【摘 要】
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在新冠病毒肆虐的国际背景下,医用防护服作为保障医护人员生命健康的防护用品之一,其重要性进一步凸显。然而,市面上的医用防护服尚难以兼顾高防护阻隔能力和高透气透湿性。此外,医用防护服多是一次性使用的,会导致大量的资源浪费和环境污染等问题。为减少一次性防护服使用量,消除潜在环境污染,同时实现防护服长时间穿戴的舒适性,本论文从医用防护服材料的透气透湿性和重复利用性出发,分别开展了两方面的研究工作:首先,采
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在新冠病毒肆虐的国际背景下,医用防护服作为保障医护人员生命健康的防护用品之一,其重要性进一步凸显。然而,市面上的医用防护服尚难以兼顾高防护阻隔能力和高透气透湿性。此外,医用防护服多是一次性使用的,会导致大量的资源浪费和环境污染等问题。为减少一次性防护服使用量,消除潜在环境污染,同时实现防护服长时间穿戴的舒适性,本论文从医用防护服材料的透气透湿性和重复利用性出发,分别开展了两方面的研究工作:首先,采用高压静电纺丝技术制备高性能聚酰亚胺（Polyimide,PI）纳米纤维,并通过调控纳米纤维直径,制备最佳品质因子的过滤纤维膜;其次,根据医用防护服标准,进一步优化PI纳米纤维膜的结构与性能,并系统研究其作为医用防护服的可行性。具体内容如下:（1）探索了聚合物溶液浓度对PI纳米纤维的形貌和性能（过滤性能、机械性能）的影响规律,然后通过在聚合物溶液中引入高挥发性溶剂丙酮,调控PI纳米纤维的直径,制备出品质因子和机械性能最佳的PI纳米纤维膜。确定了聚合物浓度为12 wt%、DMF/丙酮混合溶剂质量比为6:4时,PI纳米纤维的性能达到最佳:颗粒物过滤效率为94.22%;气流阻力为45.89 Pa;应力高达13.12 MPa。（2）基于医用防护服标准,对PI纳米纤维膜的结构进一步优化。确定了PI纳米纤维的纺丝时间为4 h时,PI纳米纤维的过滤性能和舒适性达到最佳平衡点。在此纺丝条件下,所制备的PI纳米纤维的颗粒物过滤效率为96.13%,气流阻力为57.06 Pa,气体通量可达265.44 mm s-1。与商业化的聚乙烯透气膜（BF）和聚乙烯闪蒸非织造材料（FS）相比,其透气性提高了至少40倍。此外,PI纳米纤维表现出极高的疏水性、耐化学腐蚀性和热稳定性。经三种消毒再生工艺处理后,PI纳米纤维的性能没有发现明显变化,具有良好的可重复利用性。
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