借助有机硅加大浮力

热气球的气囊在飞行中必须承受很大的负荷。气囊的尼龙织物会受到工作温度高以及各种气候条件和紫外线辐射及机械应力的影响，而涂上一层薄薄的有机硅涂层，可保护织物，让它能够抗撕裂，并具有气密性。

1783年11月21日，一个高22米的热气球在万众瞩目之下，载着两名男子在巴黎上空飞行了约8公里后降落，为载人飞行史拉开了序幕。自由地在空中飞翔，俯瞰大地，是人类古老的梦想——而这个梦想，在约瑟夫和艾蒂安·孟戈菲两兄弟发明热气球后被实现了；他们来自法国南部小城Annonay，父亲是造纸商。

如今，热气球的基本结构与最初的时候并没有很大区别：气囊充满了热空气，向下开口处挂有柳条吊篮，供载人使用。热气球是一种利用静浮力原理升空的装置：因为气囊里的热空气比外面的空气轻，即密度更低。如果热空气产生的浮力大于气球的重力，气球就会上升；如果两种力量均衡，热气球就会在同一高度飘浮；如果气球重力更大，热气球便会下降。

直至今日，热气球仍能马上吸引住人们的注意力。尤其当你从近处观望这种飞行物时，气囊的大小足以让你惊讶：水滴型的气囊通常高约20至25米，这相当于一栋5层至6层建筑的高度，而它的半径通常在16米以上。飞行中的热气球同样吸引眼球——它运动缓慢，几乎悄然无声，方向和速度完全由风而定。这种寂静只有偶尔会被喷火器的响声打断：那是热气球飞行员在点火，以平衡损失的热量，使浮力保持不变，让气球继续漂游。

热气球在过去几百年中的改变主要涉及气囊使用的材料。孟戈菲兄弟制作气囊时，用的是纸和亚麻布，热气球生产商如今则大多使用带涂层的防撕裂尼龙面料。Martin Bortenschlager博士说：“人们越来越多地选用硅橡胶来涂覆气囊。”化学家Bortenschlager博士在瓦克有机硅业务部门担任资深市场营销经理，同时也负责织物涂层产品。瓦克为涂层应用提供对口的有机硅及助剂产品组合，Bortenschlager博士介绍说：“WACKER^® FINISH CT 51 L是我们真正的拳头产品。”

防撕裂尼龙是一种抗断裂、防撕裂型聚酰胺织物。这种高性能纺织品是通过将用于加强强度的较粗的尼龙纱线均匀地织入织物而制成。这样一来，如果外力不是过大，织物即使裂开一条小缝，也只会裂到下一根更粗的纱线，而不会继续开裂。防撕裂织物典型的方格纹是因为织入了这种加固纱线而形成的。

热气球制造商可选择不同纺织品生产商提供的各种涂覆了聚氨酯涂层或有机硅涂层的防撕裂尼龙面料生产气囊，具体选择哪种面料和涂层，需要厂商根据客户的要求和期望来决定。您可以根据以下问题做出选择：热气球是私人使用，还是供比赛或商业运营使用？热气球气囊应具有多长的使用寿命？

任何气囊用织物都要满足一个基本条件：它必须具有气密性。空气一旦能够通过织物孔从气囊散发出去，承托热气球的浮力就会减少，气球就会下沉。未经涂层处理的尼龙织物本身是疏松多孔的，因此涂层的关键作用是确保密封性，聚氨酯涂层和有机硅涂层都能满足这一要求。

织物涂层的另外一个功能是尽量延长气囊的使用寿命。无涂层尼龙织物无法抵御90至100摄氏度的温度，而热气球在运行中，气囊内部的温度一般保持在这个温度范围。此外，未经涂层处理的尼龙织物根本无法抵御紫外线辐射，这种高能量短波射线会损坏聚酰胺纤维，使尼龙织物迅速老化和脆化。有机硅涂层尤其在延长织物耐用性方面具有显著优势。有机硅弹性体的物理化学及机械性能在此发挥着关键作用（见有机硅弹性体图框），它具有耐高温、耐辐射、耐老化、导热性弱和憎水性等特性，并可吸收部分紫外线。由于有机硅具有耐久性，涂层织物即使是要一再地承受高温和烈日暴晒，有机硅涂层也能防止气囊迅速老化。

