论文部分内容阅读
静电纺丝作为一种可以生产连续纳米纤维的技术，其产品具有比表面积大、孔隙率高、孔径小的特点，如果采用合适的聚合物，理论上完全可以实现防水透湿的功能，但是电纺膜与生俱来的低强力又妨碍了其商业化的应用。本课题选用两种聚偏氟乙烯(PVDF)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为原料，通过静电纺丝技术制备纳米纤维膜，探讨电纺膜用于防水透湿膜的可行性。 首先，利用单针头静电纺丝实验，研究了聚合物溶液的性质、纺丝液浓度、纺丝电压、纺针内径、接收距离等纺丝工艺参数对纳米纤维直径和形貌的影响，并通过正交实验设计，确定每种聚合物的最佳纺丝工艺参数分别为:PVDF采用DMF/丙酮(7∶3)溶剂体系，PVDF纺丝液浓度8wt％、纺丝电压35kV、纺丝距离25cm;PVDF最佳工艺为:纺丝液浓度10％，纺丝电压30V，纺丝距离25cm。PET采用TFA/DCM(6∶6)溶剂体系，纺丝液浓度15％，纺丝电压22kV，纺丝距离20cm。 然后，在最佳纺丝工艺参数下，实验制备了三种单组份防水透湿电纺膜并进行了力学性能、润湿性能、耐静水压性能、透湿性能与透气性能的评价。实验结果表明:三种电纺膜具有优异的防水透湿功能。其中PVDF组份电纺膜表现出了较好的力学性能与耐静水压性能，在厚度补偿下，其测试值均高于PTFE拉伸膜，但存在韧性不好、厚度过大等缺点。 最后，实验制备了双组份PVDF复合电纺膜，经热轧粘合处理后获得纤维粘结度更好但又保持高孔隙率特点的电纺膜。实验结果表明:热处理有助于纳米纤维之间的粘结，纳米纤维的孔径会缩小。在135℃温度以内，随着温度的升高，拉伸断裂强度增加，耐静水压性能变好，但不影响透湿效果;但一旦超过135℃，会对电纺膜造成不可逆的孔隙破坏。其中135℃处理的双组份PVDF电纺膜耐静水压可达3320mmH2O，透湿量可达9800g/m2.24h。将此电纺膜与织物进行层压复合，并测试性能后发现:电纺复合层压织物的透湿量要高于PTFE层压复合织物，耐静水压值要相对略低一点，但已经达到防水透湿面料基本要求。