Искусственная кожа пропускающая пары воды и воздух

Вот что на самом деле значит 'дышащий кожзам' – не рекламные обещания, а физика микропор. Многие до сих пор путают воздухопроницаемость с гигроскопичностью, а это разная химия полимеров.

Почему обычный PU-полиуретан 'не дышит'

Когда мы в 2015 году тестировали стандартные покрытия для ООО 'Наньтун Болинт Пластик', столкнулись с классической проблемой: поверхностная перфорация создавала иллюзию воздухообмена, но пары воды всё равно конденсировались на подкладке. Получался тот самый 'парниковый эффект', который убивает весь комфорт.

Заметил интересный нюанс: даже при добавлении мезопористых наполнителей типа диоксида кремния, если не выдерживать температурный режим при каландрировании, поры просто схлопывались. Технологи с завода 'Ихуа Высокотехнологичные Новые Материалы' как-то показывали образцы, где при 130°C начиналась деформация ячеистой структуры.

Кстати, о толщине покрытия – тут многие ошибаются. Наш эксперимент с трёхслойным напылением показал, что оптимально 40-60 микрон: тоньше не держит барьерные свойства, толще блокирует диффузию. Но это уже зависит от основы – с трикотажем цифры другие.

Как мы проверяли мембранные композиты

В 2019 году для линии спецодежды как раз использовали лабораторию Наньтун Болинт Пластик – там есть установка для измерения сопротивления пароотдаче по ГОСТ. Помню, первый же образец с TPU-мембраной показал 4500 г/м2/24ч, хотя по техзаданию нужно было минимум 6000.

Тогда пришлось пересматривать пластификаторы – фталатные снижали паропроницаемость на 15-20%, перешли на адипатные. Но и там подвох: при морозе -25°C они кристаллизовались. В общем, идеального решения не нашли, только компромиссный вариант.

Кстати, о тестах на истирание – часто вижу, что производители указывают параметры для новой кожи, а после 5000 циклов Martindale микропоры забиваются фибриллами. Мы тогда добавили тест на сохранение паропроницаемости после износа в протоколы приёмки.

Реальные кейсы с производств Китая

На том самом заводе 'Ихуа' в 2020 году внедряли технологию электроспиннинга для нановолоконных прослоек. В теории – прекрасная альтернатива микроперфорации, на практике – жуткая чувствительность к влажности в цеху. Если выше 65%, волокна слипались и поры неравномерные получались.

До сих пор помню, как технолог Ли говорил: 'Это как делать узоры на воде – сегодня получилось, завтра нет'. В итоге для массового производства отказались, оставили только для премиум-линейки.

Кстати, их разработка 2022 года – комбинированный материал с хлопковым спанбондом между слоями PU. Неожиданно хорошо показал себя в медицинских изделиях, хотя изначально создавали для обуви. Вот где пригодилась искусственная кожа пропускающая пары воды – в ортопедических стельках, где нужен и влагообмен, и формостабильность.

О чём молчат спецификации

Никто не пишет в техпаспортах, что после химчистки перхлорэтиленом некоторые типы мембран теряют до 30% паропроницаемости. Обнаружили случайно, когда возвращали партию курток из Германии – после трёх циклов чистки показатели падали с 8000 до 5500 г/м2/24ч.

Ещё момент – УФ-стабильность. Для уличной мебели это критично: полиэфирные мембраны через сезон на солнце начинают пропускать меньше воздуха из-за фотоокисления. Пришлось добавлять стабилизаторы, но это удорожает состав минут на 15%.

Коллеги из Наньтун как-то делились наблюдением: при использовании рециклингового PET основа хуже держит адгезию с функциональными покрытиями. Хотя по паспорту всё в норме, но в реальных условиях отслаивание начинается раньше. Мелочь, а влияет на долговечность.

Где провалились и что вынесли

Самая дорогая ошибка – попытка адаптировать японскую технологию с пористыми наполнителями из цеолитов. В сухом климате работала отлично, но при влажности выше 80% (как в том же Шанхае) поры впитывали влагу и разбухали, полностью блокируя воздухообмен.

Тогда и пришли к гибридным решениям: не пытаться создать универсальный материал, а подбирать композит под конкретный климатический пояс. Для Европы – акцент на ветрозащиту, для Азии – на испарительное охлаждение.

Сейчас на https://www.ntbrt.ru можно увидеть их последние разработки – там как раз учтён этот опыт. Особенно интересны материалы с переменной плотностью пор: в зонах повышенного потоотделения более крупные ячейки, в остальных – мелкие. Простое решение, но до него шли семь лет.

Что в итоге работает

Если резюмировать практический опыт – нет волшебной формулы. Есть баланс между механическими характеристиками и функциональностью. Иногда проще сделать перфорацию лазером в готовом изделии, чем пытаться создать абсолютно воздухопроницаемую искусственную кожу на молекулярном уровне.

Сейчас наиболее стабильные результаты дают композиции на основе вспененного полиуретана с керамическими микросферами – они и структуру держат, и не гигроскопичны. Но стоимость производства всё ещё высока для массмаркета.

Главный урок – не верить сертификатам без полевых испытаний. Как-то тестировали материал с идеальными лабораторными показателями, а в реальных условиях носимой электроники он накапливал статическое электричество и нарушал работу датчиков. Мелочи, которые не увидишь в тестах по ГОСТ.