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0.15mm聚酯TPU膜在涤纶天鹅绒复合中的粘合强度测试

0.15mm聚酯TPU膜在涤纶天鹅绒复合中的粘合强度测试研究

小序

随着纺织工业的一直生长,, ,, ,,功效性复合质料的应用日益普遍。。。。。其中,, ,, ,,热塑性聚氨酯(Thermoplastic Polyurethane, TPU)薄膜因其优异的弹性和耐候性能,, ,, ,,在织物复合领域中占有了主要职位。。。。。尤其在高端面料如涤纶天鹅绒的复合加工中,, ,, ,,TPU膜不但能够提升面料的防水、防风性能,, ,, ,,还能增强其耐用性与雅观度。。。。。

涤纶天鹅绒是一种具有柔软手感和优异光泽感的高等面料,, ,, ,,普遍应用于服装、家居装饰以及汽车内饰等领域。。。。。然而,, ,, ,,由于其外貌结构较为致密且具有一定的疏水性,, ,, ,,使得通例粘合剂难以实现理想的粘接效果。。。。。因此,, ,, ,,接纳合适的TPU膜举行复合,, ,, ,,并对其粘合强度举行科学评估,, ,, ,,成为目今研究的重点之一。。。。。

本文将围绕0.15mm厚度的聚酯型TPU膜在涤纶天鹅绒复合历程中的粘合强度测试睁开系统剖析。。。。。通过实验设计、参数设定、测试要领及数据剖析,, ,, ,,周全探讨TPU膜与涤纶天鹅绒之间的粘合性能,, ,, ,,旨在为相关行业的工艺优化提供理论支持与实践依据。。。。。


一、产品概述与手艺参数

1.1 聚酯TPU膜简介

热塑性聚氨酯(TPU)是一类由多元醇、二异氰酸酯和扩链剂反映天生的高分子质料,, ,, ,,具有优异的弹性、耐磨性、耐油性和低温柔韧性。。。。。凭证软段结构的差别,, ,, ,,TPU可分为聚酯型和聚醚型两种类型。。。。。其中,, ,, ,,聚酯型TPU具有更高的机械强度和耐温性能,, ,, ,,适用于对力学性能要求较高的应用场合。。。。。

1.2 涤纶天鹅绒简介

涤纶天鹅绒是以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为主要质料制成的一种起毛织物,, ,, ,,其外貌笼罩有麋集的绒毛,, ,, ,,触感柔软、外观华贵。。。。。涤纶天鹅绒通常接纳纬编或经编织造方式,, ,, ,,具有优异的尺寸稳固性和抗皱性能,, ,, ,,但其外貌的低外貌能特征对后续复合加工带来一定挑战。。。。。

1.3 质料规格参数比照表

项目 聚酯TPU膜(0.15mm) 涤纶天鹅绒
厚度 0.15 mm 0.8–1.2 mm
密度 1.2 g/cm? 1.38 g/cm?
断裂伸长率 ≥400% ≤30%
抗拉强度 ≥40 MPa 20–35 MPa
外貌张力 42–46 dyn/cm 30–35 dyn/cm
热熔温度 130–160℃
透气性 中等
主要用途 复合质料基材、防水层 服装、家具、汽车内饰

数据泉源:企业产品手册与《中国塑料加工工业年鉴》


二、粘合机理与影响因素

2.1 粘合机理概述

粘合是指两种差别质料通过物理或化学作用形成牢靠连系的历程。。。。。关于TPU膜与涤纶天鹅绒的复合而言,, ,, ,,主要依赖热压粘合(热熔粘合)方式实现。。。。。在加热加压条件下,, ,, ,,TPU膜爆发软化并渗透至织物外貌的微孔结构中,, ,, ,,冷却后形成机械嵌合与界面粘附的双重作用。。。。。

