PET薄膜的多功能開發(fā)-TPU透濕防水薄膜

TPU透濕防水薄膜為無孔質(zhì)具親水基之薄膜，加工性良好，但仍稍不及聚酯系薄膜，且該產(chǎn)品在大陸已有多家廠商相繼生產(chǎn)，利潤(rùn)和未來性與當(dāng)年相比已衰退許多。

近日德國(guó)弗萊堡大學(xué)的科研人員開發(fā)出了一種可以像蛇一樣蛻皮的材料。該材料由三層組成：頂部為防水層，中間為水溶性聚合物，底部為超疏水硅膜。大多數(shù)面料容易劃傷和撕裂，而這款“蛇皮”面料在頂層被劃傷時(shí)，水會(huì)滲透并溶解水溶性層，自動(dòng)脫落外層，具有防水耐用功能。

荷葉看起來平淡無奇，但是科學(xué)家卻從它表面結(jié)構(gòu)得到靈感，研發(fā)出可以有效自清潔的防水布料。德國(guó)弗萊堡大學(xué)微系統(tǒng)工程的科研人員Jürgen Rühe表示，目前已有很多論文是關(guān)于超疏水表面和仿荷葉材料的，但是它們都有同樣的缺點(diǎn)，即機(jī)械強(qiáng)度低，易碎。

即使通過增大表面凹凸的尺寸（比如微米尺度）在一定程度上提高了強(qiáng)度，大多數(shù)仿荷葉材料還是容易被刮破或撕破，同時(shí)也損害了其防水性能。為了解決這個(gè)難題，Rühe團(tuán)隊(duì)從爬行動(dòng)物得到靈感，研發(fā)了一種可以蛻掉外層的材料。

Rühe團(tuán)隊(duì)將超疏水材料改進(jìn)為具有三層結(jié)構(gòu)的損傷自愈型材料。頂層是一個(gè)由聚1H，1H，2H，2H-全氟癸基丙烯酸酯(PFA)組成的疏水膜，也被稱為“納米草”，它從由它表面伸出的尖銳的，圓錐狀的納米結(jié)構(gòu)獲得疏水性能。在這一層下面是聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，一種用于各種醫(yī)療應(yīng)用的水溶性聚合物。底層是一個(gè)超疏水薄膜硅納米草。

這樣的三層結(jié)構(gòu)，保證了材料的“蛻皮”性能。當(dāng)表層受到磨損后，材料浸水，夾層溶水，這使得損壞的頂層松散和脫落，露出下面的新的疏水層。這在外觀上就跟“蛇蛻”一樣。別看是多層的疊加，但兩類材料交互疊加卻是防水新材料的重大技術(shù)革新，實(shí)現(xiàn)不同材料緊密貼合而不相互減損難度較大。夾層還提高了材料的整體強(qiáng)度，比單層強(qiáng)度提高十幾倍，抗拉耐扯還防割。不過，這種材料目前仍然處于實(shí)驗(yàn)室階段，需要克服一個(gè)關(guān)鍵問題，那就是外部防水層太容易被損壞。