非对称浸润性复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种非对称复合膜及其制备方法，包括亲水聚合物基底层和疏水聚合物纳米纤维层。所述复合膜具有单向输送水的能力，可以使水分从疏水聚合物纳米纤维层运输到亲水聚合物基底层，但无法实现反向透过；此外，还具有良好的导热性，用于纺织品，特别是防护服时，可保证服装的穿着热舒适性，为改善防护服热湿舒适性方面的研究工作提供了发展思路。舒适性方面的研究工作提供了发展思路。

【技术实现步骤摘要】
非对称浸润性复合膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于膜制备
，涉及一种非对称复合膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]突发性传染病如当下全球肆虐的COVID
‑
19新型冠状病毒肺炎、化学安全事故等所引起的生化污染对国家安全、人民健康及社会稳定构成严重威胁。医用一次性防护服因具有阻隔防护效果好，可以极大提升防护能力等优点，在新型冠状病毒感染的肺炎疫情防护工作中起到了十分重要的作用。但湿优异的阻隔性能也会导致人体产生的汗和湿气难以排出体外，严重影响防护服的热湿舒适性。如何提高防护纺织品排汗导湿及热湿舒适性已成为在保证其过滤、杀菌、杀毒、高效防护基础上需要解决的核心问题。
[0003]传统的亲水棉织物很容易被汗水浸湿，导致人体不舒服的湿粘感，温度较低的情况下甚至会带来过于寒冷的状态；相比之下，像涤纶这样的疏水性纺织品可以防水，但对体表汗液的排查却毫无作用。因此如何构建具有单向导液导湿的纤维膜材料(非对称复合膜)，快速将汗液和湿气从穿着者的皮肤一侧输送到外部，赋予材料透气、导湿的性能，成为人们关注的热点。
[0004]现有技术研究的非对称性浸润性复合膜虽然取得了一定的进步，但提供的复合膜透湿性较差，且单向导水能力低下，以此材料制备的防护服被长时间穿着会引起极大的不适。例如，CN202005282U的中国专利公开了一种防水透湿复合面料，包括面料外层、外防水透湿层、网眼布、内防水透湿层和面料内层。但是，这种防水透湿复合面料的防水透湿性较差。US4194041的美国专利公开了一种防水层压织物，包括具有微孔结构的疏水性外层和亲水性的内层。这种防水层压织物的透湿性稍有改善，但依然存在透湿量较差的问题。将这种防水层压织物制成衣物或帐篷等防水用品后，人们会感到发闷，降低了衣物及防水用品的舒适程度。
[0005]与此相关的其他专利技术专利，例如CN102605554A公开的一种超疏水及超亲水静电纺丝纳米纤维复合膜的制备方法、CN102691175A公开的一种具有单向透水性能的复合纤维膜及其制备方法、CN105664730A公开的一种可调控液体单向透过范围的复合膜及其制备方法等，明显看出其单向导水性能仍待提高。
[0006]鉴于上述原因，亟需对现有非对称复合膜进一步研究，研究一种单向导水、导湿性能优异的非对称复合膜。

