随着全球海洋探索、军事潜航、水下作业以及高端水上运动装备需求的一直增添，，对高性能潜水质料的研发提出了更高要求。。 。古板的自然橡胶或简单合成橡胶质料已难以知足现代潜水服在保温性、柔韧性、抗压性、耐老化性及环保性能等方面的综合需求。。 。在此配景下，，苯乙烯-丁二烯橡胶（Styrene-Butadiene Rubber, SBR）因其优异的物理机械性能和本钱优势，，逐渐成为潜水料领域的主要基础质料之一。。 。
然而，，SBR自己保存耐油性差、低温脆性高、透气性强等缺陷，，限制了其在极端情形下的应用。。 。为此，，业界最先探索将多层共挤复合手艺（Multi-layer Co-extrusion Technology）引入SBR潜水料的功效性面料制造中，，通过结构设计与质料协同优化，，实现性能的周全升级。。 。
多层共挤复合手艺是一种将两种或多种差别性子的聚合物质料，，在统一模具中通过准确控制各层厚度与漫衍，，一次性挤出成型为多层结构质料的手艺。。 。该手艺早应用于食物包装薄膜（如EVOH阻隔层）、汽车燃油管路等领域，，近年来逐步拓展至纺织、防护质料及特种功效面料领域。。 。
本文系统叙述多层共挤复合手艺在SBR潜水料功效性面料制造中的要害手艺路径、工艺参数、产品性能体现，，并连系海内外研究希望，，剖析其在提升潜水装备性能方面的现实应用价值。。 。
SBR（苯乙烯-丁二烯橡胶）是由苯乙烯与丁二烯共聚而成的合成橡胶，，具有优异的耐磨性、抗撕裂性和加工性能。。 。凭证聚合方式差别，，可分为乳液聚合SBR（ESBR）和溶液聚合SBR（SSBR）。。 。其中，，ESBR因本钱低、产量大，，普遍用于轮胎、鞋材及工业制品；；；；；而SSBR则因分子结构更规整、性能更优，，适用于高性能领域。。 。
在潜水料应用中，，通常接纳发泡型SBR（Foamed SBR），，即通过化学发泡剂（如偶氮二甲酰胺AC）在硫化历程中爆发微孔结构，，形成闭孔泡沫质料，，赋予其浮力、隔热性和柔软手感。。 。
| 性能参数 | 典范值规模 | 测试标准 |
|---|---|---|
| 密度 | 0.35–0.60 g/cm? | ASTM D3574 |
| 拉伸强度 | 1.8–3.5 MPa | ISO 1798 |
| 断裂伸长率 | 150%–300% | ISO 1798 |
| 硬度（邵A） | 20–40 Shore A | ISO 7619-1 |
| 闭孔率 | >90% | GB/T 6344 |
| 导热系数 | 0.035–0.055 W/(m·K) | ASTM C518 |
| 耐盐水性（7天浸泡） | 无显着溶胀或变色 | ASTM D471 |
注：以上数据基于海内某着名潜水料制造商（如青岛三柏硕、东莞恒泰）提供的实测数据。。 。
只管SBR发泡质料具备一定的保温与缓冲性能，，但在深海高压情形下易爆发压缩永世变形，，且恒久使用后易泛起老化开裂问题。。 。因此，，简单SBR质料难以知足专业级潜水装备的需求。。 。
多层共挤复合手艺是指在挤出机头内部通过特殊流道设计，，使多个自力熔融的聚合物层在不混淆的条件下同步挤出，，终形成具有明确界面的多层结构质料。。 。典范结构包括三层（A/B/A）、五层（A/B/C/B/A）甚至七层结构，，其中：
该手艺的要害在于各层质料的相容性控制、熔体流变匹配以及冷却定型系统的精准调控。。 。
| 优势维度 | 详细体现 |
|---|---|
| 功效集成 | 可在统一质料中实现防水、透气、抗菌、阻燃等多种功效 |
| 本钱优化 | 高性能质料仅用于要害层，，降低本钱 |
| 结构稳固性 | 层间连系牢靠，，阻止脱层、起泡等问题 |
| 工艺效率 | 一次成型，，镌汰后续复合工序，，提高生产效率 |
| 环保性 | 镌汰胶黏剂使用，，降低VOC排放 |
据美国《Journal of Applied Polymer Science》报道，，接纳三层共挤结构的TPU/SBR/PE复合膜，，在坚持优异弹性的条件下，，其水蒸气透过率提升了约40%，，同时耐静水压抵达5000mmH?O以上，，显著优于古板贴合工艺产品（Zhang et al., 2020）。。 。
