热诱导熔接聚氨酯/聚二甲基硅氧烷防水透湿膜的制备及其性能优化

为提高纳米纤维膜的防水、透湿和力学性能,在聚氨酯(PU)纺丝液中添加无氟疏水剂聚二甲基硅氧烷(PDMS),采用静电纺丝法制备静电纺PU/PDMS防水透湿膜,并在此基材上采用静电喷雾法沉积PU/PDMS微球制备静电喷雾PU/PDMS防水透湿膜;利用热诱导工艺分别对静电纺PU/PDMS和静电喷雾PU/PDMS防水透湿膜进行热处理改性,研究了热处理温度和时间对其形貌、孔径分布、防水性能、透气透湿性能及力学性能的影响,并对其影响机制进行分析。结果表明：静电喷雾PU/PDMS防水透湿膜的防水透湿性能优于静电纺PU/PDMS防水透湿膜,但经热处理后由于膜内部产生更多粘连,导致孔隙率降低,防水透湿性能出现下降;热处理后静电纺PU/PDMS防水透湿膜的孔径大大降低,并使其串珠结构向蛛网结构转化,防水性能和力学性能显著提升,当加热温度为100℃,加热时间为90 min时,其水接触角达到144.7°,透湿率为5 666.7 g/(m²·d),透气率为9.91 mm/s,断裂强度为17.9 MPa,断裂伸长率为210.7%。     

PDMS/PU/沥青纳米纤维膜复合织物的制备及其性能分析

为制备环境友好的防水透湿织物,通过对喷的方式,以涤棉机织物为接收基布,使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚氨酯(PU)为原料,利用静电纺丝技术制备PDMS/PU纳米纤维膜,然后采用静电喷雾法将沥青微球引入该纳米纤维膜,构建特殊微纳米结构,制得PDMS/PU/沥青纳米纤维膜复合织物.探究沥青质量分数对其表面形貌、防水性能、透湿透气性能和力学性能影响.结果表明:当PDMS/PU纺丝液中PDMS与PU质量配比为5 ∶ 5,沥青纺丝液中沥青质量分数为10％时,所得PDMS/PU/沥青纳米纤维膜复合织物的表面呈特殊微纳米结构,静态水接触角达152°,疏水性最为优异,具有超疏水效果;透湿率为5 662.05 g/(m2 ? 24 h),透气率为87.64 mm/s,经向拉伸断裂强力和顶破强力分别为922.0 N和550.0 N,相比于基布提高了 17.0％和10.9％.PDMS/PU/沥青纳米纤维膜复合织物达到了防水透湿织物的要求.     

聚氨酯/二氧化硅复合超细纤维膜的制备及其防水透湿性能

为制备具有防水透湿性能的超细纤维膜,在聚氨酯(PU)纺丝液中添加疏水二氧化硅(SiO₂)颗粒,制备PU/SiO₂复合超细纤维膜。通过软件模拟分析了纺丝液浓度和纤维膜厚度对纤维膜孔径的影响,根据静态水接触角、静水压、透气率和透湿率分析了复合超细纤维膜的防水透湿性能,并讨论了不同质量分数SiO₂对PU/SiO₂复合超细纤维膜防水透湿性能的影响。结果表明:复合纤维膜的孔径随着纺丝液浓度的增加而增加,随着纤维膜厚度的增加而减少;当SiO₂质量分数为9%、PU质量分数为18%时,PU/SiO₂复合纤维膜的静态水接触角达到131°,静水压为6.4 kPa,透气率为33.4 mm/s,透湿率为8.065 kg/(m²·d);该条件下复合纤维膜断裂应力为4.16 MPa,断裂伸长率为184%,与纯PU膜相比具有较好的尺寸稳定性。     

PU/PVDF防水透气共混膜的制备及性能研究

采用静电纺丝法制备聚氨酯/聚偏氟乙烯(PU/PVDF)共混纳米纤维膜,研究PU、PVDF质量分数、溶剂体积配比、溶质质量比对纳米纤维形貌、直径及膜性能的影响,探索共混纤维膜较优制备工艺。结果表明:共混纳米纤维膜较优制备工艺为静电纺丝电压14 kV、接收距离10 cm、纺丝液质量分数12%、溶剂体积配比N,N-二甲基甲酰胺/丙酮为4/6、溶质质量比PU/PVDF为7/3,此条件下可获得具有较优防水透气性能和力学性能的共混膜。     

