ
温度／℃
（ａ）ＰＥＧ的ＤＳＣ分析图谱 （ｂ）ＰＴＭＧ的ＤＳＣ分析图谱
（Ｃ）涂层膜的ＤＳＣ分析图谱
图４聚醚及涂层膜的差热扫描图谱
表１聚醚及ＰＵ膜热活性ＤＳＣ测试结果
然与异氰酸酯加成聚合，形成聚氨基甲酸酯大分子，
但由于聚氨酯基、脲基等分子硬链段极性强，形成许
多微小结晶区。而聚醚大分子缠结、盘绕形成无定型
区。这样，在分子内形成软硬链段“微相分离”结
构 Ｊ，无定型区聚醚组分仍部分保持其原有的物理性
质。当温度升高，大分子发生相变实际上是大分子运
动状态发生变化，分子运动加剧，产生更多、更大的空
隙并影响涂层的透湿性能。
２．４聚醚组分Ｈ ／ＰＩＭＧ比例与织物透湿量的关系
由图４、表１可见，Ｆ１７ＣｌＧ相变吸收热小于ＰＥＧ。而所
其他条件不变，只改变聚醚二醇中ＰＥＧ／Ｆ１７ＣｌＧ的
做的ＰＵ膜样品（含Ｆ１７ＣｌＧ １８．１％，ＰＥＧ ５６．３％）在３Ｏ～
比例，制得一组涂层剂，制膜并测吸水溶胀率及涂层
３４ｃＣ则有一明显的吸热峰。若通过运算，按质量分数
织物透湿量的结果如表２所示。
取算术平均值，计算得到吸热峰强度为：
表２不同比例聚醚组分与织物透湿量与吸水溶胀率
ＰＥＧ吸热强度×ＰＥＧ质量分数＋Ｆ１７ＣｌＧ吸热强
度×ＰＴＭＧ质量分数＝１．４５ ｃｍ２／ｒｎｇ
ＰＥＧ／ｔｒｒＭＧ摩尔比８０／２０ ７０／３０ ６６／３３ ５０／５０ ３０／７０
与Ｐｕ膜的吸热峰强度实测值１．４１ ｃｍ２／ｍｇ十分吻合。
透湿量／ｇ・（ｍ２・２４ ｈ）一 ３ ３１４ ２７４９ ２４０３ ２０８８ １ ８０７
由此可推知：涂层膜在３Ｏ ３４℃的吸热峰是聚醚组分
吸水溶胀率／（％） １７０．１ １４８．１ １３５．５ １１９．３ ９５．３
相变的贡献，吸热量与聚醚相变热接近。说明聚醚虽
注 涂层剂亲水单体质量分数为２．６％。
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５期 王炜等：聚氨酯涂层剂湿热活性分析及防水透湿性能的研究
。
８９
表２结果显示，随ＰＥＧ含量加大，涂层亲水性增强，透
湿量呈上升趋势。比较ＰＥＧ１０００、ＦｒＭＧ１０００结构
ＰＥＧ：ＨＯ（ＣＨ２ＣＨ２０） Ｈ
硎Ｇ：ＨＯ（ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２０） Ｈ
子间交联，发生溶解。对于涂层织物，亲水性强则必
然会降低其耐水压。因此，ＰＥＧ用量同时还受到耐水
性制约。但相对而言，耐水压值这种不明显的降低还
不会影响织物防水性能。
可见ＰＥＧ亲水醚键的密度明显大于ＶＦＭＧ，是典
型的非离子亲水基团。水分子在其间沿“分子梯级”
传递时［引，梯级短，移动更容易，因而透湿量更大，但
３ 结论
所制备的涂层剂涂层膜属无微孔亲水透湿，聚醚
中亲水性强组分如ＰＥＧ越多，透湿性越好，但却会引
起耐水性下降。在３０￣Ｃ附近涂层有一个相变吸热峰，
对应于ＰＥＧ、ＶＦＭＧ的熔融温度，伴随有相变的潜热吸
收与释放，同时在相变前后涂层的透湿量会发生明显
变化，在人体感觉热时透湿量加大，在人感觉凉时，减
少透湿量，从而增加了织物的服用舒适性。为制得可
耐水性下降。
２．５ ＰＥＧ含量与涂层织物耐水压关系
其他条件相同，改变ＰＥＧ／￣Ｇ的比例，合成一
系列涂层剂，并按同样条件涂布，测取涂层布的耐水
压值，见表３。将涂层剂加交联剂，在室温下静置４ ｈ
脱泡，做膜。放红外干燥箱中烘干，１６０￣Ｃ下焙烘
３ ｍｉｎ，然后采样称重，浸于水中，一定时间后取出吸干
表面水分，重新称重，测量其溶胀百分率，结果见图５。
●涂层织物耐水压值◆涂层膜水浸增重百分率
呼吸、可调温涂层服装，提供了美好前景。
参考文献
１ Ｇ Ｒ Ｌｏｍａｘ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｎ Ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆ ａｎｄ ｖａｐｏｒ－ｐｅｒｍｅａｂｌｅ ｃｏａｔｅｄ
ｆａｂｒｉｃｓ．Ｊ￣ｘａｍａｌ ｏｆＣｏａｔｅｄ Ｆａｂｒｉｃｓ，１９９０，６７（１０）：１７６
２王炜。华载文．聚氨酯微乳液防水透湿涂层剂的研制．纺织学报，
２０００，２１（６）：５７—６０
３王炜．华载文．聚氨酯防水透湿织物新进展．印染，１９９８，（１Ｏ）：
４７—５Ｏ
４ ＵＣＢＴｅｃｈｎｉｃａｌ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．ＵＣＢ Ｍ咿五ｎｅ。１９９３。（１０）：１０—１２
