双层纳米多孔功能面料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种双层纳米多孔功能面料及其制备方法，双层纳米多孔功能面料是将有机高分子材料带孔单体(1)的带孔亲水层(1B)与有机高分子材料单体(2)的亲水层(2B)进行贴合放置；有机高分子材料带孔单体(1)的带孔疏水层(1A)与皮肤接触；有机高分子材料单体(2)的疏水层(2A)与空气接触。制备过程中采用等离子体进行亲水化处理，再冲孔制带孔单体，最后进行亲水层的贴合。双层纳米多孔功能面料在人体出汗前通过以辐射散热的方式实现人体热管理；出汗后通过吸湿排汗以及蒸发散热实现人体湿度和热管理。和热管理。和热管理。

【技术实现步骤摘要】
双层纳米多孔功能面料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种多功能性穿戴的功能型面料，更特别地说，是指一种具有汗液定向输送的双层纳米多孔功能面料。

技术介绍

[0002]多功能性穿戴材料如人体湿度管理和热管理材料，因为可以提供人体生理舒适性微气候，而受到研究者的广泛关注。人体湿度管理材料可以把人体皮肤表面的汗液定向输送到环境中，从而可以避免人体表面的湿黏感。湿度管理材料可以使汗水在毛细力作用下，从材料内表面传输到材料外表面。事实上，棉花等传统的亲水材料具有很强的毛细力，可以轻易地吸收皮肤表面的汗水。然而，由于其单向液体输送能力有限，水分蒸发速度相对较慢，大量汗液仍以块状水的形式存在，并附着在皮肤上。因此，当人们在穿着棉织物出汗的时候，人会有一种有湿黏的不适感。
[0003]为了解决这一局限性，研究者们开始从自然界中寻找灵感。发现很多生物中存在液滴的定向移动这一现象。在拉普拉斯压差作用之下，可以在仙人掌表面的针刺结构，以及蜘蛛丝表面的纺锤体结构产生液滴定向移动现象。受这些自然生物的启发，研究者们发现突变型的润湿性梯度和渐变型润湿性梯度是设计这些人体湿度管理材料的两种主要方法。基于这两种原理，近几年研究者们在吸湿排汗这一领域取得了很多显著的成果。他们利用毛细力将汗水从皮肤表面拉到材料外表，成功实现了吸湿排汗功能。
[0004]尽管这些新兴的湿度管理材料技术，可以使汗液传输和蒸发的方式来达到散热的效果。然而，当人们不出汗的时候，例如在办公室、教室等典型的室内环境中安静地坐着时，这些材料的散热能力还有待进一步探索。换句话说，这些湿度管理材料忽略了人体热管理这一方面。一般来说，辐射、传导、对流和蒸发是人体散热的四种主要方式。人体皮肤辐射出一种波长范围主要为7～14微米中红外。在室内环境中，人体产生的代谢热超过50％的是以这种热辐射方式而散失的。如果这种材料在实现辐射散热性能基础上赋予其吸湿排汗，蒸发散热的功能，那么它可以为人们提供更干燥、更凉爽的小气候，从而让人应对更复杂的环境。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一是设计了一种双层纳米多孔功能面料。所述的双层纳米多孔功能面料是将有机高分子材料带孔单体(1)的带孔亲水层(1B)与有机高分子材料单体(2)的亲水层(2B)进行贴合放置；而有机高分子材料带孔单体(1)的带孔疏水层(1A)与皮肤接触；有机高分子材料单体(2)的疏水层(2A)与空气接触。
[0006]在本专利技术中，所述有机高分子材料带孔单体(1)是指一面为纳米多孔亲水层，另一面为纳米多孔疏水层的有机高分子材料。
[0007]在本专利技术中，所述有机高分子材料单体(2)是指一面为纳米多孔亲水层，另一面为纳米多孔疏水层的有机高分子材料。
[0008]本专利技术的目的之二是提出了一种制备双层纳米多孔功能面料的方法，制备过程中采用等离子体进行亲水化处理，再冲孔制带孔单体，最后进行亲水层贴合后的缝合。具体步骤为：
[0009]步骤一，清洗去除基体材料上的油渍及杂质；
[0010]步骤101，选取板材型的基体材料；
[0011]选取有机高分子材料作为基体材料，并对基体材料进行剪裁，得到第一预处理件；
[0012]第一预处理件的厚度为12微米～24微米；
[0013]有机高分子材料中存在有纳米级的孔，纳米孔的平均孔径为小于200纳米。
[0014]有机高分子材料为聚乙烯PE、聚丙烯或聚乙烯与聚丙烯的共聚物中的一种。
[0015]步骤102，乙醇清洗；
[0016]将步骤101得到后的第一预处理件在乙醇中进行超声清洗5～20分钟，得到第二预处理件；
[0017]步骤103，离子水清洗；
[0018]将步骤102得到后的第二预处理件在离子水中进行超声清洗5～20分钟，得到清洁基体材料；
[0019]步骤二，亲水化处理制作亲水层；
[0020]对清洁基体材料的一面利用等离子体进行处理后，制得亲水层；对清洁基体材料的另一面不作处理；亲水化处理后的清洁基体材料成为了有机高分子材料单体(2)。
