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静电纺丝技术是一种能够直接、连续制备纳米纤维的高新技术手段。纳微米多级结构材料以其超高比表面积和特有的结构特性,受到越来越多人们的关注,广泛应用于信息、能源、环境等领域,而静电纺丝法制备多级结构纳米纤维也成为近年来国内外研究热点。在防护领域中,防水透湿材料是一种兼顾防水和透湿性的功能面料,又被称为可呼吸材料或人造皮肤材料,在防护服装和户外休闲服装等领域发挥着重要作用。本文旨在采用常规电纺技术,研发出一种防水透湿效果与服装舒适度并存的多级结构纳米纤维膜,为我国高性能防水透湿材料开发提供一定的理论和实验依据。本论文主要基于常规静电纺丝技术,以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,TPU为主要原料,通过加入四丁基氯化铵(TBAC)有机支化盐,一步法制备仿树枝状TBAC/TPU双层多级结构纳米纤维膜;并依据"推拉效应"原理,构筑了单尺度纯TPU和多尺度树枝状TBAC/TPU双层多级结构纳米纤维膜。重点研究仿树枝状TBAC/TPU双层多级结构纳米纤维膜纺丝工艺,利用SEM、XPS、EDS、TG等测试手段分析了纳米纤维膜的表面形貌、元素含量以及热学性能,同时分析了双层防水透湿薄膜的的孔径分布、机械性能、亲水性、耐静水压、透气透湿、过滤以及水分传输管理等性能。结果表明:通过在TPU纺丝液中加入适量TBAC有机支化盐能有效制备出仿树枝状多级结构纳米纤维膜,其最优的纺丝浓度TPU为7 wt%,TBAC为1 wt%,在为电压45 kV,接收距离10 cm,挤出速率0.5 ml/h电纺工艺下,树枝状结构最为显著;对比而言,常规TPU纳米纤维膜具有较强疏水特性,而树枝状纳米纤维膜表现出极高的亲水性能,二者复合的双层多级结构纳米纤维膜展现了优良的单向导湿性能;当TPU层膜厚度0.04 mm,树枝状TBAC/TPU层纳米纤维膜厚度为0.08 mm时,双层纳米纤维膜的透湿性为2170 g/m2/d,透气性为1.16 L/m2/s,耐静水压达100 cm Aq,且该纤维膜对直径为0.26 u m NaCl粒子的过滤效率高达99.95%,可满足防护服装材料的防护性能和舒适性能的要求。