５ Ｒ．￣ｄａａ ＶＤ．Ｂｒｅａｔｈａｂｌｅ ｅｏａｔｌｎｇ￣．Ｍａｎ・ｍａｄｅ Ｔｅｘｔｉｌｅｓ ｉｎ Ｉｎｄｉａ，１９９９，（２）：
图５ ＰＥＧ质量分数对涂层耐水性能的影响
６７—７Ｏ
由图５可见，ＰＥＧ用量加大，聚醚组分中醚氧键具
６ Ｌｕｃｉａｎｏ Ｋｒａｍａｒ．Ｒｅｃｅｎｔ ａｎｄ ｆｕｔｕｒｅ ｔｒｅｎｄｓ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｆａｂｒｉｃ
ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｂｒｅａｔｈａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆｎｅｓｓ．Ｊ￣ｘａｍａｌ ｏｆＣｏａｔｅｄ Ｆａｂｒｉｃｓ，１９９８。
有很强的亲水性，涂层膜的水溶胀性增大，耐水性降
低，耐静水压下降。当高分子物浸于水中时，水分子
会向有亲水性的高聚物内部扩散渗透。尽管大分子
间的交联限制这种溶剂化倾向，但由于聚氨酯高分子
物是相对分子质量巨大的柔曲长链，尤其在软链段形
成的大量无定形区，分子热运动使链间形成孔隙，可
被水分子充满，发生溶胀。亲水基团则为此提供了动
力，分子中这种亲水基团越多，溶胀就越大。当水溶
（２８）１０：１０６—１１５
７张兴祥，朱民儒．新型涂层织物．产业用纺织品，１９９４，１４（１）：４—７
８方治齐．聚乙二醇在织物涂层中的应用．印染助剂。１９９７，１４（１）：
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Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＣｏａｔｅｄ Ｆａｂｒｉｃｓ。１９９６。（１Ｏ）：８７—１０２
１０ Ａｓａｈｉ Ｋ．Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ ｐｅｒｍｅａｂｌｅ ｆａｂｒｉｃ．Ｊａｐａｎ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｎｅｗｓ，１９９６，（２）：
４８
１１ 赵文艳．提高聚氨酯涂层剂透湿性研究．纺织科学研究，１９９１。
（４）：５—９
性足够大时，大分子会发生溶剂化，甚至有可能破坏分
（下转第１０４页）
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１０４ 东华大学学报（自然科学版） 第２８卷
Ａ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎｔｏ ｔｈｅ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｗｏｏｌ Ｆａｂｒｉｃ（Ｗ／Ｔ Ｆａｂｒｉｃｓ）
ｗｉｔｈ Ｄｏｕｂｌｅ Ｐｏｉｎｔｆｕｓｉｂｌｅ Ｉ ｎｔｅｒｌｉｎｉｎｇ
Ｚｈｕ Ｇｕａｎｇｙａｏ，Ｘｕ Ｓａｉｆａｎｇ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｆａｓｈｉｏｎ，Ｄｏｎｇ Ｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， 瞰咖ｉ，２０００５１）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｇｅｎｅｒａｌ ｆｕｓｉｂｌｅ ｉｎｔｅｒｌｉｎｉｎｇ ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｎ ｐｕｔｓ ｅｍｐｈａｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｗｅａｒａｂｉｌｉｔｙ．Ｉｎ ａ
ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｄｏｕｂｌｅ ｐｏｉｎｔ ｆｕｓｉｂｌｅ ｉｎｔｅｒｌｉｎｉｎｇ ｉｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｐｏｗｄｅｒ ｐｏｉｎｔ ｆｕｓｉｂｌｅ ｉｎｔｅｒｌｉｎｉｎｇ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｕｓｅｄ
ｐｏｐｕｌａｒｌｙ ｐｒｅｓｅｎｔｌｙ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｉｓ，ｉｔ＇ｓ ｓｈｏｗｎ ｔｈａｔ，ａｓ ａ ｈｉｇｈ—ｃｌａｓｓ ｆｕｓｉｂｌｅ ｉｎｔｅｒｌｉｎｉｎｇ，ｄｏｕｂｌｅ ｐｏｉｎｔ ｆｕｓｉｂｌｅ ｉｎｔｅｒｌｉｎｉｎｇ ｈａｓ
