Proprietà impermeabili e permeabili all'umidità della pellicola in TPU

La funzionalità principale diPellicola in poliuretano termoplastico (TPU)risiede nelle sue eccezionali proprietà impermeabili e permeabili all'umidità: può impedire all'acqua liquida di penetrare, consentendo al contempo il passaggio delle molecole di vapore acqueo (sudore, traspirazione).

1. Indicatori e standard di prestazione

1. Impermeabilità (resistenza alla pressione idrostatica):
   • Indicatore: misura la capacità della pellicola di resistere alla pressione esterna dell'acqua, misurata in kilopascal (kPa) o millimetri di colonna d'acqua (mmH₂O). Un valore più alto indica una maggiore impermeabilità. Ad esempio, l'abbigliamento da esterno standard potrebbe richiedere ≥13 kPa, mentre l'attrezzatura professionale potrebbe richiedere ≥50 kPa.
   • Standard di prova: comunemente testato utilizzando ISO 811 o ASTM D751 (metodo di resistenza allo scoppio). Questo metodo prevede l'aumento continuo della pressione dell'acqua su un lato della pellicola fino alla comparsa di gocce d'acqua sull'altro lato, registrando il valore di pressione in quel punto.
2. Permeabilità all'umidità (trasmissione del vapore):
   • Indicatore: misura la massa di vapore acqueo che attraversa un'area unitaria del film per unità di tempo, espressa in grammi per metro quadrato per 24 ore (g/m²/24h). Un valore più alto indica una migliore traspirabilità e dissipazione del sudore. In genere, un valore superiore a 5000 g/m²/24h è considerato altamente traspirante.
   • Standard di prova: Esistono due metodi principali:
     • Metodo della tazza verticale (metodo dell'essiccante): ad esempio, ASTM E96 BW. Un essiccante viene inserito in una tazza, sigillato con la pellicola, e viene misurata la quantità di vapore acqueo assorbita in specifiche condizioni di temperatura e umidità. I ​​risultati sono più vicini alle reali condizioni di usura.
     • Metodo della tazza rovesciata (metodo dell'acqua): ad esempio, ISO 15496. L'acqua viene posta in una tazza, capovolta e sigillata con la pellicola, e viene misurata la quantità di vapore acqueo che evapora attraverso la pellicola. Questo metodo è più rapido e spesso utilizzato per il controllo qualità.

2. Principio di funzionamento

Le proprietà impermeabili e permeabili all'umidità dipellicola in TPUnon vengono ottenuti attraverso pori fisici ma si basano sull'azione a livello molecolare dei suoi segmenti di catena idrofila:

• Impermeabile: la pellicola stessa è densa e priva di pori; l'acqua liquida non può attraversarla a causa della sua tensione superficiale e della struttura molecolare della pellicola.
• Permeabile all'umidità: il polimero contiene gruppi idrofili (ad esempio, -NHCOO-). Questi gruppi "catturano" le molecole di vapore acqueo che evaporano dalla pelle all'interno. Quindi, attraverso il "movimento segmentale" delle catene polimeriche, le molecole d'acqua vengono gradualmente "trasmesse" dall'interno all'ambiente esterno.

3. Metodi di prova

1. Tester di pressione idrostatica: utilizzato per misurare con precisione la pressione limite di impermeabilità della pellicola o del tessuto.
2. Tazza per la permeabilità all'umidità: utilizzata all'interno di una camera a temperatura e umidità costanti per misurare il tasso di trasmissione del vapore acqueo (MVTR) utilizzando il metodo della tazza verticale o capovolta.

4. Applicazioni

Sfruttando queste proprietà,pellicola in TPUè la scelta preferita per numerose applicazioni di fascia alta:

• Abbigliamento outdoor: componente fondamentale di giacche rigide, abbigliamento da sci e pantaloni da trekking, che garantisce agli amanti dell'aria aperta comfort e asciutto anche in caso di vento e pioggia.
• Protezione medica: utilizzata nei camici chirurgici e negli indumenti protettivi per bloccare il sangue e i fluidi corporei (impermeabile) e consentire al contempo la fuoriuscita del sudore generato dal personale medico, riducendo lo stress da calore.
• Abbigliamento antincendio e per l'addestramento militare: offre protezione in ambienti estremi, che richiedono resistenza al fuoco, all'acqua e alle sostanze chimiche, unita a un'elevata traspirabilità per mantenere mobilità e prestazioni.
• Materiali per calzature: utilizzati come sottopiedi impermeabili (stivaletti) per mantenere i piedi asciutti in caso di pioggia, evitando al contempo l'accumulo di calore e umidità all'interno.

In sintesi, grazie alla sua struttura fisica e chimica unica, la pellicola in TPU bilancia abilmente le esigenze apparentemente contraddittorie di "impermeabilità" e "traspirabilità", diventando un materiale chiave indispensabile nel campo dei tessuti ad alte prestazioni.