دلیل اینکه پارچه اسفنجی انعطاف پذیری و بالش را با استحکام ساختاری ترکیب می کند اساساً در نسبت دقیق و تعامل اجزای شیمیایی آن نهفته است. به عنوان ماده ای متشکل از سلول های اسفنجی متخلخل و یک پارچه پایه بافته شده، ترکیب شیمیایی پارچه اسفنجی را می توان به دو بخش اصلی-ماتریس پلیمری لایه اسفنجی و جزء الیاف لایه بافته شده تقسیم کرد. این دو جزء، در سطح مولکولی، خواص مکانیکی، دوام، قابلیت تنفس و سازگاری با محیط را تعیین می کنند.
بدنه اصلی لایه اسفنجی معمولاً یک پلیمر پلی اورتان (PU) یا پلی اتیلن (PE) است. پلی یورتان از واکنش پلیمریزاسیون پلی ال ها و ایزوسیانات ها تحت اثر یک کاتالیزور تشکیل می شود. زنجیره مولکولی آن حاوی پیوندهای یورتان است که به مواد بازیابی الاستیک خوب و سختی نسبتاً قابل تنظیم می دهد. با تنظیم وزن مولکولی و عملکرد پلیال و نوع ایزوسیانات، میتوان ظرافت ساختار سلولی و استحکام مکانیکی آن را کنترل کرد و در نتیجه بر انعطافپذیری فشاری و ظرفیت تحمل بار اسفنج تأثیر گذاشت. فوم پلی اتیلن بیشتر از رزین پلی اتیلن با چگالی کم-یا با چگالی بالا- از طریق کف کردن فیزیکی یا شیمیایی ساخته میشود. زنجیرههای مولکولی آن انعطافپذیر هستند و دارای کریستالینیتی متوسط هستند، سبک وزن، مقاومت در برابر آب و پایداری شیمیایی خوبی از خود نشان میدهند و آن را برای محیطهای مرطوب یا مقاوم{8}}مناسب میسازند.
در طول فرآیند کف کردن، عوامل کف کننده (مانند آب و ترکیبات با نقطه جوش کم- مانند پنتان ها)، تثبیت کننده های کف (سورفکتانت های سیلیکونی) و عوامل اتصال دهنده (مانند دی ایزوسیانات ها یا پراکسیدها) اغلب اضافه می شوند. عامل کف کننده بر اثر حرارت یا واکنش تبخیر می شود و هسته های حباب را تشکیل می دهد. تثبیت کننده فوم توزیع یکنواخت سلول را تضمین می کند و از ادغام و فروپاشی جلوگیری می کند. و عامل اتصال عرضی یک ساختار شبکه سه بعدی بین زنجیره های مولکولی تشکیل می دهد که پایداری ابعادی و مقاومت حرارتی را بهبود می بخشد. نوع و مقدار این مواد افزودنی به طور مستقیم بر یکنواختی اندازه منافذ، انعطاف پذیری و دوام فوم تأثیر می گذارد.
ترکیب شیمیایی پایه پارچه به الیاف انتخابی بستگی دارد که معمولاً از پلی استر (PET)، پلی آمید (PA، نایلون)، الیاف پنبه یا مخلوط تشکیل شده است. الیاف پلی استر از پلیمریزاسیون متراکم اسید ترفتالیک و اتیلن گلیکول تشکیل می شوند. زنجیره های مولکولی منظم و قطبیت کم آنها به پارچه پایه مقاومت سایشی عالی، مقاومت در برابر چین و چروک و ثبات ابعادی می بخشد. الیاف پلی آمید حاوی پیوندهای آمیدی و پیوند هیدروژنی بین مولکولی قوی هستند که به پارچه پایه چقرمگی و انعطاف پذیری بالایی می بخشد. الیاف پنبه سلولز طبیعی، غنی از گروه های هیدروکسیل، پوست{4}دوست و قابل تنفس، اما با استحکام کمتر مرطوب هستند و بیشتر در کاربردهایی که نیاز به احساس راحتی دارند استفاده می شوند. پارچه پایه ممکن است قبل از بافت تحت عملیات شیمیایی قرار گیرد، مانند پرداخت آبدوست، پوششهای ضدآب، یا اصلاحات ضد شعله{6}، تا کاربرد آن در محیطهای خاص گسترش یابد.
چسب های مورد استفاده در رابط کامپوزیت نیز اجزای شیمیایی کلیدی هستند که معمولاً از چسب های پلی اورتان، اکریلیک یا{0}}ذوب داغ استفاده می کنند. چسب های پلی اورتان سازگاری خوبی با بدنه اسفنجی دارند، یک لایه چسب انعطاف پذیر تشکیل می دهند و از پوسته شدن سخت جلوگیری می کنند. چسب های اکریلیک مقاومت خوبی در برابر آب و هوا دارند، مناسب برای فضای باز یا محیط هایی با اختلاف دمای زیاد. چسب های داغ-ذوب شده پس از گرم شدن ذوب می شوند و سپس سرد می شوند تا جامد شوند، فرآیندی ساده که بدون حلال-و سازگار با محیط زیست است.
به طور کلی، ترکیب شیمیایی پارچه اسفنجی یک سیستم ترکیبی متشکل از یک ماتریس پلیمری مولکولی بالا، عوامل کف کننده و تثبیت کننده، بستر الیافی و چسب سطحی است. انواع، نسبتها، و برهمکنشهای این اجزا، انعطافپذیری، نفوذپذیری هوا، مقاومت شیمیایی و عمر مفید مواد را تعیین میکند و همچنین یک مبنای سطح مولکولی قابل کنترل-برای طراحی مبتنی بر عملکرد- برای سناریوهای مختلف کاربردی فراهم میکند.