ｓｕｐｅｒｉｏｒｉｔｙ ｉｎ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｗｏｏｌ ｏｒ ，飞ｆａｂｒｉｃｓ．Ｈｏｗ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｕｓｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｄｏｕｂｌｅ ｐｏｉｎｔ ｆｕｓｉｂｌｅ ｉｎｔｅｒｌｉｎｉｎｇ
ｉｓ ｕｓｅｄ ｉｓ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ ｗｒｉｔｔｅｎ．Ａｌｌ ｔｈｉｓ ｉｓ ｔｏ ｍａｋｅ ａ ｒａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ ｂｅｔｔｅｒ ｓｅｌｅｃｉｏｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｕｓｉｂｌｅ ｉｎｔｅｒｌｉｎｉｇｎ，ｄｏｕｂｌｅ ｐｏｉｎｔ ｆｕｓｉｂｌｅ ｉｎｔｅｒｌｉｎｉｎｇ，ｗｅａｒａｂｉｌｉｔｙ，ｐｏｗｄｅｒ ｐｏｉｎｔ ｆｕｓｉｂｌｅ ｉｎｔｅｒｌｉｎｉｎｇ，ｆｕｓｉｎｇ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ
（上接第８９页）
Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｃｔｉｖｉｙｔ ｏｆ ａ Ｗａｔｅｒ・ｐｒｏｏｆ ａｎｄ Ｗａｔｅｒ
Ｖａｐｏｒ Ｐｅｒｍｅａｂｌｅ Ｐ Ｕ Ｆａｂｒｉｃ Ｃｏａｔｉ ｎｇ
Ｗａｎｇ Ｗｅｉ，Ｈｕａ Ｚａｉｗｅｎ
（Ｃｏｌｌｅｇｅｏｆ￣ｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ ＣｈｅｍｉｃａｌＤｌｇｉｎｅ 日ｇ，Ｄ０ｎｇＩｉｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， 曲ｇｈａｉ，，？０００５１）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｗｒ，ａ ｗａｔｅｒ－ｐｒｏｏｆ ａｎｄ ｖａｐｏｒ ｐｅｒｍｅａｂｌｅ Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ（ＰＵ）ｍｉｃｒｏ－ｅｍｕｌｓｉｏｎ ｆｂａｒｉｃ ｃｏａｔｉｎｇ Ｗａｓ
ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ．Ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｖａｐｏｒ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｙｔ ｏｆ ｈｔｅ ＰＵ ｃｏａｔｅｄ ｆｂａｒｉｃ Ｗａｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｄｅ ｂｙ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ
（ＳＥＭ），Ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ（ＤＳＣ），Ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｖａｐｏｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｃｕｐｓ ａｎｄ ｓｏ ｏｎ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕＩｔ
ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｄｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｏａｔｉｇｎ ｆｉｌｍ ｉｓ ｎｏｎ ｍｉｃｒｏ－ｐｏｒｏｕｓ．Ｈｙｄｍｐｈｉｌｉｃ ｇｒｏｕｐｓ ｉｎ ＰＵ ｍａｃｍｍｏｌｅｃｕｌｅ ｃａｒｒｙ ｏｕｔ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｏｆ
ｗａｔｅｒ ｖａｐｏｒ．Ｔｈｅ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｙｔ ｏｆ ｈｔｅ ｆｂａｒｉｃ ｄｅｐｅｎｄｓ ｏｎ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ ｇｒｏｕｐｓ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ＰＵ ｃｏａｔｉｎｇ．Ｓｔｕｄｉｅｓ ｒｅｖｅａｌｅｄ ｔｈａｔ
ｔｈｅ ＰＵ ｆｉｍｌ ｅｘｈｉｂｉｔｓ ａ ｓｐｅｃｉｌａ ｈｅａｔ ａｂＳＯｒｐｔｉｏｎ ａｔ ａｂｏｕｔ ３２～３４℃ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｏ ｈｕｍａｎ ｂｏｄｙ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．
ｈＴｅ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｗｏｕｌｄ ｍａｋｅ ｆｂａｒｉｃｓ ｍｏｒｅ ｃｏｍｆｏｒｔａｂｌｅ ｔｏ ｈｕｍａｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ，ｂｒｅａｔｈａｂｌｅ，ｃｏａｔｄｅ ｆｂａｒｉｃ，ｔｈｅｒｍａｌ ａｃｔｉｖｉｙｔ
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Ｖｏ１．２８．Ｎｏ．５
Ｏｃｔ．２００２
聚氨酯涂层剂湿燕活性分析
及 水透湿性能的研究
王炜 华载文
（东华大学化学与化工学院，上海。ｚ０００５ｔ）
摘要通过扫描电镜（ＳＥＭ）、差热分析（ＤＳＣ）、透湿杯法测量等手段，对合成的Ｐｕ涂层膜及涂层布进行了一系列观测，推断
该涂层是属于无微孔亲水性透湿。透湿量大小取决于亲水基的含量。观察到织物的透湿量随环境温度的升高而增加，这种
变化对应于聚合物中ＰＥＧ，Ｐ］＇ＭＧ组分的相变区，有一定的热效应。这种性能可赋予织物“防水透湿调温”功能，明显增加织
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近来，涂层织物发展迅速，特别是具有许多新颖
性能的涂层面料层出不穷，引人注目，其中具有代表
性的是ＰＵ防水透湿涂层。防水透湿涂层织物按获得
透湿的方式不同，可分为微孔透湿与无孔透湿。微孔
下）仍保持柔软手感［２Ｉ。笔者对涂层膜湿热活性以及
透湿性能做了进一步的研究。
１ 实验及测试
１．１药品
透湿是靠成膜时形成大量微小空隙，平均孔径小于
２ ，阻止水滴（最小直径１００ ｔａｎ）通过，却允许水蒸
气分子（平均直径０．０００ ４ ｔａｎ）通过，从而获得防水透
湿功能…。而无孔透湿则是依靠亲水链段和亲水基
团，这些基团或链段首先以氢键的形式“捕获”水蒸气
分子，由于大分子热运动，涂层膜内形成大量瞬时空
隙，在涂层膜两侧水蒸气压差的推动下，水蒸气从蒸
汽压高的一面传递到另一面，并散发于周围的环境，
达到防水透湿目的。此种透湿是靠亲水链段或亲水
基团的作用，故又称为亲水性透湿。笔者通过２，４一甲
聚乙二醇（ＰＥＧ），Ｍ＝１ ０００，上海浦东高南化工
厂产品；四氢呋喃聚醚（ＰＩＭＧ），Ｍ＝１ ０００，日本保土
谷公司；自乳化单体二羟甲基丙酸（ＤＭＰＡ）；１，４丁二
醇（ＢＤ），上海菲达工贸有限公司；三羟甲基丙烷
（ＴＭＰ），天津津达精细化工品厂产品；２，４一甲苯二异氰
酸酯（１ＤＩ），Ｍ＝１７４，上海南翔试剂厂产品；二乙烯三
胺（ＤＥＴＡ），上海染化四厂产品；聚氨酯预聚体（ＰＵＲ）一
ＮＣＯ％为１２％自制，丁酮、三乙胺（ＴＥＡ）均为市售。水
苯二异氰酸酯（１ＤＩ）与聚醚组分、亲水单体预聚、扩
链、分散制成半透明的ＰＵ微乳液涂层剂【２］。通过
Ｊ 一２０８透湿杯法测定透湿量与耐静水压，平均耐水
压值６ ５００Ｐａ，超过聚丙烯酸酯涂层剂（对比测试
３ ５００ Ｐａ）和普通水性ＰＵ涂层剂（对比测试为
４ ６００ Ｐａ），平均透湿量为２ ３００ ｇ／（ｍ２・２４ ｈ），达到国际
性微乳液聚氨酯涂层剂（自制）；聚氨酯预聚体交联剂
（自制）；无水氯化钙（试剂级）上海试剂公司。
１．２实验方法
（１）涂层剂合成：以一定聚合度的聚乙二醇ＰＥＧ，
聚四氢呋喃ＰＴＭＧ为聚醚二醇组分，自乳化单体二羟
甲基丙酸（ＤＭＰＡ），与２，４一甲苯二异氰酸酯（ＴＤＩ）预
聚，进而与１，４一丁二醇（ＢＤ）、三羟甲基丙烷（ Ｐ）扩