针对潜水料的应用场景，，常见的多层共挤结构如下表所示：
| 层数 | 质料类型 | 厚度（mm） | 主要功效 |
|---|---|---|---|
| 第1层（外层） | 改性聚氨酯（MPU） | 0.1–0.3 | 耐磨、抗紫外线、防生物附着 |
| 第2层（过渡层） | 马来酸酐接枝POE（Tie Layer） | 0.05–0.1 | 提高层间粘接力 |
| 第3层（芯层） | 发泡SBR（含纳米SiO?） | 2.0–4.0 | 保温、缓冲、浮力支持 |
| 第4层（过渡层） | 相同Tie Layer | 0.05–0.1 | 对称粘接设计 |
| 第5层（内层） | 抗菌改性尼龙6（PA6-Ag?） | 0.1–0.3 | 吸湿排汗、抑菌、亲肤 |
该五层结构由日本东丽公司（Toray Industries）于2018年首次提出，，并乐成应用于其“DeepFlex”系列潜水服面料中。。 。实验数据显示，，该结构在-10℃至40℃温度区间内坚持稳固的弹性模量转变率低于15%，，远优于古板双层面料（Takeuchi & Nakamura, 2019）。。 。
| 质料 | 密度 (g/cm?) | 拉伸强度 (MPa) | 断裂伸长率 (%) | 热导率 [W/(m·K)] | 特殊功效 |
|---|---|---|---|---|---|
| SBR发泡层 | 0.45 | 2.8 | 220 | 0.042 | 闭孔保温 |
| MPU外层 | 1.15 | 35 | 450 | 0.18 | UV稳固、耐磨 |
| POE-g-MAH粘接层 | 0.89 | 18 | 600 | 0.22 | 极性增强、相容性好 |
| PA6-Ag?内层 | 1.13 | 60 | 120 | 0.25 | 抗菌、吸湿快干 |
数据泉源：中国化工学会《高分子质料科学与工程》期刊（2021年第6期）
值得注重的是，，纳米改性手艺的应用进一步提升了SBR芯层的性能。。 。例如，，在SBR基体中添加3wt%的疏水性纳米二氧化硅（SiO?），，可使其压缩永世变形率从通例的28%降至16%以下，，同时提高耐海水渗透能力（Liu et al., 2022）。。 。
质料干燥 → 各层挤出机熔融 → 多流道分配板 → 共挤模头成型 → 冷却定型 → 牵引收卷 → 分切磨练| 装备名称 | 型号示例 | 功效说明 |
|---|---|---|
| 锥形双螺杆挤出机（SBR层） | JSW TX-75D | 适合高填充发泡系统 |
| 平行双螺杆挤出机（MPU层） | BERSTORFF ZE65 | 准确控温，，防止降解 |
| 单螺杆挤出机（Tie层） | KRAUSS-MAFFEI KM30 | 小流量稳固输出 |
| 五层共挤模头 | COLLIN LabTech MDO-5 | 可调式叠层结构 |
| 在线测厚系统 | β射线测厚仪（Mirage） | 实时监控每层厚度误差≤±3% |
| 参数项 | SBR芯层 | MPU外层 | Tie层 | 控制目的 |
|---|---|---|---|---|
| 挤出温度（℃） | 140–160 | 180–200 | 170–190 | 防止过热焦烧 |
| 螺杆转速（rpm） | 30–50 | 40–60 | 25–40 | 匹配熔体流量 |
| 模唇间隙（mm） | —— | 总厚度4.5±0.2 | —— | 包管总厚度一致性 |
| 冷却水温（℃） | 上辊：30±2；；；；；下辊：15±1 | 快速定型，，防止塌陷 | ||
| 发泡剂添加量（phr） | AC: 8–12 | —— | —— | 控制泡孔密度在15–25万cells/cm? |
在现实生产中，，需特殊注重各层熔体粘度的匹配。。 。若外层MPU粘度过高，，会导致“鲨鱼皮”征象；；；；；若SBR层粘度过低，，则易爆发垂流缺陷。。 。通常建议将各层在190℃下的熔体流动速率（MFR）控制在相差不凌驾30%的规模内。。 。
