聚偏氟乙烯-聚乙烯醇縮丁醛復(fù)合納米纖維膜的制備及其防水透濕性能研究.pdf

1、防水透濕織物又被稱為人的“第二種皮膚”，不僅能防止雨雪的滲透，還能將人體散發(fā)出來(lái)的濕氣傳遞到外界環(huán)境中，使人免受傷害并感到舒適，其核心功能層是防水透濕膜，目前已得到廣泛應(yīng)用。然而市場(chǎng)上很多防水透濕膜制備工藝復(fù)雜、成本高并產(chǎn)生持久的固體污染物，盡管防水性很好但穿起來(lái)很悶熱，或者是穿著很舒適卻易被雨雪浸濕，很少能兼具高耐水性與透濕性于一體，因此急需開發(fā)出一種能彌補(bǔ)這些缺點(diǎn)并具有優(yōu)異防水性和透濕性的防水透濕膜。
　　研究表明，防水透濕膜

2、的耐水壓隨纖維孔徑的減小而增大，透濕量隨孔隙率的增加而升高，而靜電紡絲技術(shù)制備的纖維膜則具有纖維直徑細(xì)、孔徑小、孔隙率高等特點(diǎn)，可用來(lái)制備防水透濕纖維膜。由于聚偏氟乙烯（PVdF）具有疏水性、熱穩(wěn)定性等特點(diǎn)能增加材料的耐水性和耐熱性，聚乙烯醇縮丁醛（PVB）具有低熔點(diǎn)的特性，能通過(guò)熱處理增加纖維間粘連減小孔徑來(lái)提高纖維膜的力學(xué)性能。因此，本課題以PVdF和PVB為原料，N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）為溶劑，制備PVdF/PVB防水透濕

3、纖維膜，并對(duì)其形貌結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和防水透濕性能進(jìn)行研究，旨在獲得綜合性能優(yōu)異的防水透濕膜。
　　本實(shí)驗(yàn)首先改變混合聚合物的溶液濃度（8wt％、10wt%、12wt%、14wt%），研究靜電紡纖維膜的纖維形貌、力學(xué)性能和防水透濕性能。當(dāng)聚合物濃度低于10wt%時(shí)，溶液粘度低分子間纏結(jié)弱出現(xiàn)較多的珠粒且部分纖維斷裂，使得纖維膜斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)都較低；當(dāng)濃度高于10wt%時(shí)，纖維直徑變粗孔徑變大，纖維膜透濕透氣增加但拉伸強(qiáng)度和耐水壓卻

4、在下降，綜合纖維膜結(jié)構(gòu)和性能確定聚合物濃度為10wt%。其次為了研究相對(duì)濕度對(duì)纖維形貌和性能的影響，選用不同的相對(duì)濕度（55%、65%、75%），結(jié)果發(fā)現(xiàn)纖維膜在相對(duì)濕度為65%時(shí)具有最優(yōu)的力學(xué)性能。
　　為了更好的研究?jī)煞N聚合物紡絲時(shí)對(duì)纖維形貌結(jié)構(gòu)及性能的影響，實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié) PVdF與 PVB的比例（10/0、9/1、8/2、7/3、6/4、5/5），實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：PVB含量越高，溶液中氟元素含量越少，纖維膜受熱后纖維間變得更加粘

5、連纖維直徑變粗，使纖維膜的拉伸強(qiáng)度增加、耐水壓和透濕量降低，得出PVdF與PVB的比例為8/2時(shí)纖維膜具有最佳的綜合性能。由于 PVB熔點(diǎn)低受熱熔融后會(huì)增加纖維間的粘連結(jié)構(gòu)，故對(duì)得到的最佳纖維膜除120℃熱處理外又選用不同的熱處理溫度（未加熱、140℃、160℃），并研究熱處理后纖維膜的形貌和性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：熱處理溫度為140℃時(shí)，制備的纖維膜具有強(qiáng)韌的拉伸性能（10.5MPa）和伸長(zhǎng)率（64.5%），是純的PVdF纖維膜的四倍，還