دور البوليمرات في الجيل القادم من المنسوجات المقاومة للمياه والمنقولة لأغراض التطبيقات الهندسية

النظم الرئيسية للبوليمر: بوليوريثان، قوة الشرطة الدولية، بوليستر

ويزيد من حدة البوليريثينات الحرارية التي تُعدها البوليثيرات المُحتَرَبة، وتُعدُّ من النسيجات المُعدَّة والمُتَعَبَّة، وتُحدِّد في إطارها، أكثر من 700 ساعة، من حيث القدرة على التكتل في إطار النسيج المُعدَّل، وتُعدُّد النسيجات المُضَة.

ويظهر العمل الذي تم مؤخراً بشأن حمادات البوليثر المشبع بالفلور أن آليات الانتشار القائمة على الرسوم يمكن أن تدفع معدلات نقل البخار الرطي إلى ما يتجاوز 3000 غرام/م2/24ه مع الحفاظ على المقاومة الكاملة للمياه السائلة تحت الضغط، وهذه التطورات توسع نطاق التصميم للتطبيقات التي تتطلب قدراً كبيراً من مقاومة المياه وارتفاع مستوى التنفس.

سيليكون وهجينة نظم بوليمر

(أ) توفر البوليمرات القائمة على الحرير تغذوية ومرونة في درجات حرارة منخفضة للغاية، مما يجعلها مناسبة للمعدات الفضائية الجوية ومعدات من طراز القطب الشمالي.() وتربط النظم الهجينية التي تربط بين أعلى درجة من الكبريت وطبقة قاعدية متعددة اليوريتان بالأداء المنخفض التألق مع قوة اليوريتاني.() وترتدي هذه المبيدات المتعددة المبيدات سعة موثقة أكثر من 000 10 من الميكانيكي

فهم مقاومة المياه - القدرة على إحداث التناقض

والتحدي المادي المركزي واضح: إذ أن قطرات المياه السائلة تقاس حوالي 100 ميكروم في قطرها، بينما تنتشر جزيئات بخار الماء الفردية في حوالي 2.75 ألف. ولحجب قطرات المياه، بينما تبث البخار، يجب أن تتحكم المنسوجات في آن واحد في حجم القطب، والطاقة السطحية، وآليات النقل الرطبة.() ويهيمن نهجان رئيسيان على الصناعة: نظم الجراثيم والقوة الأحادية.

Microporous Membranes and Pore Engineering

وتعتمد الميكروبات على مسامات مترابطة تتراوح بين 0.1 ميكروغرام و10 ميكرومتر، وعندما يظل الحد الأقصى للحجم أقل من عتبة المطر أو قطرات التصادم، لا يمكن أن تخترق المياه تحت ضغط الغلاف الجوي العادي، ويقود انتقال الاختناق إلى درجة الضغط الجزئية بين المايكرومبيرات الدافئة داخل الثياب وقيم التبريد خارج الهواء.

الأفلام اليونيوليثية الهدرفورمية

وتعتمد الأفلام الأحادية على مواد مائية دائمة، بل تستخدم البوليمرات الهيدروفية مثل البوليوريثان أو البوليستيري أو الأميدي المتعددة البيوت لامتصاص جزيئات المياه في الجانب المرتفع الرطوبة وتحللها في جانبي منخفض الرطوبة، ويحدث النقل من خلال التكاثر في الدول الصلبة على طول التدرجات(2).

نُهج التصميم البيولوجي

وتلهم النظم الطبيعية الجيل القادم من تصميمات الجيل التالي: إن هياكل المايكرويكية والنانو المصغرة التي تقترن بقطع الشمعية تخلق زوايا مائية متطرفة، مع السماح بتبادل الغاز عن طريق البطاطا، ويستخدم الباحثون هذه الكميات الكهرمائية الممتلئة بالبراميل النانوية السائلة، وتتحقق من زوايا الاتصال التي تتجاوز 160 درجة.

Coating and Lamination Technologies at Scale

ويتطلب تحويل البوليمرات الخام إلى طبقات نسيجية وظيفية أساليب تطبيق دقيقة، ويقرر الاختيار بين التصفيق المباشر، والتغليف، والتطهير مدى استدامة النسيج النهائي ومعالجته وأدائه.

• Direct coating:] Liquid polymer dispersion or solution is applied to the fabric surface using knife-over-roll, gravure, or slot-die techniques. This method is cost-effective but can stiffen fabrics if penetration into the weave is excessive. Modern formulations use foamed dispersions to reduce weight and improve.
• Transfer coating:] The polymer movie is cast into release paper, cured partially, and adhesively bonded to the fabric. This produces uniform film fishness and excellent surface smoothness, ideal for high-specification protective garments.
• Lamination:] Pre-formed membranes, often ePTFE or little TPU movies, are bonded to face fabrics and backing liners using hot-melt adhesives or reactive polyurethane adhesives. Tri-laminate constructions are standard in military and marine apparbrael because they lock the mem

(ب) تشمل خطوط التغليف الحديثة معالجة البلازما أو الكارونا الداخلية لزيادة الطاقة السطحية للنسيج التركيبي قبل التغليف، وتحسين الترسانة بدون مركبات عضوية متفجرة (VOCs) وهذا التحول مدفوع بقوانين مثل إطار أشعة فوق البلازما التابع للاتحاد الأوروبي، الذي يدفع المصنعين إلى استخدام الكيمياء المحتوية على المياه أو الخالية من المذيبات ()

وتفرض القطاعات المتخصصة مؤهلاتها الخاصة: NFPA 1971] بالنسبة للتجمعات الهيكلية لمكافحة الحرائق، و EN 343 لحماية الأمطار، و AAMI PB70 بالنسبة للثوب الطبية.

