聚偏氟乙烯纖維膜的制備及其防水-防風(fēng)和透濕性能研究.pdf

1、防水透濕材料一般用于服裝織物上，在國外被形象的稱為“可呼吸織物”。新型的功能服裝織物不僅具有防水和透濕功能，而且還具備防風(fēng)及保暖功效。在許多惡劣的天氣下，它不僅可以使人體免受自然雨雪的災(zāi)害，也能阻擋寒風(fēng)保持人體的溫度；在人運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，它又能及時(shí)將汗液排出體外使人體處于干爽的狀態(tài)。由于這些功能，防水透濕織物在消費(fèi)市場(chǎng)上受到越來越多的關(guān)注。近年來，世界各國對(duì)防水透濕材料的需求與日俱增，防水透濕材料不僅在運(yùn)動(dòng)服裝領(lǐng)域得到了大量的使用，同時(shí)也正

2、迅速地向軍需品和醫(yī)療防護(hù)領(lǐng)域擴(kuò)張。目前在國內(nèi)市場(chǎng)上，雖然越來越多的服飾公司開始研制和生產(chǎn)防水透濕織物，但其生產(chǎn)出來的產(chǎn)品大都差強(qiáng)人意，不能同時(shí)滿足防水性和透濕性，而這兩個(gè)性能是衡量防水透濕織物好壞的最基本和最重要的指標(biāo)。因此，如何研制出既具有較高的防水性又具有良好的透濕性的功能材料是國內(nèi)急需解決的問題。
　　靜電紡絲技術(shù)是近年來興起的一種制備納米纖維的技術(shù)，由納米纖維堆積而成的纖維膜具有三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。而這類結(jié)構(gòu)一般具有較低孔徑

3、和較高孔隙率的特征，所以具有此類結(jié)構(gòu)的織物在內(nèi)外兩側(cè)存在濕度差的情況下，可以為水蒸氣提供傳遞通道，而不允許液態(tài)水滴的通過。因此把靜電紡絲技術(shù)用到防水透濕纖維膜的制備上不但具有理論基礎(chǔ)的支持而且又具有一定的實(shí)際操作性。同時(shí)，纖維膜的防水透濕性能與聚合物的選取也緊密相關(guān)。聚偏氟乙烯（PVDF）聚合物由于分子中大量氟原子的存在，使材料具有較好的疏水性和耐磨性。所以，本課題采取PVDF材料來制備防水透濕纖維膜。
　　首先，本課題利用靜電紡

4、絲技術(shù)分別制備了四個(gè)濃度（18wt％、20wt%、22 wt%、24w t%）的P VDF纖維膜，考察了濃度對(duì)P VDF纖維膜形貌、防水透濕性及力學(xué)性能的影響。其次，為了使纖維膜具有更好的防水透濕性能，本文探索了混合溶劑配比。結(jié)果表明：當(dāng)N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）/丙酮為7/3時(shí)，PVDF纖維膜的耐水壓為82kPa，透氣率為8.1mm/s，透濕量為11.5kg/m2/d。此外，本文基于“楊-拉普拉斯”方程深入分析了靜水壓與纖維膜孔

5、徑和表面潤濕性之間的關(guān)系。
　　為了進(jìn)一步優(yōu)化纖維膜的性能，本文在紡絲溶液中加入了適量的電解質(zhì)氯化鋰（LiCl），發(fā)現(xiàn)制備的PVDF纖維直徑明顯變細(xì)。當(dāng)LiCl加入量為0.003wt%時(shí)，制備的P VDF纖維膜呈現(xiàn)優(yōu)異的防水透濕及防風(fēng)性能：耐水壓為110kPa，透濕量為11.8kg/m2/d，透氣率為6.1mm/s。同時(shí)，斷裂強(qiáng)度由8.6MP a增加到了12.2MP a。實(shí)驗(yàn)表明，通過改變紡絲溶液的配方和紡絲的工藝參數(shù)，可以制備出