[发明专利]具有润湿梯度的单向导湿纳米纤维多层复合膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有润湿梯度的单向导湿纳米纤维多层复合膜的制备方法，包括以下步骤：将亲水型纳米材料分散于溶剂中，超声使得纳米材料均匀分散，再将亲水型聚合物溶于上述分散液，得到纺丝液A1，通过静电纺丝方法在接收基材上沉积一层亲水型纳米纤维膜；将亲水型纳米材料分散于溶剂中，超声使得纳米材料均匀分散，再将亲水型聚合物溶于上述分散液，得到纺丝液A2；将疏水型聚合物溶于溶剂中，得到纺丝液B1；将上述两种纺丝液通过静电纺丝方法在亲水型纳米纤维膜上沉积形成至少一层导流层；将疏水型聚合物溶于溶剂中，得到纺丝液B2，通过静电纺丝方法在导流层上沉积一层疏水型纳米纤维膜，得到具有润湿梯度的单向导湿纳米纤维多层复合膜。

技术领域

本发明属于静电纺丝功能纤维材料技术领域，特别涉及一种具有润湿梯度的单向导湿纳米纤维多层复合膜的制备方法，所制得的复合材料由疏水层向亲水层具有良好的单向导湿能力，由亲水层向疏水层又具有一定的防水能力。

背景技术

现代生活中，人们对服装的要求不再仅仅满足于保暖和美观，功能性面料已经越来越被人们看重。将单向导湿与防水透湿性能应用于纺织面料中，可以获得优异的服用舒适性。单向导湿纳米纤维膜是导湿功能面料的核心材料，其单向导湿特性是由内外层润湿性差异产生的，采用化学梯度修饰或构筑表面结构梯度等方法可获得具有润湿性梯度的材料，水分可以从疏水面传递到亲水面，并且不会发生回流，因此也可以具有一定的防水性能。汗液在润湿梯度效应或差动毛细效应的作用下传递到面料外层并迅速挥发，从而达到吸湿速干的效果。近年来，已经开始有学者利用静电纺丝技术制备复合纳米纤维膜来实现单向导湿的能力。2012年，Zhao等采用静电纺丝技术制备了聚氨酯/聚乙烯醇复合纳米纤维膜，并通过戊二醛交联获得优异的单向导水能力(Soft Matter，2012，8，5996)。2014年，Lu等将疏水性的聚苯乙烯通过静电纺丝技术沉积在亲水性的聚丙烯腈纳米纤维膜上，得到了具有单向导湿效果的复合纳米纤维膜，并通过液态水份管理仪测试了其单向导湿性能(ACSAppl.Mater.Interfaces 2014，6，14087)。然而，上述复合形式仍为简单的两层复合，使得疏水面的厚度必须非常薄才能获得一定的导水能力，由此复合膜的单向导水能力也会因疏水层的结构破坏而不稳定，并且无法提高足够的反向耐水压。与此相关的专利技术有：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(CN102605554A)、一种具有单向透水性能的复合纤维膜及其制备方法(CN102691175A)、一种可调控液体单向透过范围的复合膜及其制备方法(CN105664730A)等。其研究方向主要集中在单向导水性能方面，对复合膜反向防水能力并没有进行关注，且单向导水性能仍待提高，而设计一种多功能型、集单向导湿与防水透湿性能于一体的复合材料对于单向导湿理论研究与实际应用具有重要意义。

静电纺丝技术是一种高效、连续制备复合纳米纤维膜的方法，通过亲/疏水改性或纳米材料掺杂可有效的调控纤维的亲疏水性和微细结构，获得具有超亲/疏水性能的材料。与传统吸湿快干面料相比，静电纺纳米纤维膜比表面积大，芯吸作用强，水分在纳米纤维膜内传导、蒸发速率快，制得的复合纳米纤维膜具备优异的单向导水、导湿和快干性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有润湿梯度的单向导湿纳米纤维多层复合膜的制备方法，通过该方法制备的复合膜具备良好的单向导湿性能以及一定的防水性能。

为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种具有润湿梯度的单向导湿纳米纤维多层复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：将亲水型纳米材料分散于溶剂中，超声使得纳米材料均匀分散，再将亲水型聚合物溶于上述分散液，得到纺丝液A1，通过静电纺丝方法在接收基材上沉积一层亲水型纳米纤维膜；

第二步：将亲水型纳米材料分散于溶剂中，超声使得纳米材料均匀分散，再将亲水型聚合物溶于上述分散液，得到纺丝液A2；将疏水型聚合物溶于溶剂中，得到纺丝液B1；将上述两种纺丝液分别注入纺丝注射器，通过静电纺丝方法在亲水型纳米纤维膜上沉积形成至少一层导流层；