الاستدامة والكيمياء الخضراء

وتواجه البصمة البيئية للمنسوجات التي يمكن أن تكون مقاوماً للماء التدقيق، وتثير معالجة الفلوروبوليمرات وأجهزة إمبراطورية قوة الشرطة الدولية مخاوف بشأن المواد التي تُستخدم في إنتاج واستخدام والتخلص منها، ويدفع الزخم التشريعي في الاتحاد الأوروبي وعدة ولايات في الولايات المتحدة إلى التخلص التدريجي من المبيدات الفلورية الطويلة في المنتجات الاستهلاكية، وذلك من أجل الإسراع في استخدام الصيغ المنسجة.

إعادة التدوير والخيارات القابلة للتحلل البيولوجي

وعلى الرغم من أن الوصلات البيئية القائمة على التلوث والمقاومة للماء يمكن تصميمها لإعادة التدوير الكيميائي أو الميكانيكي عندما تكون طبقات البوليمرات أحادية الاختراق أو قابلة للفصل حسب الرتب، وتستحدث سلاسل الكيمياء الأحادية القائمة على البوليسترات والتي يمكن أن تُستخدم في الألياف الجديدة في نهاية الحياة، مع إبقاء البوليمرات في حلقات مغلقة.

مقامة مياه ومواد خالية من التكتل

وقد تسارع التحول إلى تفرقات البوليوريثان المائيات المائيات، مما أدى إلى حدوث تقلبات حرارة عالية جداً، وإلى عدم وجود بقايا ملوثة باليزوين، مما يؤدي إلى زيادة تركيبات الطاقة القائمة على أساس بيولوجي من زيت الطبق أو الصويا دون فقدان كامل لأداء الحاجز، ويحقق بعض الخطوط رؤوساً هيدرائية فوق 000 15 ملم باستخدام 70 من أجهزة التحكم في المعاطف البيولوجية، مع تعزيز العمل في إنتاج المركبات.

Fluorine-Free Durable Water Repellents

وتعطي الأولوية الآن لعلامات الكيمياء التي تعتمد على السيليكون أو الهيدروكربونات، كما أن التطورات الأخيرة في البوليمرات التي تُحدث هياكل سطحية كثيفة تُحدث ازدحاماً في طبقة المفلورة، وتُحقق هذه البوليمرات التي تُضخّم ضغطاً عالياً زواياً من الاتصال تبلغ 140 درجة و150 درجة، وتظل تُغَيِّلُها قبل إعادة التكسير.

المنسوجات الذكية والتوجيهات المستقبلية

وينتج تقارب علوم البوليمر مع الإلكترونيات وعلوم البيانات مناشير ذكية مضادة للمياه يمكن استئصالها تستجيب بفعالية للتغيرات البيئية بدلا من أن تكون بمثابة نُسخ سلبية.

مواد الشحن المرحلة والبيع الإيجابي

وتستوعب البارافينات المصغرة أو هيدرات الملح المحتوية على معاطف متعددة الزواحف الحرارة الخافتة مع ارتفاع درجة حرارة الجسم، مما يوفر التبريد المؤقت، وتجمع النسخ المتقدمة بين مواد التغيير التدريجي وبوليميرات الشكل التي تفتح المواد الخلوية بدنيا في درجات حرارة انتقال محددة، وتزيد بشكل كبير من قابلية النسيج، وتختبر المختبرات العسكرية هذه الثياب في مكافحة الصحراء مع إجراء تخفيضات واعدة في سلسلة الحرارة.

ذاتي الصحة وسطحات القيادة الذاتية

ويمكن للأغشية المتعددة التي تُدمج كوابل مصغرة من عوامل الشفاء أو السندات الدينامية القابلة للعكس مثل الخناق الديلي - الآلدر أن تُعيد التمزقات التي من شأنها أن تضر بقابلية المياه، وتعيد البوليفات المركبات التي تستخدمها قوة الحماية الإلكترونية إلى 98 في المائة من المقاومة الهيدروكية الأصلية بعد أن تُحدث في الكثير من التجارب.

أجهزة الاستشعار المدمجة وأجهزة التكسيليات الإلكترونية

:: إجراء مسارات متعددة المقاييس المطبوعة على أجهزة قياس قابلة للتنفس، وتحويل السترات إلى منابر للرصد الصحي لقياس معدل القلب، ودرجة الحرارة الأساسية، ومعدل التعرق، وتعددات السلوك التي يمكن التعقُّد فيها، مثل PEDOT: تحتفظ هذه الأجهزة بوظيفة إلكترونية تحت التوسيع العالي الذي يُستخدم في النسيج، وتُنبه البيانات المرسلة إلى أجهزة متنقلة ضباط السلامة إلى الضغط الحراري أو الأورام الاصطناعية في أجهزة إطفاء.

التحديات المتبقية

وهناك عقبات عديدة قائمة على الرغم من التقدم الملحوظ، إذ أن أجهزة القياس ذات الأداء العالي لا تزال تعتمد على المواد الوسيطة الاصطناعية الكثيفة الطاقة، وأن المبادلات بين منظومات مقاومة المياه القصوى التي تزيد على 000 30 مليمتر من الهادرات العالية، ودرجة المغذيات العالية التي تزيد على 000 20 غ/م2/24، لا تزال غير محسومة في أحد المولدات، مما يدفع التكاليف إلى زيادة عدد المواد الكيميائية المتعددة الطوابع.