新型纳米纤维防水透湿膜的研发及应用

文章综述了纳米纤维防水透湿膜及其制备工艺，比较了纳米纤维防水透湿膜与其他传统防水透湿膜/涂层在性能上的差异，介绍了纳米纤维防水透湿膜在面料领域的应用，最后探讨了其未来发展趋势。     

空气过滤用聚氨酯纳米纤维膜的制备及其性能

为拓展静电纺纳米纤维在空气过滤领域中的应用,以聚氨酯(PU)为原料,加入不同种类的盐,采用静电纺丝法制备树枝状PU纳米纤维膜。利用扫描电镜(SEM)、接触角测试仪、红外光谱仪、自动滤料测试仪测试纳米纤维膜的微观结构、亲疏水性、化学结构和过滤性能。结果表明：在PU质量分数14%条件下,添加有机盐TBAC,纺丝电压35 kV时,制备的纳米纤维膜的树枝状分叉结构明显;TBAC的加入使纤维膜的接触角由99.1°减小到82.8°;分叉结构使纳米纤维膜的过滤性能显著提高,与纯PU纳米纤维膜相比,过滤效率从50.8%提高到93.6%,品质因子从0.009提高到0.073,可满足高效低阻空气过滤材料的需求。     

拒油拒水型纳米纤维瓦楞纸的制备及性能

静电纺纳米纤维具有比表面积大、纤维直径小、孔隙率高等优点,被广泛应用于空气过滤、能源光电、防水透湿等领域。利用静电纺丝技术制备氟聚氨酯(FPU)/聚氨酯(PU)/氯化锂(LiCl)纳米纤维瓦楞纸复合过滤材料,通过不同测试方法对纳米纤维瓦楞纸复合过滤材料的性能进行表征。结果显示:随着FPU质量分数的增大,纤维直径逐渐增大;当FPU质量分数为12%时,纤维直径较为规整,纤维间无粘连现象,纤维直径分布均匀,平均直径为187 nm,此时纳米纤维膜的水和油接触角分别为131°和133°,有较好的疏水性和疏油性;当纳米纤维膜的面密度为2.632 g/m^2时,纳米纤维瓦楞纸复合过滤材料的过滤效率和过滤阻力分别为93.7%和109 Pa(在气流速度为5.33 cm/s,气溶胶的粒径为0.3μm的条件下测试)。由此可见纳米纤维瓦楞纸复合过滤材料在过滤领域有较好的应用前景。     

MCMC对聚氨酯膜防水透湿性能的影响

在用湿法生产高档防水透湿织物时 ,为了改善成品的性能 ,降低成本 ,经常要在涂覆液中添加一定量的木粉、纸浆、纤维等产品。为了提高该产品透湿防水性能 ,利用改性羧甲基纤维素 (MCMC)作为添加剂 ,制成PU膜 ,并利用PMI孔径仪、透湿仪等仪器对PU膜进行性能测试 ,探讨了MCMC对PU膜防水透湿性能的影响。     

聚丙烯腈/聚氨酯透明膜的制备及其性能

为改善静电纺聚丙烯腈/聚氨酯(PAN/PU)纳米纤维透明膜的力学性能,在静电纺丝过程中采用旋转滚筒作为接收装置,并经热处理的方法制备取向性PAN纳米纤维增强PU基(PANNFs/PU)透明多孔膜。借助扫描电子显微镜、红外光谱仪、多功能拉伸仪表征纤维膜的形态结构和力学性能,并讨论了不同纺丝转速对PANNFs/PU膜力学性能的影响。结果表明:随着接收滚筒转速的提高,PAN/PU多孔膜中纤维沿着滚筒旋转方向排列的趋势越来越明显;当滚筒转速为1 500 r/min时,PAN/PU多孔膜沿滚筒旋转方向断裂应力为103.3 MPa;当PANNFs-PU透明膜沿滚筒旋转方向的断裂应力达到306.8 MPa,垂直滚筒旋转方向的断裂应变达到163.1%,PANNFs/PU透明膜的力学性能相比于PAN/PU多孔膜显著提高。     

