Elastomery v textilu: Složení, vlastnosti a aplikace pružných polymerů ve vlákenných materiálech

Elastomery představují skupinu polymerních materiálů s vynikající elasticitou, schopností vratné deformace a mechanickou odolností, které nacházejí stále širší uplatnění v textilním průmyslu. Díky své schopnosti se po natažení vracet do původního tvaru jsou elastomerní komponenty nezbytné zejména v oblasti funkčních, sportovních a zdravotnických textilií, ale i ve výrobě oděvů a technických materiálů. Tento odborný článek se zaměřuje na konkrétní typy elastomerů používaných v textilu, technologii jejich zpracování do vláken, vlastnosti, modifikace a aplikační oblasti.

Charakteristika elastomerů a jejich vlastnosti

Elastomery jsou amorfní polymery s nízkým stupněm krystalinity, jejichž struktura umožňuje významnou deformaci (až několik set procent) bez trvalého poškození. Hlavní charakteristické vlastnosti elastomerů používaných v textilu:

• Vysoká elasticita – schopnost protáhnutí až 500–800 % a následného smrštění bez trhlin

• Nízký modul pružnosti – měkké a poddajné na omak

• Odolnost vůči opakovanému cyklu deformace – tvarová paměť

• Chemická odolnost – dle typu elastomeru (např. vůči UV, olejům, potu, detergentům)

• Stálost vlastností v širokém rozmezí teplot – použití ve sportovním a outdoorovém textilu

Hlavní typy elastomerů používaných v textilním průmyslu

1. Polyuretanová elastomerická vlákna (Spandex, Elastan, Lycra®)

   • Chemické složení: segmentovaný polyuretan vzniklý reakcí diisokyanátu s dlouhými polyether- nebo polyesterdioly

   • Struktura: fáze tvrdých domén (uretanové segmenty) a měkkých domén (polyetery)

   • Vlastnosti: protáhnutí až 600 %, vynikající zpětný návrat, stabilita vůči potu a UV

   • Použití: sportovní a kompresní oděvy, prádlo, ponožky, tvarující oděvy

2. Styren-butadienové blokové kopolymery (SBS, SEBS)

   • Struktura: bloky styrenu (tvrdé segmenty) a butadienu nebo ethylen-butylenu (měkké segmenty)

   • Zpracování: extruze, vstřikování nebo nanášení jako elastomerické vrstvy

   • Využití v textilu: potahové a funkční vrstvy, pružné potisky, kompozitní textilie

3. Silikonové elastomery (PDMS)

   • Výjimečná pružnost a teplotní stabilita (-60 až +200 °C)

   • Použití v textilu: jako povrchové úpravy pro zvýšení pružnosti, adheze, hydrofobnosti nebo proti skluzu

4. TPE (termoplastické elastomery)

   • Kombinace vlastností termoplastů a elastomerů

   • Zpracovatelné jako běžné plasty (např. pomocí vytlačování do vláken)

   • Možnost recyklace a opětovného tvarování

Výroba elastomerických vláken

Elastomerní vlákna se vyrábějí zejména mokrým nebo suchým zvlákňováním (wet spinning / dry spinning), méně často taveninovým zvlákňováním (melt spinning) u některých TPE. Zásadní technologické aspekty:

• Zvlákňovací roztoky (dope) – nízkomolekulární prepolymer musí mít vhodnou viskozitu

• Koagulace (wet spinning) – textilie prochází koagulační lázní, kde polymer tuhne

• Předepnutí a tepelné zpevnění – pro vytvoření orientace řetězců a zvýšení elasticity

• Modifikace vláken – použití plniv, změkčovadel, UV stabilizátorů nebo antistatických aditiv

Fyzikálně-mechanické vlastnosti elastomerických vláken

Aplikace elastomerů v textilních produktech

1. Oděvní textilie

   • Všité do tkanin (např. jako jádrová elastanová vlákna s bavlněným ovinem)

   • Pružnost v pasech, manžetách, švech

   • Zajištění komfortního nošení bez deformace oděvu

2. Kompresní a funkční textilie

   • Kompresní punčochy, zdravotnické bandáže, sportovní legíny

   • Elastomery poskytují potřebný tlak a přitom se přizpůsobují pohybu

3. Technické textilie

   • Textilie s proměnnou tuhostí

   • Nafukovací struktury, elastické spoje

   • Elastomerické povlaky pro ochranné nebo neklouzavé povrchy

4. Elastomerní potisky a vrstvy

   • Aplikace pomocí sítotisku nebo nánosu – dodávají pružnost i dekorativní efekt

   • Možnost vkládání elektricky vodivých elastomerů pro výrobu „smart textiles“

Stárnutí a degradace elastomerů

Elastomerní materiály podléhají stárnutí vlivem:

• UV záření – přerušení polymerních řetězců (řešeno stabilizátory)

• Oxidace – vlivem tepla a kyslíku, nutná přítomnost antioxidantů

• Hydrolytické degradace – zejména u polyesterových segmentů

• Mikrobiální degradace – některé polyuretany jsou citlivé na bakterie v teplém a vlhkém prostředí

Recyklace a udržitelnost

• Elastomery jsou obtížně recyklovatelné jako čisté materiály, ale lze je částečně mechanicky nebo chemicky zpracovat ve směsných systémech

• Nově vyvíjené biologicky odbouratelné elastomery na bázi PLA nebo PHA se testují pro ekologické textilie

• Trendem je snižování obsahu elastomerů v recyklovatelných textiliích nebo jejich snadné oddělení ve vícevrstvých kompozitech

Závěr

Elastomery hrají klíčovou roli ve vývoji moderních textilií, a to díky své schopnosti kombinovat komfort, funkčnost a odolnost. Výroba a aplikace elastomerických vláken a vrstev je technologicky náročná, ale poskytuje široké možnosti konstrukce inovativních textilních produktů. Do budoucna se očekává důraz na vývoj recyklovatelných nebo biodegradabilních elastomerů, rozšiřování jejich aplikace v oblasti nositelné elektroniky a pokročilých technických textilií.