技术实现思路

[0007]为了克服上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，研究出一种非对称复合膜及其制备方法，将亲水聚合物织物经碱处理获得亲水聚合物基底层，通过静电纺丝的方式在其一侧电仿一层疏水聚合物纳米纤维层，获得所述非对称复合膜。该复合膜具有单向输送水的能力，可以使水分从疏水聚合物纳米纤维层运输到亲水聚合物基底层，但无法实现反向透过；此外，还具有良好的导热性，用于纺织品，特别是防护服时，可保证服装的穿着热舒适
性，为改善防护服热湿舒适性方面的研究工作提供了发展思路，从而完成了本专利技术。
[0008]具体来说，本专利技术的目的在于提供以下方面：
[0009]第一方面，提供非对称浸润性复合膜，包括亲水聚合物基底层，和设置在亲水聚合物织物上的疏水聚合物纳米纤维层。
[0010]第二方面，提供制备非对称浸润性复合膜的方法，所述方法包括：
[0011]步骤1，制备亲水聚合物基底层；
[0012]步骤2，制备疏水聚合物纺丝液前驱体；
[0013]步骤3，在亲水聚合物基底层一侧纺丝疏水聚合物纺丝液前驱体，形成疏水聚合物纳米纤维层，得到非对称浸润性复合膜。
[0014]第三方面，提供第一方面所述的非对称浸润性复合膜或根据第二方面所述的方法制得的非对称浸润性复合膜用于制备纺织品，特别适合用于制作防护服。
[0015]本专利技术所具有的有益效果包括：
[0016](1)本专利技术提供的非对称浸润性复合膜具有单向透水性，水滴从疏水聚合物纳米纤维层渗透至亲水聚合物基底层的时间仅需162s。
[0017](2)本专利技术提供的非对称浸润性复合膜具有优异的透湿性，疏水聚合物纳米纤维层和亲水聚合物基底层的最大含水率差值达到了686.9％。
[0018](3)本专利技术提供的非对称浸润性复合膜具有优异的导热性，用于纺织品，特别是防护服时，可保证服装的穿着热舒适性。
[0019](4)本专利技术提供的非对称浸润性复合膜通过在亲水聚合物基底层一侧静电纺丝一层疏水聚合物纳米纤维层制得，通过调整静电纺丝时间控制疏水聚合物纳米纤维层的厚度，进而调整非对称浸润性复合膜的单向透水能力。
[0020](5)本专利技术提供的非对称浸润性复合膜制备原料来源广泛、廉价易得，特别是以聚乳酸为聚合物制备所述复合膜时，废弃的复合膜可被微生物降解、环境友好，适用于大规模生产。
附图说明
[0021]图1
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(a)示出实施例1中PLA
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NaOH@PLA复合膜中PLA纳米纤维层一侧的SEM表征图片；
[0022]图1
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(b)示出实施例1中PLA
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NaOH@PLA复合膜断面SEM表征图片；
[0023]图2
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(a)示出实验例1中PLA织物SEM表征图片；
[0024]图2
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(b)示出实验例1中NaOH@PLA织物SEM表征图片；
[0025]图3
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(a)从左到右分别示出实验例2中实施例10、实施例14、实施例2和实施例6制得的PLA
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NaOH@PLA复合膜SEM表征图片；
[0026]图3
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(b)从左到右分别示出实验例2中实施例9、实施例13、实施例1和实施例5制得的PLA
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NaOH@PLA复合膜SEM表征图片；
[0027]图3
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(c)从左到右分别示出实验例2中实施例11、实施例15、实施例3和实施例7制得的PLA
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NaOH@PLA复合膜SEM表征图片；
[0028]图3
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(d)从左到右分别示出实验例2中实施例12、实施例16、实施例4和实施例8制得的PLA
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NaOH@PLA复合膜SEM表征图片；
[0029]图4示出实验例3中SEM表征图片；
[0030]图5
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(a)示出实验例4.1中PLA纳米纤维膜与水的接触角照片；
[0031]5‑
(b)示出实验例4.1中NaOH@PLA织物与水的接触角照片；
[0032]图6示出实验例5中的红外光谱图；
[0033]图7
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(a)示出实验例6中PLA织物EDS图；
[0034]图7
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(b)示出实验例6中NaOH@PLA织物EDS图；
[0035]图8
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(a)示出实验例7中实施例1和实施例18
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21制得的PLA
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.非对称浸润性复合膜，其特征在于，包括亲水聚合物基底层，和设置在亲水聚合物织物上的疏水聚合物纳米纤维层。2.根据权利要求1所述的复合膜，其特征在于，所述非对称浸润性复合膜厚度为230～270μm，优选为240～265μm；疏水聚合物纳米纤维层中纳米纤维的直径为400～1000nm，优选为450～930nm。3.根据权利要求1或2所述的复合膜，其特征在于，亲水聚合物基底层与水的接触角小于5
°
，优选为0～2
°
，疏水聚合物纳米纤维层与水的接触角为115
°
～140
°
，优选为120
°
～130
°
。4.根据权利要求3所述的复合膜，其特征在于，疏水聚合物纳米纤维层和亲水聚合物基底层的最大含水率差值为500～750％，优选为600％～700％。5.根据权利要求1所述的复合膜，其特征在于，所述亲水聚合物基底层由亲水聚合物织物经碱处理得到；所述亲水聚合物织物选自聚砜织物、聚酰胺织物、聚酰胺酸织物、聚酰亚胺织物、聚氨酯织物、聚丙烯酸织物、聚乳酸织物、聚环氧乙烷织物和聚乙烯吡咯烷酮织物中的任意一种或几种；所述疏水聚合物纳米纤维层为氟聚合物纳米纤维层、...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晶，赵昕，张秀芹，
申请(专利权)人：北京服装学院，
类型：发明
国别省市：