仿鲨鱼皮织物

　　众所周知，鲨鱼的体形是流线型的。鲨鱼在海中游动速度是极快的，然而这并不是鲨鱼拥有出众的游泳能力的全部秘密。科研人员研究发现鲨鱼皮是非常粗糙的，干的鲨鱼皮甚至可以用来当作砂纸来使用。鱼皮的表面覆盖了一层“V”字形的鳞片，鳞片上有隆起的长短不一的梭，梭间形成一条条沟槽，这些沟槽可减少体表水流交叉，完全阻止湍流的形成，水流阻力大大降低，不但游速快且省力。所以，人们开始模仿鲨鱼皮的沟槽结构制造纺织品。人们在这种沟槽结构的纺织品上又涂覆了一层“特氟龙”（Teflon）。

　　什么是特氟龙

　　1938~美国新泽西州杜邦研究室R.J.1~lunkett博士发明了聚四氟乙烯。这种氟树脂以其优异的耐热性、耐化学药品性、不粘性、耐候性、低摩擦系数和电气特性，博得了人们的青睐，获得了长足的发展，对现代工业的发展起到了非常重要的作用。1946年杜邦公司将聚四氟乙烯商业化，商品名为特氟龙（Teflon）。

　　聚四氟乙烯具有螺旋形结构，C—C主链完全被由氟原子组成的外壳所包围，组成了一个完整的圆柱体，分子比较僵硬，这种圆柱体结构使得聚四氟乙烯分子之间的吸引力变得很微弱，再加上分子形状是螺旋形的，使得聚四氟乙烯分子之间很容易滑动。所以，聚四氟乙烯是所有聚合物中摩擦系数最低的。由于鲨鱼皮泳装模仿鲨鱼皮的结构，在皮的表面又涂覆了所有聚合物中摩擦系数最低的特氟龙涂料，这样的泳装穿在运动员的身上，在水中消耗较少的体力，就能获得较高的速度（本来运动员的成绩相差就很微小）。

　　特氟龙涂料的制备

　　由于聚四氟乙烯不溶于任何溶剂，因此不仅难以用于溶剂型涂料，也难以用于一般的粉末涂料，它的制备方法比较特殊。首先在聚四氟乙烯分散液中加浓缩剂（聚氧化乙烯辛烷基酚醚），搅拌，加热至沸点（65～70）℃，静置分层后，分离出干层中的浓缩液，调节浓缩剂和水量至聚四氟乙烯含量为60%（浓缩剂为聚氟乙烯的6%），然后再将浓缩液配制成涂料。纯含氟化合物通常包含聚四氟乙烯（PTFE）、聚全氟乙丙烯（FEP）、四氟乙烯一全氟基乙烯醚共聚物（PFE）、乙烯一四氟乙烯共聚物（ETFE）等。这类树脂基本是水分散体系，其中除PTFE可以作为单一涂层应用外，其余几个都需要配合使用附着力良好的底涂层。以上所述特氟龙系列的涂料产品均需在高温条件下固化，除极少量可以在177℃以下固化之外，绝大多数要在（260～343）℃固化，由于固化条件的限制和涂装成本的增加，影响此类产品的应用范围。如果自行配制有困难，可到市场上选择。

　　利用特氟龙分散液涂料，通过喷涂、浸渍、涂刷（用网版刮涂）和电沉积等方式可以在金属、陶瓷、木材、橡胶、塑料和织物等材料表面形成涂层。聚四氟乙烯涂层可分为两类：一是清漆，即纯聚四氟乙烯涂层;二是瓷漆，即添加其他热固性树脂及其颜料等的漆料（即所谓印花漆料）。下边介绍利用圆网印花机在纺织品纤维上制备特氟龙涂层的工艺方法。

　　1.圆网印花版的制作

　　圆网制版是圆网印花生产的重要工序，也同样是制作涂层的主要工序。圆网制版工艺流程如下：来稿图像处理（只作涂层时可省去）一圆网坯的选择一复原一清洁去油一涂布感光胶（作涂层可省去）一低温烘干一覆片曝光一显影一检查一固化一检查。

　　1）圆网坯的选择

　　一般圆网印花机由进布、印花、烘房、落布四个部分构成，印花镍网按制造方法不同分为40、6O、80、100目Standard网;80XT、105、125、155、185、215目Penta网以及135、165、l95目的NOVa网。要求开孔率均匀一致，圆网内壁光滑无毛刺，印花时刮刀或磁棒与圆网内壁摩擦阻力小，运行时不会跳动，保证印花或涂层质量。

　　2）圆网坯的复原

　　拆包后的网坯均呈椭圆形，因此，在圆网坯的两端内壁支撑张力环，并经高温焙烘，使其恢复成圆筒形。再按常规操作把张力环装入衬胆网坯内，并使其张紧。

　　3）圆网的清洁去油

　　圆网坯在上感光胶前，必须去除网坯表面的油污，采用60%铬酸溶液加以清洗，否则会影响上胶质量。

　　4）圆网上感光胶.