熔体微分静电纺热塑性聚氨酯防水透湿透气超细纤维膜的制备及其性能研究

为了探究熔体微分电纺热塑性聚氨酯(TPU)防水透湿透气纤维膜的绿色制备工艺,采用聚合物熔体微分静电纺丝及气流辅助牵伸技术,研究了纺丝电压、辅助气流风速、纺丝时间等纺丝参数对纤维微观形貌的影响,并考查了纺丝参数及纤维微观形貌对TPU纤维膜防水性、透湿性、透气性的影响。研究表明,在纺丝电压55 kV、辅助气流风速30 m/s时,制备的防水透湿透气纤维膜透湿量可达6 045 g/(m²·24h),透气率可达97 mm/s;在纺丝时间60 min时,纤维膜耐静水压值可达8.5 kPa,所制备纤维膜在防水、透湿及透气性能上都较为优异,熔体微分静电纺有望成为防水透湿透气材料绿色制备的重要途径。     

TiO2/羊毛粉体复合改性聚氨酯膜及其性能

 用超细羊毛粉体改性聚氨酯能得到透湿性较好的膜,但其力学性能下降较大,为了改善聚氨酯膜的防水透湿性和保持膜的力学性能,用超细羊毛粉体和TiO₂复合改性聚氨酯的方法制成了聚氨酯干法膜。探讨了粉体的加入对干法膜力学、透湿、吸湿、防水等性能的影响。结果表明,羊毛超细粉体与微米TiO₂共混是一种改善聚氨酯膜透湿性能的有效途径。     

聚N-异丙基丙烯酰胺/聚氨酯梯度复合膜的温敏亲-疏水性及透湿性

为解决智能防水透湿膜材料温敏响应度低和温敏透湿通量不足的问题,将聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)通过涂覆的方式复合于具有多级孔结构的聚氨酯(PU)梯度膜上,通过调控PNIPAM的涂覆量制备PNIPAM/PU梯度复合膜,并对复合膜的结构、温敏亲-疏水性和温敏湿热传递性进行研究。结果表明:PNIPAM温敏层的构筑不仅没有改变膜材料的多级孔结构,还赋予了梯度复合膜材料温敏亲-疏水转变性能,即低于转变温度(30 ℃)时表现为亲水性,高于转变温度时表现为疏水性;PNIPAM的引入提高了梯度复合膜的温敏透湿通量,50 ℃时PNIPAM质量分数为6%的梯度复合膜的透湿率为6 398.3 g/(m²·24 h),高于PU膜的透湿率(4 843.4 g/(m²·24 h)),且PNIPAM的质量分数越高,梯度复合膜的溶胀性随温度的增加下降越显著。     

涤纶织物复合静电纺PVDF纳米纤维防水透湿膜的工艺探索

采用热轧工艺复合涤纶织物和静电纺聚偏四氟乙烯(PVDF)纳米纤维膜,开发具有防水性、透湿性、透气性的复合织物。探讨纺丝液中PVDF质量分数和纺丝电压对PVDF纳米纤维膜形貌的影响,测试采用3种复合工艺制得的单层膜复合织物、单面双层膜复合织物和双面单层膜复合织物的瞬时接触角和动态接触角,以及单层膜复合织物的透湿性、透气性和力学性能。结果表明:纺丝液中PVDF的质量分数为23%、纺丝电压为15、16 kV时,可制得纤维直径为300~400 nm且粗细均匀的PVDF纳米纤维膜;单层膜复合织物、单面双层膜复合织物和双面单层膜复合织物的接触角分别为135.1°、142.4°和136.7°,8 min后接触角的降幅分别为5.40%、10.57%和10.31%;与涤纶织物原样相比,单层膜复合织物的透气率下降35.53%,透湿量下降6.93%,力学性能提高。     

超支化季铵盐诱导制备树枝状纳米纤维膜及其性能

为开发具有高效过滤性能的膜材料,以超支化季铵盐(HBP-HTC)为枝化促进剂,利用静电纺丝技术一步法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)树枝状纳米纤维膜,探讨了纺丝工艺对纤维膜成形结构的影响,分析了树枝状纳米纤维膜的力学性能及其空气过滤性能。结果表明：由于HBP-HTC表面丰富的季铵基团具有对电荷的稳定富集作用,可获得比用小分子季铵盐制成膜更多的树枝状纳米纤维结构,当PVDF质量分数为12%,季铵基团添加量为0.10 mol/L,纺丝电压为25 kV时,制得的纤维膜树枝状覆盖率高达78.32%,且具有较好的力学性能;所制备的纳米纤维膜厚度为40μm时,其过滤效率高达99.995%,而压降为122.4 Pa。     

