基于多孔结构与疏水表面可控制备防水透湿聚氨酯复合膜

来源 :浙江理工大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:jrff1
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
防水透湿微孔膜由于其独特的允许水汽转移而阻止水滴透过的特征近年来受到广泛的关注,它已经被广泛地应用于防护服,过滤,膜蒸馏等领域,特别是在服装应用上更是倍受青睐。通常,微孔膜的防水透湿性能是由疏水表面与多孔结构之间的协同效应来获得,这两者之间的协同效应不仅可以阻止水滴渗透同时提供用于水汽传输的互连通道。目前,市场上销售的防水透湿微孔膜主要通过热拉伸、涂层和层压等方法制备,但是这些方法面临着许多的问题像制备工艺复杂、调节多孔结构不灵活等。因此,迫切需要开发新颖的、简单的工艺来制备防水透湿微孔膜。近年来,使用静电纺丝技术制备微孔膜已被证明是一种可行的策略,其主要通过纳米纤维的无规堆积获得具有多孔结构的无纺布状纤维膜。静电纺制备微孔膜具有组分和结构可控、制备工艺简单、成本低廉等特点。基于这些特点,大量的科研人员使用不同的原材料像聚乳酸(PLA),聚偏氟乙烯(PVDF),聚氨酯(PU),聚丙烯腈(PAN)等,并通过静电纺制备了一系列纳米纤维膜,这些制备的纤维膜可以被应用于过滤、蒸馏、生物支架等方面。在这些研究中,PU以其独特的嵌段大分子结构和优良的物化性能被视为制备防水透湿纳米纤维膜的优良原材料。因此,我们将使用PU作为原材料通过静电纺丝的方法制备防水透湿微孔膜。本文通过静电纺丝技术制备不同浓度(16 wt%,18 wt%和20 wt%)的PU纳米纤维膜,探究了不同PU浓度对纤维膜的纤维形貌、多孔结构、润湿性、机械性能以及防水透湿性能的影响。结果表明制备的PU纤维膜具有纤维构造不均匀和孔径较大的微观结构特征,其表观性能如机械性能和透湿性较好,但防水性能较差。通过理论分析可知纤维膜的防水透湿性能基于多孔结构与疏水表面的协同效应。为提高PU纤维膜的防水透湿性能,接下来我们采用两步法来提高PU纤维膜的防水透湿性能,首先通过添加氯化钠(Na Cl)来调节PU纤维膜的纤维构造及多孔结构,随后利用氟硅烷疏水改性剂(FAS)对纤维膜进行疏水改性,制备了新颖的FAS-PU/Na Cl纤维膜。优化的多孔结构与稳定疏水表面的二元协同效应赋予PU纤维膜较好的防水性(静水压:126.1 KPa),透湿性(透湿率:9.1 kg m-2d-1)以及增强的力学性能(断裂应力:10.5 MPa)。考虑到两步法制备工艺耗时较长且需借助其他改性仪器,同时PU/Na Cl纤维膜具有较好的透湿性能。为此,我们在第二章的基础上通过顺序静电纺丝方法制聚偏氟乙烯-碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯-碳纳米管(PVDF-CNTs/PU/PVDFCNTs)三明治结构复合纤维膜,该复合膜以PVDF纤维膜作为疏水层,PU纤维膜(PU/Na Cl)作为透湿层和碳纳米管(CNTs)作为添加剂。复合纤维膜的纤维构造、多孔结构和表面润湿性通过调节PVDF与PU纤维膜的厚度比和CNTs的添加量来调控;并且进一步探究了多孔结构与疏水表面对复合膜防水透湿性能的影响。制备的三明治结构复合膜具有稳定的防水(静水压:38 KPa)和透湿性能(透湿率:8.6 kg m-2d-1)。同时具有疏水亲油性能的PVDF纤维膜也赋予复合纤维膜油水分离的能力。
其他文献
中央政府对农村公路建设高度重视,农村公路是实施乡村振兴战略、打赢脱贫攻坚战、实现农业农村现代化的重要保障。研究选取县级面板数据,在对贫困县和非贫困县的比较研究中,
大学生的第二课堂活动,既是对第一课堂教学的有益补充,又是培养新一代实践型大学生的有效途径。本文以山东协和学院护理学院大学生为例,探讨第二课堂在社会实践这一载体上,可
社会考试是国家非学历教育的重要形式,是学历教育考试的重要补充,为社会经济的发展培养了大批实用型专门人才,在构建终身教育体系和学习型社会的进程中发挥着重要作用。在市场经
随着近年来我国教育改革深入推进,小学语文教学上也发生了巨大的变化。小组合作学习的方式逐渐深入小学语文课堂。但是,在运用合作学习模式的时候,仍会出现很多的问题,需要教师努
山西要想打造全国能源革命排头兵,就需要深入研究其内在逻辑,具体分析其现实困境,并寻找相应的突破路径。山西打造全国能源革命排头兵的内在逻辑是"四个革命和一个合作"之间
语文关乎学生的身心发展,还能培养学生的核心素养,所以小学语文尤为重要。研究表明,只有提升课堂教学质量,使学生成为教学中的最大受益者,才能在最大程度上达到教学相长的目的。本
农业是国民经济的基础,财政支农对解决"三农"问题,促进农业和农村发展,提高农民生活水平,具有不可或缺的重要作用。本文以广东省财政支农为研究对象,回顾了广东省财政支农的
当前中职学生在就业过程中不同程度地存在自卑、依赖、迷茫、焦虑等消极就业心理,究其根本是由对就业的认知偏差、情感缺失、意志薄弱造成的。转变就业观念,正确定位自我,确
高等职业教育作为我国高等教育的重要组成部分,近几年得到了前所未有的发展,特别是国家加大了对本科职业教育的政策支持力度,而作为高等教育新趋势的应用型本科教育,已成为国内高
着眼于控制论所涉及的数学基础,针对高等数学教学过程中存在的问题,提出教学内容兼顾专业特点.突出数学建模的思想,对该课程的内容和教学方法进行了梳理和研究。实践表明:该方法有