　　一般采用由重络酸盐一聚乙烯醇体系组成的圆网感光胶。目前国内广泛使用的有荷兰斯托克公司SCR体系感光胶、法国的FR感光胶及意大利感光胶、国产中大的JR感光胶等。胶有加水和不加水之分，一般将胶、光敏剂和水用搅棒混合均匀盖好，静置～夜消泡备用。上胶方法有手工上胶和机械上胶（如荷兰StorkSCR一75自动上胶机）。

　　5）曝光

　　将已涂敷感光胶的圆网坯套在感光机的橡胶圆筒气袋上，操作时将气袋充气膨胀，使圆网坯张紧，并将需曝光黑白稿底片与圆网用胶带贴紧，进行曝光。光源用金属卤素灯沿着圆网进行左右平移。

　　6）显影

　　圆网经曝光后，可直接进行显影。方法有浸渍法（卧式显影槽内进行），自动显影机喷淋法。

　　7）检查修补

　　若发现有砂眼、多花、漏花等疵病用细针进行修补。

　　8）焙烘

　　将圆网放在高温烘箱内焙烘，在l80℃恒温下烘（2～2.5）h。

　　9）检查

　　采用灯光检查有无疵病。圆网上机安装前还要用清水冲洗，除去灰尘。

　　2.圆网印花机制作涂层

　　利用圆网印花技术可以将聚合物在织物上形成连续的涂层，因为特氟龙树脂涂料黏度、圆网网眼、网内刮浆板的速度和压力均可调节，所以可以控制涂敷量。圆网内的刮浆板透过圆网上的网眼将树脂浆料以点阵形式挤出去，并在离心力的作用下涂在织物表面，当圆网的转速与织物运行速度相同，操纵印机织物与印版两者之间不会产生摩擦力，涂在织物上的浆料又是点状流体，进而汇合在一起形成均匀的连续涂层。这种技术可以用于一些弹性织物的涂层加工。采用圆网印花涂层加工时，织物不需要为了平整而施加很大的张力。由于浆料渗透量较低，涂层产品手感和悬垂性很好。这种技术的更为优越之处是涂层织物可以烘干、卷绕、贮存。如果要在织物上形成花纹，也可以利用圆网印花机直接FrJi~ij瓷漆（印花色浆涂料），形成特氟龙花纹。

　　如果纺织品既需要特氟龙涂层，又需要增加花色时，可采用先作涂层，再在涂料上印制花纹，在焙烘固化时，要适当提高温度。

　　特氟龙涂料应用的展望

　　由于PVDF和PTFE树脂涂料均匀熔融加工成型（成膜），大大限制了这类氟树脂涂料的应用范围。在织物上制作涂层或印花需要选择能耐高温的织物，前面提过最少也要在177℃加热固化成膜，而绝大多数涂料也要在200℃以上才能形成固化薄膜，能适应此高温的织物品种有限。1982年，日本研制开发了从氟烯烃一乙烯基醚共聚物（FEVE）树脂为基料的常温固化的氟树脂涂料，从此，氟树脂涂料应用迅速拓宽。

　　国内，对氟树脂的研究与国外相比要落后一些。PVDF树脂只有上海有机氟材料研究所、浙江化工研究院、上海三爱富公司和常熟中昊化工有限公司等几家单位生产，产量都不大。对PVDF涂料的研究主要集中在浙江化工研究院、上海冲峰氟涂料有限公司和珠海特氟材料有限公司等。由于研究单位少，对氟树脂进行全面深入的应用研究力度不够，所以，仅有的产品质量也很难与国外名牌产品相媲美，市场占有率低。国内涂装企业几乎全部采用进口涂料。由于国外垄断了氟树脂研发信息，很难通过正规渠道获取国外树脂的真实性数据，只能依靠自主创新，自力开发。近年来，在以三氟氯乙烯和四氟乙烯为主要原料合成常温固化涂料用树脂方面也取得了一定的成果，如大连明晨振邦涂料有限公司已经研究开发出了一系列不同用途的氟树脂涂料。只要国内加大研制开发力度，产研联合攻关，不久价格低廉性能优异的树脂涂料特别是一些溶剂可溶型、水溶性、高固体分散型和粉末型氟树脂一定会逐步占领市场.

　　来源 刘永庆

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