气囊织物内侧在热气球运行时始终与热空气接触，织物的耐温性因此非常关键。气囊上半部分必须承受的热负荷尤其大，这也是为什么气囊通常使用分量较重、但特别结实的涂覆了有机硅涂层的防撕裂尼龙织物的原因。根据热气球生产商的产品手册中的提示信息，涂覆有机硅涂层的气囊织物比涂覆聚氨酯涂层的气囊织物的耐温性要高20至30度。这能让热气球飞行员更大幅度地提高气球空气温度，让浮力变得更大。

此外，气囊落地后摊开，在地面拖过时要抗撕裂。如果气囊被石头卡住，裂开一道小缝，气囊的抗撕裂强度却不够，那么，裂缝便会随着气囊的拖移而越变越大。有机硅涂层同样能够在此提供保护，显著提高防撕裂尼龙织物的抗撕强度。这已被瓦克应用技术实验室多项测试证实。

负责测试的Steffen Jungermann博士介绍说：“有机硅能够柔韧地连接织物的纱线，如果某处开裂，拉力会被分散到周边的纱线上。”这样，每根纱线承受的负荷就会减少，织物就能抵御更大的拉力。“在许多情况下，每平方米只需使用5克WACKER^® FINISH CT 51 L产品，就能将织物的抗撕裂强度提升5倍以上。”在瓦克有机硅业务部门负责织物涂层应用技术工作的Jungermann博士强调说。他的客户中也有为气囊尼龙织物进行涂层加工的厂商。

几年前，热气球气囊还很少完全用涂覆有机硅涂层的尼龙织物制成，因为那时的有机硅涂层织物都比较重，现在人们也还经常用它来缝制气囊的上半部分。这种材料每平方米重约90至100克，如果用它来制作整个气囊，视气球的具体大小而定，总重量可超过130公斤。这对竞技类飞行员来说就太重了。

对提供航空服务的公司而言，气囊的重量并不很重要，因为商业飞行员通常载有足够数量的乘客，他们能在热气球起飞准备和降落时积极协助飞行员。因此，以前订购完全用有机硅涂层织物制成的气囊的客户，常常是一些注重产品使用寿命和维修费用的航空服务公司。

现在，市场上也出现了每平方米重量仅约45至70克、但抗断裂及撕裂性极佳的防撕裂有机硅涂层尼龙织物。这种轻质织物也吸引了非商业飞行员的关注，特别是当热气球购买者希望气囊的耐用性高于平均水平的时候。

现在，有越来越多的纺织品加工商选择使用WACKER^® FINISH CT 51 L液体有机硅产品来为上述轻质织物涂覆涂层。瓦克化学家Jungermann博士介绍说：“这是一种溶剂型硅橡胶乳液，客户可将其与交联剂与催化剂等必需的组分以及和溶剂结合使用，配制出可直接使用的涂料。”涂覆后，橡胶会在热作用下交联成有机硅弹性体；这种精细涂层的涂覆量可降至每平方米5克。

纺织品行业对精细涂层的要求是每平方米的涂覆量必须低于50克，而热气球气囊用新型尼龙织物每平方米的有机硅涂覆量通常在15至20克之间。因为用量低，大部分有机硅用料会填充在纺线之间，封闭织物毛孔，覆盖在织物表面的只是一层极薄的有机硅。

用WACKER^® FINISH CT 51 L精细涂覆的尼龙织物，其质感能够同时满足热气球生产商和纺织品加工商的要求。例如，Ammeraal Beltech公司在瑞士负责涂料及层压项目的纺织品工程师Pirli Gurbanmammedov先生是这样描述涂覆了精细涂层的防撕裂尼龙织物的：它质感柔软，有弹性，硬度比复印纸低；表面略带光泽，不粘手，毫无橡胶感，摸上去平整光滑；这种质地的表面有助于热气球在为下一次飞行做准备时轻松展开气囊。Ammeraal Beltech公司的常规业务之一是为纺织品基材涂布有机硅精细涂层。Gurbanmammedov先生说：“我们使用WACKER^® FINISH CT 51 L，效果非常好。”