中原工学院张恒教授、江苏青昀新材料有限公司、恒天重工股份有限公司以及北京邦维高科新材料科技股份有限公司最新研究了一种应用于篷布产品领域的超细纤维材料。利用闪蒸－水刺工艺制备了高密度聚乙烯（HDPE）超细纤维材料，该材料具有高强、柔软和防水透气性，可作为篷布用于户外运动、物资存储和军用物资等安全防护。

研究背景

传统篷布大都为涂层改性纤维材料和多层结构复合材料，具有力学强度高和防水性优异的特性；但传统篷布往往密度大、厚实，在具体应用过程中表现出柔性差、贴合度低和便携性差的问题，极大限制了其在个人防护和高价值异形目标覆盖等领域的应用。因此，开发高强轻薄特性的纤维材料已成为运动领域、安全防护领域和功能性纺织品领域的共同研究热点。张恒教授团队利用闪蒸法成网工艺与水刺固结工艺相结合，制备了一种HDPE超细纤维材料，用于新型篷布等防护类产品的应用与开发。

本文亮点

亮点一 闪蒸法成网与水刺柔性固网相结合

图1 HDPE 超细纤维材料的闪蒸-水刺制备工艺

利用闪蒸法获得HDPE超细纤维网，而后再利用水刺固网系统对HDPE超细纤维网进行水刺缠结，最终获得具有高强超柔的HDPE超细纤维材料。

亮点二 材料具有优异的力学性能与柔软性能

图2 HDPE 闪蒸-水刺超细纤维材料力学性能

图3 HDPE 闪蒸-水刺超细纤维材料柔软性能

图4 HDPE闪蒸-水刺超细纤维材料的易便携、异形贴合和印刷性

HDPE闪蒸-水刺超细纤维材料具有优异的力学性能，闪蒸成网与水刺固网结合，提升材料的力学特性。且随着水针能量的增加，纤维间缠结得更加紧密，材料力学性能更好。当水针能量最大为8299.7 kJ/m²时，样品纵、横向断裂拉伸强度为134.6 N与84.7 N，顶破强度为138.7 N。55 g/m² HDPE 超细纤维材料样品的拉伸断裂强力远高于45 g/m² 聚丙烯熔喷法非织造材料（纵向约为102倍、横向约为11.3倍）和20 g/m² 聚丙烯纺黏非织造材料（纵向约为3.1倍、横向约为4.5倍），大致相当70 g/m²的粘胶、涤纶水刺非织造材料。同时，水刺柔性固结大大提高了材料柔软性能，经过法宝仪柔软测试，样品柔软得分均高于80。高柔软性使材料具有易折叠及便携性和优异的异形贴合性。

亮点二 优异的防水能力和良好的通透性适用于篷布领域

水刺固结能够提高HDPE超细纤维材料结构的致密性，材料耐静水压最大 4 905.5 Pa。受益于低表面能的HDPE大分子结构和光滑、超细的HDPE纤维形貌，HDPE超细纤维材料样品对水、牛奶、茶和可乐等常见液体具有优异的抗渗透性能。材料的水接触角为（140±5）°。

亮点三 优异的辐射降温性能助力户外应用

HDPE闪蒸-水刺超细纤维材料在大气透明窗口内均具有较高的透过率，即可以较好地将热量散发至外界环境。测试表明，HDPE超细纤维材料覆盖的内部空腔温度显著低于纯棉织物对照样，降低了11.2 ℃ ，具有显著的辐射降温能力。

全文总结

利用闪蒸－水刺工艺开发的一种高密度聚乙烯（HDPE）超细纤维材料，具有高力学性能、高柔软性、高防水透气性与优异的辐射降温性能，不仅可用于高强轻薄篷布，还可为运动装备、户外防护和军事装备等功能性产品的开发提供参考。

原文链接

DOI: 10.13475/j.fzxb.20240201401

期刊简介：

《纺织学报》为全国中文核心期刊、中国科技核心期刊和中国科学引文数据库（CSCD）核心库来源期刊，被EI、Scopus等国际数据库收录。入选中国科技期刊卓越行动计划、中文科技期刊精品建设计划、中国科协精品科技期刊等多个项目。多次荣获百种中国杰出学术期刊、中国精品科技期刊（即“中国精品科技期刊顶尖学术论文(F5000)”项目来源期刊）、中国国际影响力优秀学术期刊和期刊数字影响力100强称号，连续6次被评为“RCCSE”中国权威学术期刊(A+)。