疏水性聚氨酯纖維膜的防水透濕性及耐洗性研究.pdf

1、由于傳統(tǒng)紡織行業(yè)發(fā)展的局限性越發(fā)明顯，以及人們對(duì)服裝提出新要求，這就迫使研發(fā)人員要不斷研究、開發(fā)、生產(chǎn)具有特殊功能的服裝織物。防水透濕功能織物正是在這一背景下，在傳統(tǒng)織物已有的基礎(chǔ)上，經(jīng)過科研人員和生產(chǎn)工作者的不懈努力，使用不同的方法開發(fā)出同時(shí)具有良好防水性能和透濕性能的新型功能性織物。這類織物在惡劣氣候環(huán)境條件下，能一定程度上保護(hù)人體抵御大風(fēng)大雨以及部分有毒試劑的傷害，同時(shí)有效的向外部環(huán)境條件傳輸水蒸氣，保證人體的干燥舒爽，例如在醫(yī)療

2、化工行業(yè)中，在阻隔液體試劑與人體的直接接觸的同時(shí)盡可能避免其對(duì)人體造成的感染和傷害。
　　目前國(guó)內(nèi)、國(guó)際市場(chǎng)上對(duì)這種同時(shí)具有防水、透濕功能的面料，有著迫切需求，這主要是由其特殊的性能以及潛在價(jià)值所決定的。隨著大眾需求以及市場(chǎng)的深入發(fā)展，防水透濕織物不僅僅在專業(yè)特殊領(lǐng)域如軍需品、醫(yī)療衛(wèi)生防護(hù)等領(lǐng)域得到廣泛使用，在戶外休閑娛樂、運(yùn)動(dòng)等服裝領(lǐng)域也發(fā)揮著其不可忽視的作用和價(jià)值。但傳統(tǒng)的防水透濕織物雖具有防風(fēng)、防水作用，但其透濕性能較差，造

3、成服裝在穿著過程中感到悶熱、潮濕，舒適感較差。因此，如何研發(fā)和生產(chǎn)出符合市場(chǎng)要求的，具有較好防水、透濕性能的服裝面料，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　靜電紡絲技術(shù)制備的纖維直徑范圍可達(dá)幾十個(gè)納米到幾個(gè)微米之間。這種高新技術(shù)的出現(xiàn)可以在維持織物高水平防護(hù)性能的同時(shí)獲得優(yōu)異的透濕性。在靜電紡纖維膜制備的過程中，纖維可通過不斷的沉積堆疊，從而產(chǎn)生三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。此類由于纖維堆積而成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)通常具有孔徑小，孔隙率高等特點(diǎn)，這也就使得較大

4、水滴無法滲透的同時(shí)，卻可以做到當(dāng)服裝內(nèi)外側(cè)由于溫濕度的不同，及時(shí)有效的將水蒸氣通過傳輸通道向外進(jìn)行傳輸，因此利用靜電紡絲技術(shù)生產(chǎn)防水透濕纖維膜不僅具有理論基礎(chǔ)而且存在實(shí)際可行性。
　　具有防水透濕功能的微孔膜，不僅能阻止液態(tài)水的滲透、并能有效傳導(dǎo)水蒸氣，因而在多種領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。相對(duì)而言，現(xiàn)有微孔膜加工工藝存在成本高、耗時(shí)長(zhǎng)、膜結(jié)構(gòu)難以調(diào)控等問題，難以滿足對(duì)高性能功能膜的需求。為此，本文以聚氨酯（PU）、氟化聚氨酯（FPU）、

5、氯化鋰（LiCl）為原料，通過靜電紡絲技術(shù)制備了具有防水透濕性能的纖維膜。通過調(diào)整FPU、LiCl的含量，可以有效調(diào)控紡絲溶液的溶液性質(zhì)、所得纖維的直徑、纖維膜的孔徑及分布、高分子在纖維中的拉伸和取向程度等，從而使纖維膜獲得優(yōu)異的靜水壓、透濕量、力學(xué)強(qiáng)度等性能。同時(shí)本文基于“楊-拉普拉斯”方程深入分析了靜水壓與纖維膜孔徑、表面潤(rùn)濕性間的定量關(guān)系；并利用偏振紅外光譜研究了電導(dǎo)率對(duì)高分子在纖維中拉伸與取向程度的影響，以及纖維中高分子取向程度

6、對(duì)纖維膜防水透濕性能及耐水壓的影響規(guī)律。在以上研究的基礎(chǔ)上，制備了具有優(yōu)異防水透濕性能和力學(xué)性能的纖維膜，其靜水壓可達(dá)82.1kPa，透濕量可達(dá)10.9kg/m2/d，拉伸強(qiáng)度可達(dá)11.6MPa，頂破強(qiáng)力可達(dá)8.2kPa，可在功能性防護(hù)服的制造等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。
　　本課題通過場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡、光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x、孔徑分析儀等測(cè)試對(duì)該纖維膜進(jìn)行表征，并引用相關(guān)理論模型對(duì)纖維膜潤(rùn)濕性和透濕性進(jìn)行分析，探索纖維膜的表面形貌、孔徑分