纳米纤维基单向导湿抗菌敷料的制备及其性能

针对现有湿性敷料易滋生细菌并在创伤处形成积液的问题,以力学性能优良的聚氨酯(PU)、亲水性聚丙烯腈和超吸水性的聚丙烯酸钠为基材,以聚六亚甲基胍盐酸盐(PHGC)为抗菌剂,采用静电纺丝法制备出由纤维尺寸不同的亲水外层和疏水内层组成的纳米纤维基双层敷料,探究疏水层厚度对双层敷料单向导湿效果的影响,并分析敷料结构与性能之间的关系。结果表明:当PU内层膜纺丝时间为1 h时,所制备的双层敷料可在3.9 s内由内向外单向传输液体,此时敷料的吸水率高达1 230%,透气率约为 6.7 mm/s,透湿率约为1 350 g/(m²·d),断裂强度为 6.5 MPa,断裂伸长率为45%;PU内层膜中添加0.06%的PHGC可使敷料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率达到95%以上,无细胞毒性且具备较低的细胞黏附性能。     

热塑性聚氨酯/特氟龙无定形氟聚物超疏水纳米纤维膜制备及其性能

针对纳米纤维膜力学性能低和疏水性较差的问题,首先采用静电纺丝法制备热塑性聚氨酯(TPU)纳米纤维膜,然后通过浸渍特氟龙无定形氟聚物(AF)溶液获得TPU/特氟龙AF超疏水纳米纤维膜,借助扫描电子显微镜、电子万能试验仪、视频接触角张力仪等探究了浸渍质量分数、浸渍时间对纳米纤维膜疏水性及力学性能的影响。结果表明:当特氟龙AF溶液质量分数为6%时,该纳米纤维膜水接触角大于150°,油接触角小于3°,展现出超疏水性;该纳米纤维膜的力学强度不受浸渍的影响,弹性模量可达到5.09 MPa,在过滤介质、生物医学领域等具有良好的潜在应用价值。     

聚吡咯/丝素导电纳米纤维膜的制备及其性能

为开发具有一定导电性的组织再生材料,采用静电纺丝法制备了丝素纳米纤维膜,通过原位氧化聚合获得了聚吡咯/丝素导电性纳米纤维膜,探究了纺丝参数对纳米纤维膜表面形貌的影响,利用四探针测试仪测试了纳米纤维膜的导电性,借助红外光谱仪对纳米纤维膜化学结构进行了表征。结果表明:在质量浓度为0.16 g/mL,推注速度为0.2 mL/h,电压为20 kV,滚筒转速为1 000 r/min的条件下,制备的丝素纳米纤维膜表面规整,珠状物少,纤维平均直径为(520.70±140.81) nm;在吡咯单体浓度为0.3 mol/L,掺杂剂浓度为0.3 mol/L,吡咯单体与FeCl₃的量比为1∶2,聚合时间为6 h条件下,制备的聚吡咯/丝素导电性纳米纤维膜保留了丝素纳米纤维膜原有的纳米纤维结构,电导率达到(0.44±0.07) S/cm。     

抗菌防沾污生物防护材料的制备及其性能

为保护医护人员生命健康安全,研制了一种兼具抗菌和阻隔功能的可重复使用生物防护材料。首先以纳米银(AgNPs)为抗菌剂,热塑性聚氨酯(TPU)为基体,通过静电纺丝技术制备载银TPU纳米纤维膜;然后以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为疏水整理剂,涤纶织物为基材,通过等离子体刻蚀—浸轧PDMS—焙烘工艺制备防沾污织物;最后将制备的载银TPU纳米纤维膜与防沾污织物进行点胶复合制备生物防护材料。测试了生物防护材料的抗湿性能、透湿性能、防水性能及过滤性能等。结果表明：经过50次标准洗涤后,防沾污织物的水接触角达到143.1°;纳米银负载量为300 mg/kg的生物防护材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均达到99.99%,且沾湿等级达到5级,水蒸气透过量为2 654.8 g/(m²·24 h),断裂强力为450 N左右,静水压为53.6 kPa,过滤效率达到99%以上。