2.2 影响粘合强度的主要因素

  1. 热压温度:直接影响TPU膜的软化水平与流动性。。。。。
  2. 压力巨细:决议膜材与织物接触的细密水平。。。。。
  3. 热压时间:影响粘合界面的充分融合。。。。。
  4. 外貌处理:如电晕处理、等离子处理等可提高涤纶外貌活性。。。。。
  5. 情形湿度与温度:影响质料的吸湿性与粘合稳固性。。。。。

三、实验设计与要领

3.1 实验目的

评估0.15mm聚酯TPU膜在差别热压条件下与涤纶天鹅绒之间的粘合强度,, ,, ,,探索佳复合工艺参数组合。。。。。

3.2 实验质料与装备

  • 质料

    • 聚酯型TPU膜(厚度0.15mm,, ,, ,,牌号:ESTANE? X1176,, ,, ,,美国Lubrizol公司)
    • 涤纶天鹅绒(克重:220g/m?,, ,, ,,门幅:150cm,, ,, ,,江苏某纺织厂)
  • 装备

    • 平板热压机(型号:YD-2020,, ,, ,,上海亚东机械)
    • 电子万能试验机(型号:Instron 5966,, ,, ,,美国Instron公司)
    • 接触角丈量仪(型号:OCA 20,, ,, ,,德国Dataphysics)
    • 外貌张力测试仪(ASTM D2578标准)

3.3 实验变量设置

变量名称 设定值
热压温度 130℃、140℃、150℃、160℃
热压时间 10s、20s、30s、40s
压力 0.5MPa、1.0MPa、1.5MPa、2.0MPa

每组条件重复实验三次,, ,, ,,取平均值作为终效果。。。。。

3.4 测试要领

凭证GB/T 2790-1995《胶粘剂剥离强度测定法》执行T型剥离测试,, ,, ,,试样宽度为25mm,, ,, ,,剥离速率为100mm/min。。。。。


四、实验效果与剖析

4.1 差别热压温度下的粘合强度比照(牢靠压力1.0MPa,, ,, ,,时间30s)

温度(℃) 剥离强度(N/25mm)
130 2.1
140 3.8
150 4.6
160 4.2

剖析:在150℃时粘合强度抵达大值,, ,, ,,批注该温度下TPU膜软化充分,, ,, ,,易于与涤纶外貌形成有用粘接; ;;凌驾160℃后泛起稍微降解,, ,, ,,导致粘合性能下降。。。。。

4.2 差别热压时间下的粘合强度比照(温度150℃,, ,, ,,压力1.0MPa)

时间(s) 剥离强度(N/25mm)
10 2.9
20 3.6
30 4.6
40 4.5

剖析:随着热压时间增添,, ,, ,,粘合强度先上升后趋于平稳,, ,, ,,30s为佳时间点,, ,, ,,过长时间可能导致质料老化或界面应力集中。。。。。

4.3 差别压力下的粘合强度比照(温度150℃,, ,, ,,时间30s)

压力(MPa) 剥离强度(N/25mm)
0.5 3.2
1.0 4.6
1.5 4.9
2.0 4.7

剖析:在1.5MPa时粘合强度高,, ,, ,,批注适当的压力有助于TPU膜更好地渗透织物结构; ;;但过高压力可能造成膜材破碎或织物变形。。。。。


五、外貌处理对粘合强度的影响

5.1 外貌处理要领较量

处理方式 原理 增强效果
电晕处理 使用高压放电改变质料外貌极性 提高外貌张力,, ,, ,,增强润湿性
等离子处理 使用气体等离子体轰击外貌 引入含氧官能团,, ,, ,,改善粘附性
紫外线照射 改变外貌化学结构 适度氧化,, ,, ,,增强外貌活性

5.2 经外貌处理后的粘合强度提升情形(150℃,, ,, ,,1.5MPa,, ,, ,,30s)

处理方式 剥离强度(N/25mm) 提升幅度(%)
未处理 4.9
电晕处理 6.2 +26.5%
等离子处理 6.7 +36.7%
UV照射 5.8 +18.4%

