消防服用防水透濕復(fù)合膜的制備及性能研究.pdf

1、復(fù)合膜是指以微孔膜為支撐層，在其表面覆蓋一定厚度的親水無(wú)孔膜作為選擇分離層，這樣構(gòu)成的復(fù)合膜既可以透濕防水又能發(fā)揮其選擇分離的優(yōu)勢(shì)。由該類復(fù)合膜所層壓制成的復(fù)合面料具有使水滴（或液滴）不能滲入織物，而人體散發(fā)的汗氣能通過(guò)織物擴(kuò)散傳遞到外界，且能阻擋或隔離有毒的生化化學(xué)物質(zhì)，使之不能侵入人體內(nèi)的獨(dú)特作用。本論文以親水型熱塑性膜為基底，疏水性高聚物為紡絲材料，利用靜電紡絲技術(shù)構(gòu)建親水-疏水復(fù)合纖維膜。對(duì)電紡纖維復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)和形態(tài)進(jìn)行觀測(cè)，利

2、用相關(guān)測(cè)試手段測(cè)試復(fù)合膜的防水透濕性、表面潤(rùn)濕性、高溫穩(wěn)定性、及力學(xué)性能等；模擬研究了復(fù)合膜的透濕傳質(zhì)機(jī)理；探討了電紡復(fù)合膜作為熱防護(hù)面料的可行性。
　　由于靜電紡絲實(shí)驗(yàn)過(guò)程復(fù)雜多樣，制備出孔隙均勻、纖維表面平滑的多孔纖維膜是研究中的難點(diǎn)之一。首先，運(yùn)用經(jīng)典的正交實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，在考察各電紡工藝參數(shù)對(duì)膜纖維直徑影響的主次因素關(guān)系的同時(shí)，得到制備形貌良好的纖維膜的優(yōu)化方案。結(jié)果顯示，溶液濃度對(duì)纖維直徑有顯著影響，纖維膜制備的優(yōu)化

3、方案為：溶液濃度為15％、電壓為6 kV、溶劑DMAc：丙酮=7：3（體積比）、交聯(lián)劑ACM的添加量為0.4g/50ml、接收距離為14 cm、溶液流速為1.0 mL/h。
　　采用優(yōu)選實(shí)驗(yàn)方案制備一系列電紡復(fù)合膜，對(duì)電紡膜的形貌和化學(xué)組成、結(jié)晶狀態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)研究，此外，對(duì)復(fù)合膜的防水透濕性能、機(jī)械性能、表面潤(rùn)濕性和耐高溫特性進(jìn)行表征。結(jié)果表明，復(fù)合膜具有親水-疏水雙極性，復(fù)合膜疏水層接觸角為100o，親水層接觸角30o；耐靜水壓6

4、240.3 Pa，透濕量3515.9 g/m2·24h；復(fù)合膜的起始分解溫度為393.4oC，有望作為防護(hù)面料。
　　水蒸汽通過(guò)復(fù)合膜是一個(gè)復(fù)雜的擴(kuò)散過(guò)程，包括三個(gè)部分，即膜兩側(cè)的邊界空氣層擴(kuò)散阻抗及膜本身阻抗。為深入探討水蒸汽在復(fù)合膜內(nèi)的擴(kuò)散機(jī)理，以電阻模型為基礎(chǔ)，結(jié)合正杯三步法實(shí)驗(yàn)，深入探討了復(fù)合膜的透濕機(jī)理。結(jié)果表明，傳質(zhì)過(guò)程中各部分阻力類似電阻串聯(lián)，微孔膜符合DGM模型（Dusty-gas model）模型，即水蒸汽總擴(kuò)散