防水透濕雙層多級結(jié)構(gòu)電紡聚氨酯納米纖維膜的性能研究.pdf

1、靜電紡絲技術(shù)是一種能夠直接、連續(xù)制備納米纖維的高新技術(shù)手段。納微米多級結(jié)構(gòu)材料以其超高比表面積和特有的結(jié)構(gòu)特性，受到越來越多人們的關(guān)注，廣泛應(yīng)用于信息、能源、環(huán)境等領(lǐng)域，而靜電紡絲法制備多級結(jié)構(gòu)納米纖維也成為近年來國內(nèi)外研究熱點。在防護(hù)領(lǐng)域中，防水透濕材料是一種兼顧防水和透濕性的功能面料，又被稱為可呼吸材料或人造皮膚材料，在防護(hù)服裝和戶外休閑服裝等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。本文旨在采用常規(guī)電紡技術(shù)，研發(fā)出一種防水透濕效果與服裝舒適度并存的多級

2、結(jié)構(gòu)納米纖維膜，為我國高性能防水透濕材料開發(fā)提供一定的理論和實驗依據(jù)。
　　本論文主要基于常規(guī)靜電紡絲技術(shù)，以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)為溶劑，TPU為主要原料，通過加入四丁基氯化銨(TBAC)有機(jī)支化鹽，一步法制備仿樹枝狀TBAC/TPU雙層多級結(jié)構(gòu)納米纖維膜;并依據(jù)“推拉效應(yīng)”原理，構(gòu)筑了單尺度純TPU和多尺度樹枝狀TBAC/TPU雙層多級結(jié)構(gòu)納米纖維膜。重點研究仿樹枝狀TBAC/TPU雙層多級結(jié)構(gòu)納米纖維膜紡絲工藝，利用

3、SEM、XPS、EDS、TG等測試手段分析了納米纖維膜的表面形貌、元素含量以及熱學(xué)性能，同時分析了雙層防水透濕薄膜的的孔徑分布、機(jī)械性能、親水性、耐靜水壓、透氣透濕、過濾以及水分傳輸管理等性能。
　　結(jié)果表明:通過在TPU紡絲液中加入適量TBAC有機(jī)支化鹽能有效制各出仿樹枝狀多級結(jié)構(gòu)納米纖維膜，其最優(yōu)的紡絲濃度TPU為7wt％，TBAC為1wt％，在為電壓45kV，接收距離10cm，擠出速率0.5ml/h電紡工藝下，樹枝狀結(jié)構(gòu)最為

4、顯著;對比而言，常規(guī)TPU納米纖維膜具有較強(qiáng)疏水特性，而樹枝狀納米纖維膜表現(xiàn)出極高的親水性能，二者復(fù)合的雙層多級結(jié)構(gòu)納米纖維膜展現(xiàn)了優(yōu)良的單向?qū)裥阅?當(dāng)TPU層膜厚度0.04mm，樹枝狀TBAC/TPU層納米纖維膜厚度為0.08mm時，雙層納米纖維膜的透濕性為2170g/m2/d，透氣性為1.16L/m2/s，耐靜水壓達(dá)100cm Aq，且該纖維膜對直徑為0.26μm NaCl粒子的過濾效率高達(dá)99.95％，可滿足防護(hù)服裝材料的防護(hù)性