一种PDMS表面修饰的多组分防水透湿膜制备方法
技术领域
本发明涉及一种PDMS表面修饰的多组分防水透湿膜制备方法，具体地说，是一种用同轴静电纺丝技术制备PDMS表面修饰的多组分防水透湿膜的制备方法，属于防水透湿膜领域。
背景技术
防水透湿膜兼有防水及透湿的功能，在防寒服、户外服、特种军服及医疗防护等领域具有广泛的应用。目前市场上的防水透湿膜主要有两类：亲水型无孔膜及疏水型微孔膜。亲水性微孔膜具有较高的耐水压及力学拉伸强度，但透湿量较低，且遇水易变形。以聚四氟乙烯为原料的疏水型微孔膜具有大量的连通孔道，且孔径小，但孔径及孔隙率难以控制，并存在加工工艺复杂、成本高等缺点。
近年来，由于静电纺丝技术操作方便，原料来源广泛，且静电纺丝纳米纤维具有直径小，孔隙率高，比表面积大等优点，结合纤维表面的润湿修饰技术，在防水透湿领域具有巨大的发展潜力及应用价值。但常规制备防水透湿膜的方法难以控制防水透视膜的孔结构，从而造成防水透湿膜耐水压及透湿量低下等问题。为了克服这些缺陷，本发明希望提供一种PDMS表面修饰的多组分防水透湿膜制备方法。
发明内容
为了提供一种PDMS表面修饰的多组分防水透湿膜制备方法，其具体技术方案如下：
一种PDMS表面修饰的多组分防水透湿膜制备方法，包括以下步骤：
（1）配置芯层纺丝溶液：将高聚物材料A溶解在第一有机溶剂中，搅拌至均匀溶解，得到芯层纺丝溶液；
（2）配置壳层纺丝溶液：将PDMS主剂和固化剂溶解在第二有机溶剂中，搅拌至均匀溶解，得到壳层纺丝溶液；
（3）将步骤（1）中所述芯层纺丝溶液注入到同轴静电纺丝装置的芯层溶液通道，将步骤（2）中所述壳层纺丝溶液注入到同轴静电纺丝装置的壳层溶液通道，调节纺丝参数进行同轴静电纺丝，制备得到多组分纳米纤维膜；
（4）将所述多组分纳米纤维膜置于80-140℃温度下,固化10-120min，得到PDMS表面修饰的多组分防水透湿膜。
作为优选，所述步骤（1）中高聚物材料A为聚丙烯腈、聚氨酯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯中的一种或多种组合。
作为优选，所述步骤（1）中，壳层纺丝溶液浓度为1%-30%，其中PDMS主剂和固化剂比例为质量比10:1。
作为优选，所述步骤（1）中所述第一溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二氯甲烷、二甲基亚砜、四氢呋喃、甲苯中的一种，或两种及两种以上的混合物。
作为优选，所述步骤（2）中第二溶剂为甲苯、正庚烷、正己烷、异丙醇、丙酮、氯仿、二氯甲烷、四氢呋喃中的一种，或两种及两种以上的混合物。
作为优选，所述步骤（3）中纺丝参数为：纺丝电压10-30kV,接收距离10-25cm,芯层纺丝溶液流速为0.5-2ml/h,壳层纺丝溶液流速为1-2ml/h。
有益效果：
（1）本方法采用同轴静电纺丝技术，使PDMS作为低表面能层修饰到纳米纤维外层，将多种材料各自的优良性能优化在一起；
（2）本方法在几乎不影响透湿性、透气性的情况下，大幅提高了防水透湿膜的防水性，并且操作简单方便；
（3）通过本方法所制备得到的防水透湿膜具有孔径小、孔隙率高、孔结构可控等优点，具有巨大的发展潜力及应用价值；
（4）本方法操作简单，制备得到的防水透湿膜具有孔径小、孔隙率高、纤维无黏连等优点，耐水压≥120kPa, 透湿率≥11000g/m2/d，在防水透湿领域具有广泛的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明技术方案进行进一步说明：
实施例1
一种PDMS表面修饰的多组分防水透湿膜制备方法，具体步骤为：
（1）配置芯层纺丝溶液：将分子量为15万，质量分数为12%的聚偏氟乙烯溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌至均匀溶解，得到芯层纺丝溶液；
（2）配置壳层纺丝溶液：将质量分数为5%的PDMS主剂和固化剂溶解在二氯甲烷、四氢呋喃混合溶剂中，其中PDMS主剂的质量为1g，固化剂的质量为0.1g，搅拌至均匀溶解，得到壳层纺丝溶液，该壳层纺丝溶液浓度为5%；
（3）将步骤（1）中得到的芯层纺丝溶液注入到同轴静电纺丝装置的芯层溶液通道，将步骤（2）种得到的壳层纺丝溶液注入到同轴静电纺丝装置的壳层溶液通道，调节纺丝参数进行同轴静电纺丝，其中纺丝电压22kV,接收距离15cm,芯层纺丝溶液流速为0.6ml/h,壳层纺丝溶液流速为1.2ml/h；
（4）将制备的多组分纳米纤维膜经高温固化，固化温度120℃，时间60min, 所得防水透湿膜耐水压≥138 kPa, 透湿率≥12000g/m2/d。
实施例2
一种PDMS表面修饰的多组分防水透湿膜制备方法，具体步骤为：
（1）配置芯层纺丝溶液：将分子量为15万，质量分数为12%的聚丙烯腈溶解在N,N二甲基甲酰胺中，搅拌至均匀溶解，得到芯层纺丝溶液；
（2）配置壳层纺丝溶液：将质量分数为10%的PDMS主剂和固化剂溶解在正已烷溶剂中，PDMS主剂的质量为2g，固化剂的质量为0.2g，搅拌至均匀溶解，得到壳层纺丝溶液，该壳层纺丝溶液浓度为10%；
（3）将步骤（1）中得到的芯层纺丝溶液注入到同轴静电纺丝装置的芯层溶液通道，将步骤（2）种得到的壳层纺丝溶液注入到同轴静电纺丝装置的壳层溶液通道，调节纺丝参数进行同轴静电纺丝，其中纺丝电压18kV,接收距离15cm,芯层纺丝溶液流速为0.4ml/h,壳层纺丝溶液流速为1.0 ml/h；
（4）将制备的多组分纳米纤维膜经高温固化，固化温度100℃，时间90min, 所得防水透湿膜耐水压≥135 kPa, 透湿率≥12500g/m2/d。
实施例3-8
除壳层PDMS纺丝溶液浓度与实施例1不同，其余均与实施例1相同：
实施例9-11
除高温固化的温度与实施例1不同，其余均与实施例1相同：
实施例12-15
除高温固化的时间与实施例1不同，其余均与实施例1相同：
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。
