本文選題：聚氨酯　切入點(diǎn)：抗菌　出處：《東華大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：防水透濕功能膜,作為防水透濕織物的核心功能層,兼具防水、透濕、防風(fēng)和保暖性能,其不僅能防止雨雪的浸濕,還能將人體的汗液及時排出,使人感到舒適。此外,汗液、皮脂腺的分泌會滋生大量的微生物,對人體造成危害,對功能膜進(jìn)行抗菌處理具有重要意義。市場上無孔型的Sympatex薄膜,因其孔道封閉保證其具有較高的耐水壓,但透濕通量小;Gore-tex公司的PTFE微孔膜雖然綜合防水透濕性能優(yōu)異,但其制備技術(shù)難度高、價格昂貴且廢棄后難降解。因此開發(fā)兼具高耐水壓、高透濕通量、工藝簡單、低成本環(huán)保型及多功能化(如抗菌、抗靜電、遠(yuǎn)紅外保暖等)的微孔膜是防水透濕膜材料發(fā)展的重要趨勢。靜電紡纖維膜具有孔隙率高、孔徑小、加工成形簡單、原料適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn),因此靜電紡絲是制備防水透濕膜的一種常用方法。本課題以聚氨酯(PU)為原料,含氟聚氨酯(FPU)和氯化鋰(Li Cl)為添加物,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)為溶劑,有機(jī)抗菌劑(SCJ)為抗菌處理劑,制備抗菌性PU防水透濕納米纖維膜。并對其結(jié)構(gòu)、抗菌性能、防水透濕性能和力學(xué)性能等進(jìn)行研究,旨在獲得綜合性能優(yōu)異的纖維膜。在眾多的紡絲原料中,PU彈性體作為一種綠色環(huán)保的原料,具有良好的耐磨性、高彈性以及熱力學(xué)穩(wěn)定性等特點(diǎn),可提高纖維膜的力學(xué)性能。在PU彈性體原料中,PU-4394(記作PU-A)制備的纖維膜粘結(jié)結(jié)構(gòu)少,耐水壓低,透濕量高;而PU-9370AU(記作pu-b)制備的纖維膜粘結(jié)結(jié)構(gòu)多,耐水壓高,透濕量低。因而本課題綜合兩種pu的優(yōu)勢,采用混紡方法制備具有高耐水壓和高透濕量的纖維膜。通過在溶液中加入fpu賦予纖維膜疏水性能;在溶液中加入licl調(diào)控纖維膜的結(jié)構(gòu);通過用scj浸泡處理纖維膜,賦予其優(yōu)異的抗菌性能,保護(hù)人體免受細(xì)菌感染。本實(shí)驗(yàn)依次改變pu-a溶液的濃度(12wt%、14wt%、16wt%、18wt%)、fpu的濃度(0wt%、1wt%、2wt%、3wt%)和licl的濃度(0wt%、0.0015wt%、0.003wt%、0.0045wt%)來調(diào)控纖維膜的形貌及疏水性能。當(dāng)溶液濃度為16wt%時,纖維膜表面無珠粒且纖維直徑較細(xì);當(dāng)fpu濃度為2wt%時纖維膜的疏水性能較好;當(dāng)licl濃度為0.003wt%時纖維直徑較細(xì)且紡絲時不噴液。同理分析得pu-b最優(yōu)溶液配比為:pu-b濃度為12wt%;fpu濃度為2wt%;licl濃度為0.003wt%。為了研究兩種pu溶液混紡對纖維膜結(jié)構(gòu)與性能的影響,本實(shí)驗(yàn)首先調(diào)控pu-a和pu-b溶液的噴頭比例(5/0、3/2、2/3、0/5),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著纖維膜中pu-b含量的增加,纖維膜中粘結(jié)結(jié)構(gòu)增多,纖維直徑變細(xì)、纖維膜孔徑及孔隙率降低、纖維膜的拉伸強(qiáng)度增加、耐水壓提高和透濕量下降。通過對比纖維膜的綜合性能,選取最優(yōu)噴頭比例為3/2。然后通過調(diào)控纖維膜的厚度(10μm、25μm、40μm、55μm)來優(yōu)化纖維膜的結(jié)構(gòu)與性能,所得纖維膜粘結(jié)結(jié)構(gòu)增加,孔徑減小、孔隙率提高、耐水壓上升和透濕量下降。厚度在40μm時纖維膜綜合性能較優(yōu)異。最后研究scj的濃度(0wt%、1wt%、3wt%、5wt%、7wt%)對纖維膜抗菌率及結(jié)構(gòu)性能的影響,結(jié)果表明在SCJ濃度為3wt%時,纖維膜綜合性能較好。綜上所述,本實(shí)驗(yàn)制備的纖維膜具有優(yōu)異的抗菌性能、防水透濕性能、防風(fēng)性能及力學(xué)性能:抗菌率為99.3%、耐水壓為75.9k Pa、透濕量為11.2kg·m-2·d-1、透氣率為6.5mm·s-1、強(qiáng)度為11.3MPa及斷裂伸長率為389.9%。基于以上優(yōu)異的性能,纖維膜在防護(hù)服裝、過濾、手術(shù)衣等防水透濕領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ342.8;TB383.2

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本文編號：1655506