链，再自乳化分散于水中。
知名品牌ＵＣＢ公司的ＵＣ ｃｏａｔ ２ＯＯＯ（对比测试为
２ １００ ｇ／（ｍ２・２４ ｈ）水平 ．４Ｊ，手感滑细，低温下（０℃以
收稿１３期：２００１—０９—２８
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５期 王炜等：聚氨酯涂层剂湿热活性分析及防水透湿性能的研究 ８７
（２）涂层膜的制备：取上述自制微乳液Ｐｕ涂层
剂若干，加交联剂、水调至适当粘度，倾倒在制膜板
上，静置４ ｈ除去气泡，移入Ａ１０１—１红外烘箱中烘
干，再移入焙烘箱焙烘３ ｍｉｎ，取出在室温下平衡待测。
（３）涂层布制备：选用尼丝纺（１９０Ｔ）为基布，前
防水后，将调好的涂层胶在基布上涂刮，于９０～ＩＯ０￣Ｃ
下烘箱烘干，并在给定温度下焙烘３ ｍｉｎ，冷却平衡
２４ ｈ后，剪边、标记待测。
１．３主要参数测试
图１水性聚氨酯微乳液透射电镜ＴＥＭ照片（Ｘ ２０００３倍）
（１）采用ＣＡ＾ 弓（＝ＡＮ一Ⅳ扫描电镜观察涂层膜；涂层
剂加入交联剂烘干，制成厚度０．５ ｎ功的薄膜，取样品充
由图２可见涂层膜断面紧密、完整未见微孔结构，
按文献载，有孔透湿涂层膜有大量０．５～５０『堋的微
？Ｌ［６ ３。显见笔者合成的涂层膜透湿机理属无孔透湿。
液氮冷冻做断面，喷金制样，移入扫描电镜，观察拍片。
（２）表观粘度测定：采用国产ＮＤＪ一７９旋转粘度
计测定。
（３）红外光谱测试：采用日本岛津ＩＲ一４８０型红
外光谱测试仪，取样品液体均匀涂在ＫＢｒ盐片上，于
红外烘箱中烘干，测红外光谱，并分析比较所获图谱。
（４）涂层织物的耐水压测试：采用温州纺仪厂
ＹＧ一８１２织物渗水测试仪按ＧＢ ４７４４—８４进行。
（５）透湿性测定：采用日本ＪＩＳＺ一２０８标准（透湿
杯法）测定。
（ａ）胶膜表面（ｘ５ ｏｏｏ） （ｂ）胶膜横断面（ｘ２ ５００）
（６）涂层膜力学性能测定：将微乳液ＰＵ在制膜
板上制得一定厚度的薄膜，用千分尺测膜厚度，再剪
成３ ｍｉｌｌ细条，采用英国剑桥ＡＧＳ３—５００ＮＤ强力测试
仪，夹距１０ ｍｍ；拉伸速度１０ ｍｍ／ｍｉｎ。每组测５个试
样，取平均值。
图２ ＰＵ涂层膜扫描电镜（ＳＥＭ）照片
２．２涂层织物不同温度下的透湿量
研究表明，当人体处于热平衡时，感觉舒适的皮肤
（７）采用ＰＥＲＫＩＮ—ＥＬＭＥＲ ７５００型量热分析仪进行
差示扫描量热分析（ＤＳＣ）（２ｃ【＝／ｍ ，５￣Ｃ／ｍｉｎ）。
平均温度在３３．４ｃ【＝，在身体任何部位的皮肤温度与皮肤
平均温度的差在１．５～３．０ｃ【＝范围内，人体感觉不冷不
热，若温度差超过±４．５ｃ【＝范围，人体将有冷暖感【８ｌ。因
此，根据人体这一特点，研制当环境温度高时透湿量大，
并具有吸热功能；当环境温度低时，具有放热功能。将
从根本上改变原有织物的舒适性和环境温度适应性。
基于这个思路，在涂层上进行了尝试。
２结果与讨论
２．１合成产品结构性能
在制备ＰＵ涂层剂时，经过实验筛选以及综合考
虑，聚醚组分采用相对分子质量均为１ ０００的ＰＥＧ、
Ｐ＇ｒＭＧ［２ Ｊ
，
通过预聚、两次扩链、乳化，得到ＰＵ高分子微乳
液Ｅ２ ３。所得涂层剂平均粒径５５砌，离散度２９％，较为
均匀（见图１），并具有明显的Ｒａｙｌｅｉｇｈ散射效应 ］。成
其熔融温度均在体温附近。
用自制的涂层剂涂布、烘干、交联，裁制成数块，在不
同的环境温度下，平行试验，测定织物透湿量（见图３）。
膜性能优于普通水乳液，与溶剂型ＰＵ相仿，完全根除
了有机溶剂，避免了环境污染及安全性等方面的问
题，且生产成本降低。涂层织物耐水压值平均为６ ５００
Ｐａ，透湿量为２ ３００ ｇ／（ｍ２・２４ ｈ）。所采用的合成路线，
不同于传统的生产工艺，不仅简化了工艺，且完全根
除了溶剂污染。
按标准方法制膜，并通过扫描电镜放大５０００、
２ ５００倍观察，结果如图２。
发现随温度的升高，透湿量明显升高，并在２７～
３２ｃ【＝间有一突变。改变ＰＥＧ与Ｐ１ＭＧ质量比，这一突
变点会有所改变。这可能是由于涂层膜发生相变，大
分子热运动加剧，瞬时孔隙增多，传递水分子加快。
由于透湿量增大的温度区域，恰好在人体体温附近，
在人感觉热的时候大量带走汗气，降低体温，同时涂
层膜中的ＰＥＧ发生熔融相变，从而具有吸热效应。在
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８８ 东华大学学报（自然科学版） 第２８卷
姗 姗 姗 姗 姗ｏ
物的服用舒适性，使涂层织物具有“自动调节透湿”功
能，这是由于分散在聚氨酯高分子涂层膜中独特的微
＝
－
相分离结构中的聚醚组分所造成。