| 测试项目 | 测试要领 | 实测值 | 比照古板SBR面料 |
|---|---|---|---|
| 拉伸强度 | ISO 1798 | 3.2 MPa | ↑18% |
| 撕裂强度 | ASTM D624 | 28 kN/m | ↑32% |
| 压缩永世变形（25%压缩，，70℃×22h） | ISO 7749 | 14.5% | ↓48% |
| 耐折性（Gestelab 10万次） | GB/T 2951.31 | 无裂纹 | 最先泛起微裂 |
| 静水压（mmH?O） | ISO 811 | 6200 | 古板为3500 |
| 项目 | 条件 | 效果 |
|---|---|---|
| 导热系数 | 25℃, 干态 | 0.038 W/(m·K) |
| 低温柔性 | -20℃弯折试验 | 无脆裂，，恢复性优异 |
| 紫外老化（QUV-B, 500h） | ΔE<3.0, 强度保存率>85% | |
| 海水浸泡（3.5% NaCl, 30天） | 质量增重<2.1%，，无分层 |
德国T?V莱茵实验室对该类质料举行了长达6个月的户外袒露测试，，效果显示其抗黄变品级抵达ISO 105-B02的4-5级，，显著优于通俗SBR质料的2-3级。。 。
为确保人体接触清静性，，所有层质料均通过以下认证：
别的，，内层PA6-Ag?质料经第三方检测机构（SGS）测定，，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率划分抵达99.2%和98.7%，，知足医疗级抗菌要求。。 。
| 企业 | 国家 | 手艺特点 | 代表产品 |
|---|---|---|---|
| Toray Industries | 日本 | 五层共挤+纳米涂层 | DeepFlex Pro |
| W.L. Gore & Associates | 美国 | ePTFE复合膜集成 | GORE-TEX? Dive Fabric |
| Beuchat | 法国 | 双向拉伸SBR+织物贴合 | Subwing Thermal Skin |
| Scubapro | 美国 | Hybrid Layer System（HLS） | Everflex Neo2 |
其中，，Gore公司虽未直接接纳共挤手艺，，但其将膨体聚四氟乙烯（ePTFE）膜与SBR泡沫举行热压复合的方式，，实现了类似多层功效集成的效果。。 。然而，，该工艺依赖大宗胶黏剂，，保存环保隐患。。 。
相比之下，，日本帝人（Teijin）旗下子公司Conwed Plastics开发的“AirLattice”共挤发泡网状结构，，已在部分轻量化潜水背心中试用，，展现出更低的密度（0.3 g/cm?）和更高的能量吸收能力。。 。
近年来，，中国企业在多层共挤SBR潜水料领域取得突破性希望：
据《中国塑料》杂志统计，，2023年中国功效性潜水料市场规模已达48亿元，，其中接纳多层共挤工艺的产品占比由2019年的缺乏5%上升至23%，，预计2026年将突破40%。。 。
| 应用场景 | 典范需求 | 质料适配方案 |
|---|---|---|
| 商业潜水服 | 高保温、抗压、耐用 | 五层共挤+碳纤维增强条 |
| 军用蛙人装备 | 隐身性、快速干燥 | 外层迷彩涂层+亲水内层 |
| 水上运动紧身衣 | 高弹性、低阻力 | 超薄三层结构（<3mm） |
| 医疗康复护具 | 支持性、透气 | 开孔率可控SBR芯层 |
韩国科学手艺院（KAIST）近期展示了一种“光响应自修复SBR复合膜”，，在紫外光照射下可在30分钟内修复0.5mm裂纹，，显示出重大潜力（Park et al., 2023）。。 。
只管多层共挤复合手艺远景辽阔，，但在现实推广中仍面临多重挑战：
对此，，行业应增强产学研相助，，建设区域性共享制造平台，，降低中小企业准入门槛；；；；；同时推动绿色设计原则，，生长可降解粘接层与�？？？？？榛峁�，，提升全生命周期可一连性。。 。
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