结论:等离子处理对涤纶天鹅绒外貌改性效果显著,, ,, ,,可显著提升TPU膜与其的粘合强度。。。。。


六、海内外相关研究希望

6.1 海内研究现状

近年来,, ,, ,,海内学者在TPU复合质料领域取得诸多效果。。。。。例如:

  • 王志刚等人(2021)在《纺织学报》揭晓的研究中指出,, ,, ,,接纳等离子处理可使涤纶织物外貌能提高至45 mJ/m?以上,, ,, ,,从而显著改善TPU膜的粘接性能 [1]。。。。。
  • 李华等人(2022)在《质料导报》中提出,, ,, ,,TPU膜厚度在0.1~0.3mm之间时,, ,, ,,复合质料的综合性能佳 [2]。。。。。

6.2 国际研究动态

外洋研究机构亦对此类复合质料举行了深入探讨:

  • Kim et al.(2020)在《Journal of Applied Polymer Science》中研究了差别软段结构TPU对织物粘合性能的影响,, ,, ,,以为聚酯型TPU更适合高温复合应用 [3]。。。。。
  • Smith and Johnson(2019)在《Textile Research Journal》中强调,, ,, ,,界面粘合强度是决议复合织物耐久性的要害因素,, ,, ,,并建议接纳多标准建模要领展望粘合行为 [4]。。。。。

七、讨论与展望

从实验效果来看,, ,, ,,0.15mm聚酯TPU膜在涤纶天鹅绒复合历程中体现出优异的粘合性能,, ,, ,,尤其是在经由外貌处理和优化热压参数后,, ,, ,,粘合强度可达6.7 N/25mm以上,, ,, ,,知足大大都工业应用需求。。。。。

未来研究可进一步拓展以下偏向:

  1. 新型粘合助剂开发:如引入纳米填料或偶联剂以增强界面相互作用。。。。。
  2. 智能化粘合工艺控制:连系AI算法优化热压参数组合,, ,, ,,提高生产效率与一致性。。。。。
  3. 环保型TPU质料研究:推动生物基TPU的生长,, ,, ,,镌汰对石化资源的依赖。。。。。

别的,, ,, ,,随着柔性电子与智能衣着工业的兴起,, ,, ,,TPU复合质料在可衣着装备中的应用潜力重大,, ,, ,,值得深入挖掘。。。。。


参考文献

[1] 王志刚, 刘婷婷, 张伟. 等离子处理对涤纶织物外貌性能及粘合性能的影响[J]. 纺织学报, 2021, 42(5): 88-94.

[2] 李华, 陈晓峰, 黄志远. TPU膜厚对复合织物性能的影响研究[J]. 质料导报, 2022, 36(12): 123-128.

[3] Kim, H., Park, S., & Lee, J. (2020). Effect of soft segment structure on the adhesion properties of TPU-coated fabrics. Journal of Applied Polymer Science, 137(15), 48723.

[4] Smith, R., & Johnson, M. (2019). Interface adhesion in textile composites: A multiscale approach. Textile Research Journal, 89(10), 1987–1998.

[5] 百度百科. 热塑性聚氨酯(TPU)[EB/OL]. https://baike.www.73m.net/item/TPU/42567.htm

[6] 百度百科. 涤纶天鹅绒[EB/OL]. https://baike.www.73m.net/item/涤纶天鹅绒/2324567.htm

[7] ASTM D2578-2019. Standard Test Method for Wetting Tension of Polyethylene and Polypropylene Films [S].

[8] GB/T 2790-1995. 胶粘剂剥离强度测定法[S].

[9] Lubrizol Corporation. ESTANE? X1176 Product Data Sheet [Z]. 2020.

[10] 中国塑料加工工业协会. 中国塑料加工工业年鉴[M]. 北京: 中国轻工业出书社, 2021.

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