●
鱼
２．３ ＰＵ大分子中的聚醚组分热性能研究
删
ＰＵ作为涂层膜中存在的微相分离结构，各微相区
翻
蝌
会在一定程度上保持其聚醚组分的理化性能。按标准
方法制膜，精确称量样品送入样品仓，程序升温观察记
录吸热结果见图４，取定量ＰＥＧ、ＰＴＭＧ同样用ＰＥＲＫＩＮ—
图３不同温度下涂层织物的透湿量
ＥＬＭＥＲ ７５００型量热分析仪进行差示扫描量热分析
温度低于体温时，涂层膜聚醚相发生凝固结晶，释放
（ＤＳＣ）（２℃／ｍｉｎ，５℃／ｍｉｎ）观察其热活性，对聚醚以及
潜热，同时透湿量减少，也能满足排汗的需求，增加织
ＰＵ膜的差示扫描热分析的结果显示，见表１及图４。
啦Ｉ
蛔Ｉ
斌 壤
瘊 最
删 删
嚏
略
５Ｏ ４５ ４０ ３５ ３Ｏ ２５ ２Ｏ ｌ５ ５Ｏ４５ ４０ ３５ ３Ｏ ２５ ２Ｏ ｌ５
温度／＇ｃ
温度／℃
（ａ）ＰＥＧ的ＤＳＣ分析图谱 （ｂ）ＰＴＭＧ的ＤＳＣ分析图谱
（Ｃ）涂层膜的ＤＳＣ分析图谱
图４聚醚及涂层膜的差热扫描图谱
表１聚醚及ＰＵ膜热活性ＤＳＣ测试结果
然与异氰酸酯加成聚合，形成聚氨基甲酸酯大分子，
但由于聚氨酯基、脲基等分子硬链段极性强，形成许
多微小结晶区。而聚醚大分子缠结、盘绕形成无定型
区。这样，在分子内形成软硬链段“微相分离”结
构 Ｊ，无定型区聚醚组分仍部分保持其原有的物理性
质。当温度升高，大分子发生相变实际上是大分子运
动状态发生变化，分子运动加剧，产生更多、更大的空
隙并影响涂层的透湿性能。
２．４聚醚组分Ｈ ／ＰＩＭＧ比例与织物透湿量的关系
由图４、表１可见，Ｆ１７ＣｌＧ相变吸收热小于ＰＥＧ。而所
其他条件不变，只改变聚醚二醇中ＰＥＧ／Ｆ１７ＣｌＧ的
做的ＰＵ膜样品（含Ｆ１７ＣｌＧ １８．１％，ＰＥＧ ５６．３％）在３Ｏ～
比例，制得一组涂层剂，制膜并测吸水溶胀率及涂层
３４ｃＣ则有一明显的吸热峰。若通过运算，按质量分数
织物透湿量的结果如表２所示。
取算术平均值，计算得到吸热峰强度为：
表２不同比例聚醚组分与织物透湿量与吸水溶胀率
ＰＥＧ吸热强度×ＰＥＧ质量分数＋Ｆ１７ＣｌＧ吸热强
度×ＰＴＭＧ质量分数＝１．４５ ｃｍ２／ｒｎｇ
ＰＥＧ／ｔｒｒＭＧ摩尔比８０／２０ ７０／３０ ６６／３３ ５０／５０ ３０／７０
与Ｐｕ膜的吸热峰强度实测值１．４１ ｃｍ２／ｍｇ十分吻合。
透湿量／ｇ・（ｍ２・２４ ｈ）一 ３ ３１４ ２７４９ ２４０３ ２０８８ １ ８０７
由此可推知：涂层膜在３Ｏ ３４℃的吸热峰是聚醚组分
吸水溶胀率／（％） １７０．１ １４８．１ １３５．５ １１９．３ ９５．３
相变的贡献，吸热量与聚醚相变热接近。说明聚醚虽
注 涂层剂亲水单体质量分数为２．６％。
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５期 王炜等：聚氨酯涂层剂湿热活性分析及防水透湿性能的研究
。
８９
表２结果显示，随ＰＥＧ含量加大，涂层亲水性增强，透
湿量呈上升趋势。比较ＰＥＧ１０００、ＦｒＭＧ１０００结构
ＰＥＧ：ＨＯ（ＣＨ２ＣＨ２０） Ｈ
硎Ｇ：ＨＯ（ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２０） Ｈ
子间交联，发生溶解。对于涂层织物，亲水性强则必
然会降低其耐水压。因此，ＰＥＧ用量同时还受到耐水
性制约。但相对而言，耐水压值这种不明显的降低还
不会影响织物防水性能。
可见ＰＥＧ亲水醚键的密度明显大于ＶＦＭＧ，是典
型的非离子亲水基团。水分子在其间沿“分子梯级”
传递时［引，梯级短，移动更容易，因而透湿量更大，但
３ 结论
所制备的涂层剂涂层膜属无微孔亲水透湿，聚醚
中亲水性强组分如ＰＥＧ越多，透湿性越好，但却会引
起耐水性下降。在３０￣Ｃ附近涂层有一个相变吸热峰，
对应于ＰＥＧ、ＶＦＭＧ的熔融温度，伴随有相变的潜热吸
收与释放，同时在相变前后涂层的透湿量会发生明显
变化，在人体感觉热时透湿量加大，在人感觉凉时，减
少透湿量，从而增加了织物的服用舒适性。为制得可
耐水性下降。
２．５ ＰＥＧ含量与涂层织物耐水压关系
其他条件相同，改变ＰＥＧ／￣Ｇ的比例，合成一
系列涂层剂，并按同样条件涂布，测取涂层布的耐水
压值，见表３。将涂层剂加交联剂，在室温下静置４ ｈ
脱泡，做膜。放红外干燥箱中烘干，１６０￣Ｃ下焙烘
３ ｍｉｎ，然后采样称重，浸于水中，一定时间后取出吸干
表面水分，重新称重，测量其溶胀百分率，结果见图５。
●涂层织物耐水压值◆涂层膜水浸增重百分率
呼吸、可调温涂层服装，提供了美好前景。
参考文献
