Propriétés imperméables et perméables à l'humidité du film TPU

La fonctionnalité de base deFilm de polyuréthane thermoplastique (TPU)réside dans ses propriétés exceptionnelles d'imperméabilité et de perméabilité à l'humidité : il peut empêcher l'eau liquide de pénétrer tout en laissant passer les molécules de vapeur d'eau (sueur, transpiration).

1. Indicateurs et normes de performance

1. Étanchéité (résistance à la pression hydrostatique) :
   • Indicateur : Mesure la capacité du film à résister à la pression de l’eau, exprimée en kilopascals (kPa) ou en millimètres de colonne d’eau (mmH₂O). Une valeur plus élevée indique une meilleure étanchéité. Par exemple, les vêtements d’extérieur courants peuvent nécessiter une résistance à l’eau ≥ 13 kPa, tandis que les équipements professionnels peuvent exiger une résistance à l’eau ≥ 50 kPa.
   • Norme d'essai : Généralement testé selon les normes ISO 811 ou ASTM D751 (méthode de résistance à l'éclatement). Ce test consiste à augmenter progressivement la pression d'eau sur une face du film jusqu'à l'apparition de gouttelettes d'eau sur l'autre face, puis à enregistrer la valeur de pression à ce moment-là.
2. Perméabilité à l'humidité (transmission de vapeur) :
   • Indicateur : Mesure la masse de vapeur d’eau traversant une surface unitaire du film par unité de temps, exprimée en grammes par mètre carré et par 24 heures (g/m²/24 h). Une valeur élevée indique une meilleure respirabilité et une meilleure évacuation de la transpiration. Généralement, une valeur supérieure à 5 000 g/m²/24 h est considérée comme hautement respirante.
   • Norme de test : Il existe deux méthodes principales :
     • Méthode du godet vertical (méthode du dessiccant) : par exemple, ASTM E96 BW. Un dessiccant est placé dans un godet, scellé avec un film plastique, et la quantité de vapeur d’eau absorbée est mesurée dans des conditions de température et d’humidité spécifiques. Les résultats sont plus représentatifs des conditions d’usure réelles.
     • Méthode du récipient inversé (méthode de l'eau) : par exemple, ISO 15496. On place de l'eau dans un récipient que l'on retourne et que l'on scelle avec un film plastique. On mesure ensuite la quantité de vapeur d'eau qui s'évapore à travers le film. Cette méthode est plus rapide et souvent utilisée pour le contrôle qualité.

2. Principe de fonctionnement

Les propriétés imperméables et perméables à l'humidité defilm TPUne sont pas obtenues par le biais de pores physiques mais reposent sur l'action au niveau moléculaire de ses segments de chaîne hydrophiles :

• Imperméable : Le film lui-même est dense et sans pores ; l'eau liquide ne peut pas le traverser en raison de sa tension superficielle et de sa structure moléculaire.
• Perméable à l'humidité : Le polymère contient des groupes hydrophiles (par exemple, -NHCOO-). Ces groupes captent les molécules de vapeur d'eau qui s'évaporent de la peau. Ensuite, grâce au mouvement segmentaire des chaînes polymères, les molécules d'eau sont progressivement évacuées de l'intérieur vers l'extérieur.

3. Méthodes d'essai

1. Testeur de pression hydrostatique : utilisé pour mesurer avec précision la pression limite d’étanchéité du film ou du tissu.
2. Coupe de perméabilité à l'humidité : Utilisée dans une chambre à température et humidité constantes pour mesurer le taux de transmission de la vapeur d'eau (MVTR) à l'aide de la méthode de la coupe verticale ou inversée.

4. Applications

En tirant parti de ces propriétés,film TPUest le choix privilégié pour de nombreuses applications haut de gamme :

• Vêtements de plein air : Élément clé des vestes imperméables, des vêtements de ski et des pantalons de randonnée, assurant confort et protection contre le vent et la pluie aux amateurs de plein air.
• Protection médicale : Utilisée dans les blouses chirurgicales et les vêtements de protection pour bloquer le sang et les fluides corporels (imperméable) tout en permettant à la transpiration générée par le personnel médical de s'évacuer, réduisant ainsi le stress thermique.
• Vêtements de lutte contre les incendies et d'entraînement militaire : Offrent une protection dans des environnements extrêmes, nécessitant une résistance au feu, à l'eau et aux produits chimiques, associée à une respirabilité élevée pour maintenir la mobilité et la performance.
• Matériaux pour chaussures : Utilisées comme doublures de chaussettes imperméables (chaussons) pour garder les pieds au sec par temps de pluie tout en empêchant l'accumulation de chaleur et d'humidité à l'intérieur.

En résumé, grâce à sa structure physique et chimique unique, le film TPU parvient à concilier habilement les exigences apparemment contradictoires d’« imperméabilité » et de « respirabilité », ce qui en fait un matériau clé indispensable dans le domaine des textiles haute performance.