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一种防水透气纳米纤维材料的制备方法

实验指南    2021-09-18 14:17
一、背景

  目前市场上的防水透湿膜主要为亲水聚氨酯(TPU)膜和双向拉伸聚四氟乙烯 (PTFE)疏水微孔膜。其中TPU薄膜一般通过熔融挤出工艺制备,具备优异的防水性能,但该膜材料的实体结构导致透气性差、透湿率低,严重限制材料的热湿舒适性,而PTFE膜虽具备优异的防水、透湿性能,但形变回复性能较差,且其废弃后难降解。因此,这两种材料都无法满足面料的生产要求,而PTFE膜的疏水能力较强,很难与其他材料进行复合,因此,需要对聚氨酯进行改性,以提高其与其他材料的复合能力,并开发一种透气性好,能够防水的纳米纤维材料。

二、试验步骤

  首先,称量1 .6kg分子量为300000的聚氨酯溶解于10kg的二甲基甲酰胺溶剂中,然 后加入0 .05kg丙三醇、0 .3kg的羟基化改性木质素磺酸钠,搅拌溶解后,加入6kg含有0 .8kg 分子量为60000、Bloom值为300的明胶的水溶液,得到均相溶液;然后将均相溶液通过静电纺丝技术制得纳米纤维材料,纺丝电压为25kV,使用不锈钢针头,推进速度为0 .001mm/s,纤维收集在接地的铝箔上,接收距离为15cm。按照GB/T19811-2005中的方法测试降解性能,一周后的崩解程度为17%。

  然后,将纳米纤维材料浸入疏水涂层材料中,然后迅速捞出展平,在纳米纤维材料的一侧施加湿度为60%的空气,另一侧施加湿度为15%的空气,并对湿度为60%的空气进行加热,加热至60℃,保持30min,得到防水透气纳米纤维材料,厚度为0.3mm。

  使用S-400扫描电子显微镜观察微观结构,然后使用接触角测试仪测试疏水性能,按照GB/T19811-2005中的方法测试降解性能,一周后的崩解程度为9%。