[0021]等离子体的输出功率为300～500瓦，处理时间为3～5分钟。
[0022]经步骤二的处理后，使得清洁基体材料的一面为亲水层另一面为疏水层。
[0023]步骤三，冲孔处理制作有机高分子材料带孔单体；
[0024]利用点样仪在有机高分子材料单体(2)上制作出不同孔径大小的孔洞大小，制得有机高分子材料带孔单体(1)。
[0025]孔洞半径为0.20～0.60毫米，孔洞间距为0.50～2.5毫米。
[0026]步骤四，亲水层贴合的缝合处理；
[0027]将步骤二制得的有机高分子材料单体(2)与步骤三制得的有机高分子材料带孔单体(1)采用亲水层贴合后，再进行缝合处理，得到双层纳米多孔功能面料。
[0028]本专利技术双层纳米多孔功能面料的优点在于：
[0029]1、本专利技术提供的一种具有排汗/蒸发散热/辐射散热的双层纳米多孔膜的制备方法，过程简单，可操作性强，成本低，适用于大规模生产。
[0030]2、本专利技术提供的一种具有排汗/蒸发散热/辐射散热的双层纳米多孔膜的制备方法，纳米多孔膜具有良好的稳定性，可以循环使用。
[0031]3、本专利技术提供的一种具有排汗/蒸发散热/辐射散热双层纳米多孔膜的制备方法，它可以在人体出汗前可以通过以辐射散热的方式实现人体热管理。出汗后通过吸湿排汗以及蒸发散热实现人体湿度和热管理。
[0032]4、本专利技术提供的一种具有排汗/蒸发散热/辐射散热的双层纳米多孔膜的制备方法，制备得到的双层纳米多孔膜的孔径大小，以及孔洞间距，从小到大均匀增大可控，可以实现高效的汗液传输。由于和传统棉织物相比，纳米多孔膜对人体发出的中红外线有更高的透明度，增加了人体辐射散热优势。
[0033]6、本专利技术提供的一种具有排汗/蒸发散热/辐射散热的双层纳米多孔膜的制备方法，制备材料可换成多种有机高分子材料，扩大了双层纳米多孔膜的应用范围。因此，本专利技术能够根据不同需要使用不同种类高分子如聚乙烯，聚丙烯，聚乙烯与聚丙烯的共聚物。可以同时实现人体湿度管理和热管理，从而使人体适应更为复杂的生存环境。
附图说明
[0034]图1是经本专利技术方法制得的双层纳米多孔功能面料的结构图。
[0035]图1A是经本专利技术方法制得的双层纳米多孔功能面料的分解结构图。
[0036]图2是本专利技术制备双层纳米多孔功能面料的流程图。
[0037]图3是实施例1经本专利技术方法步骤二制得的有机高分子材料单体的结构图。
[0038]图4是实施例1经本专利技术方法步骤二制得的有机高分子材料单体的SEM形貌图。
[0039]图5是实施例1经本专利技术方法步骤三制得的有机高分子材料带孔单体的结构图。
[0040]图6是实施例1经本专利技术方法制得的双层纳米多孔功能面料的形貌结构图。
[0041]图7是实施例1经本专利技术方法制得的双层纳米多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双层纳米多孔功能面料的制备方法，其特征在于包括有下列步骤：步骤一，清洗去除基体材料上的油渍及杂质；步骤101，选取板材型的基体材料；选取有机高分子材料作为基体材料，并对基体材料进行剪裁，得到第一预处理件；第一预处理件的厚度为12微米～24微米；有机高分子材料中存在有纳米级的孔，纳米孔的平均孔径为小于200纳米；有机高分子材料为聚乙烯PE、聚丙烯或聚乙烯与聚丙烯的共聚物中的一种；步骤102，乙醇清洗；将步骤101得到后的第一预处理件在乙醇中进行超声清洗5～20分钟，得到第二预处理件；步骤103，离子水清洗；将步骤102得到后的第二预处理件在离子水中进行超声清洗5～20分钟，得到清洁基体材料；步骤二，亲水化处理制作亲水层；对清洁基体材料的一面利用等离子体进行处理后，制得亲水层；对清洁基体材料的另一面不作处理；亲水化处理后的清洁基体材料成为了有机高分子材料单体(2)；等离子体的输出功率为300～500瓦，处理时间为3～5分钟；经步骤二的处理后，使得清洁基体材料的一面为亲水层另一面为疏水层；步骤三，冲孔处理制作有机高分子材料带孔单体；利用点样仪在有机高分子材料单体(2)上制作出不同孔径大小的孔洞大小，制得有机高分子材料带孔单体(1)；孔洞半径为0.20～0.60毫米，孔洞间距为0.50～2.5毫米；步骤四，亲水层贴合的缝合处理；将步骤二制得的有机高分子材料单体(2)与步骤三制得的有机高分子材料带孔单体(1)采用亲水层贴合后，再进行缝合处理，得到双层纳米多孔功能面料。2.根据权利要求1所述的双层纳米多孔功能面料的制备方法，其特征在于：在步骤一的清洗中，重复步骤102和步骤103可以重...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵勇，王女，胡荣俊，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：