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有很强的亲水性，涂层膜的水溶胀性增大，耐水性降
低，耐静水压下降。当高分子物浸于水中时，水分子
会向有亲水性的高聚物内部扩散渗透。尽管大分子
间的交联限制这种溶剂化倾向，但由于聚氨酯高分子
物是相对分子质量巨大的柔曲长链，尤其在软链段形
成的大量无定形区，分子热运动使链间形成孔隙，可
被水分子充满，发生溶胀。亲水基团则为此提供了动
力，分子中这种亲水基团越多，溶胀就越大。当水溶
（２８）１０：１０６—１１５
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４８
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（４）：５—９
性足够大时，大分子会发生溶剂化，甚至有可能破坏分
（下转第１０４页）
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１０４ 东华大学学报（自然科学版） 第２８卷
Ａ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎｔｏ ｔｈｅ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｗｏｏｌ Ｆａｂｒｉｃ（Ｗ／Ｔ Ｆａｂｒｉｃｓ）
ｗｉｔｈ Ｄｏｕｂｌｅ Ｐｏｉｎｔｆｕｓｉｂｌｅ Ｉ ｎｔｅｒｌｉｎｉｎｇ
Ｚｈｕ Ｇｕａｎｇｙａｏ，Ｘｕ Ｓａｉｆａｎｇ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｆａｓｈｉｏｎ，Ｄｏｎｇ Ｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， 瞰咖ｉ，２０００５１）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｇｅｎｅｒａｌ ｆｕｓｉｂｌｅ ｉｎｔｅｒｌｉｎｉｎｇ ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｎ ｐｕｔｓ ｅｍｐｈａｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｗｅａｒａｂｉｌｉｔｙ．Ｉｎ ａ
ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｄｏｕｂｌｅ ｐｏｉｎｔ ｆｕｓｉｂｌｅ ｉｎｔｅｒｌｉｎｉｎｇ ｉｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｐｏｗｄｅｒ ｐｏｉｎｔ ｆｕｓｉｂｌｅ ｉｎｔｅｒｌｉｎｉｎｇ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｕｓｅｄ
ｐｏｐｕｌａｒｌｙ ｐｒｅｓｅｎｔｌｙ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｉｓ，ｉｔ＇ｓ ｓｈｏｗｎ ｔｈａｔ，ａｓ ａ ｈｉｇｈ—ｃｌａｓｓ ｆｕｓｉｂｌｅ ｉｎｔｅｒｌｉｎｉｎｇ，ｄｏｕｂｌｅ ｐｏｉｎｔ ｆｕｓｉｂｌｅ ｉｎｔｅｒｌｉｎｉｎｇ ｈａｓ
ｓｕｐｅｒｉｏｒｉｔｙ ｉｎ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｗｏｏｌ ｏｒ ，飞ｆａｂｒｉｃｓ．Ｈｏｗ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｕｓｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｄｏｕｂｌｅ ｐｏｉｎｔ ｆｕｓｉｂｌｅ ｉｎｔｅｒｌｉｎｉｎｇ
ｉｓ ｕｓｅｄ ｉｓ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ ｗｒｉｔｔｅｎ．Ａｌｌ ｔｈｉｓ ｉｓ ｔｏ ｍａｋｅ ａ ｒａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ ｂｅｔｔｅｒ ｓｅｌｅｃｉｏｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｕｓｉｂｌｅ ｉｎｔｅｒｌｉｎｉｇｎ，ｄｏｕｂｌｅ ｐｏｉｎｔ ｆｕｓｉｂｌｅ ｉｎｔｅｒｌｉｎｉｎｇ，ｗｅａｒａｂｉｌｉｔｙ，ｐｏｗｄｅｒ ｐｏｉｎｔ ｆｕｓｉｂｌｅ ｉｎｔｅｒｌｉｎｉｎｇ，ｆｕｓｉｎｇ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ
（上接第８９页）
Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｃｔｉｖｉｙｔ ｏｆ ａ Ｗａｔｅｒ・ｐｒｏｏｆ ａｎｄ Ｗａｔｅｒ
Ｖａｐｏｒ Ｐｅｒｍｅａｂｌｅ Ｐ Ｕ Ｆａｂｒｉｃ Ｃｏａｔｉ ｎｇ
Ｗａｎｇ Ｗｅｉ，Ｈｕａ Ｚａｉｗｅｎ
（Ｃｏｌｌｅｇｅｏｆ￣ｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ ＣｈｅｍｉｃａｌＤｌｇｉｎｅ 日ｇ，Ｄ０ｎｇＩｉｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， 曲ｇｈａｉ，，？０００５１）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｗｒ，ａ ｗａｔｅｒ－ｐｒｏｏｆ ａｎｄ ｖａｐｏｒ ｐｅｒｍｅａｂｌｅ Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ（ＰＵ）ｍｉｃｒｏ－ｅｍｕｌｓｉｏｎ ｆｂａｒｉｃ ｃｏａｔｉｎｇ Ｗａｓ
ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ．Ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｖａｐｏｒ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｙｔ ｏｆ ｈｔｅ ＰＵ ｃｏａｔｅｄ ｆｂａｒｉｃ Ｗａｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｄｅ ｂｙ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ
（ＳＥＭ），Ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ（ＤＳＣ），Ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｖａｐｏｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｃｕｐｓ ａｎｄ ｓｏ ｏｎ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕＩｔ
ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｄｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｏａｔｉｇｎ ｆｉｌｍ ｉｓ ｎｏｎ ｍｉｃｒｏ－ｐｏｒｏｕｓ．Ｈｙｄｍｐｈｉｌｉｃ ｇｒｏｕｐｓ ｉｎ ＰＵ ｍａｃｍｍｏｌｅｃｕｌｅ ｃａｒｒｙ ｏｕｔ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｏｆ
ｗａｔｅｒ ｖａｐｏｒ．Ｔｈｅ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｙｔ ｏｆ ｈｔｅ ｆｂａｒｉｃ ｄｅｐｅｎｄｓ ｏｎ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ ｇｒｏｕｐｓ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ＰＵ ｃｏａｔｉｎｇ．Ｓｔｕｄｉｅｓ ｒｅｖｅａｌｅｄ ｔｈａｔ
ｔｈｅ ＰＵ ｆｉｍｌ ｅｘｈｉｂｉｔｓ ａ ｓｐｅｃｉｌａ ｈｅａｔ ａｂＳＯｒｐｔｉｏｎ ａｔ ａｂｏｕｔ ３２～３４℃ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｏ ｈｕｍａｎ ｂｏｄｙ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．
ｈＴｅ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｗｏｕｌｄ ｍａｋｅ ｆｂａｒｉｃｓ ｍｏｒｅ ｃｏｍｆｏｒｔａｂｌｅ ｔｏ ｈｕｍａｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ，ｂｒｅａｔｈａｂｌｅ，ｃｏａｔｄｅ ｆｂａｒｉｃ，ｔｈｅｒｍａｌ ａｃｔｉｖｉｙｔ