防水透湿材料一般用于服装织物上,在国外被形象的称为“可呼吸织物”。新型的功能服装织物不仅具有防水和透湿功能,而且还具备防风及保暖功效。在许多恶劣的天气下,它不仅可以使人体免受自然雨雪的灾害,也能阻挡寒风保持人体的温度;在人运动的时候,它又能及时将汗液排出体外使人体处于干爽的状态。由于这些功能,防水透湿织物在消费市场上受到越来越多的关注。近年来,世界各国对防水透湿材料的需求与日俱增,防水透湿材料不仅在运动服装领域得到了大量的使用,同时也正迅速地向军需品和医疗防护领域扩张。目前在国内市场上,虽然越来越多的服饰公司开始研制和生产防水透湿织物,但其生产出来的产品大都差强人意,不能同时满足防水性和透湿性,而这两个性能是衡量防水透湿织物好坏的最基本和最重要的指标。因此,如何研制出既具有较高的防水性又具有良好的透湿性的功能材料是国内急需解决的问题。静电纺丝技术是近年来兴起的一种制备纳米纤维的技术,由纳米纤维堆积而成的纤维膜具有三维空间网状结构。而这类结构一般具有较低孔径和较高孔隙率的特征,所以具有此类结构的织物在内外两侧存在湿度差的情况下,可以为水蒸气提供传递通道,而不允许液态水滴的通过。因此把静电纺丝技术用到防水透湿纤维膜的制备上不但具有理论基础的支持而且又具有一定的实际操作性。同时,纤维膜的防水透湿性能与聚合物的选取也紧密相关。聚偏氟乙烯(PVDF)聚合物由于分子中大量氟原子的存在,使材料具有较好的疏水性和耐磨性。所以,本课题采取PVDF材料来制备防水透湿纤维膜。首先,本课题利用静电纺丝技术分别制备了四个浓度(18wt%、20wt%、22wt%、24wt%)的PVDF纤维膜,考察了浓度对PVDF纤维膜形貌、防水透湿性及力学性能的影响。其次,为了使纤维膜具有更好的防水透湿性能,本文探索了混合溶剂配比。结果表明:当N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)/丙酮为7/3时,PVDF纤维膜的耐水压为82k Pa,透气率为8.1mm/s,透湿量为11.5kg/m2/d。此外,本文基于“杨-拉普拉斯”方程深入分析了静水压与纤维膜孔径和表面润湿性之间的关系。为了进一步优化纤维膜的性能,本文在纺丝溶液中加入了适量的电解质氯化锂(Li Cl),发现制备的PVDF纤维直径明显变细。当Li Cl加入量为0.003wt%时,制备的PVDF纤维膜呈现优异的防水透湿及防风性能:耐水压为110k Pa,透湿量为11.8kg/m2/d,透气率为6.1mm/s。同时,断裂强度由8.6MPa增加到了12.2MPa。实验表明,通过改变纺丝溶液的配方和纺丝的工艺参数,可以制备出性能优异的PVDF防水透湿纤维膜。因此,这种PVDF纤维膜在防水透湿织物上具有实际的应用价值。与市场上工艺复杂的防水透湿膜相比,其简单、快捷的制备方法也为设计和生产防水透湿膜提供了新的途径。