具有优异单向导湿功能的双层微纳米纤维复合材料

近年来,随着高端运动服、野战军服、纸尿裤、创伤敷料等防护服装和医卫材料的快速发展,人们对单向导湿、吸湿快干等功能纺织材料的需求日益增加。现有的单向导湿机织物、针织物通常使用具有特殊异形截面的纤维来实现水分的传导,从而导致织物的整体制备工艺较为复杂,同时由于传统纤维的比表面积较小,导出的水分不能快速蒸发而使得穿着舒适性变差。因此,如何实现单向导湿材料在人体高强度运动状态下的快速吸放湿,为人体提供舒适的穿着微环境成为研究的关键。

Untitled东华大学丁彬教授、王先锋研究员及其团队将纺粘非织造布与静电纺纳米纤维膜结合制备了具有单向导湿功能的双层微纳米纤维复合材料,所制备的单向导湿材料在防护服装和医卫材料等领域极具实用价值。该研究采用多巴胺原位聚合法在聚酯纺粘非织造布纤维表面构筑一层亲水层,再利用静电纺丝技术在非织造布表面沉积一层亲水聚丙烯腈纳米纤维膜,由于多巴胺聚合仅在纤维表面形成亲水层,而对纤维内部的吸湿性无影响,水分可以快速地通过孔径较大的聚酯非织造布层而被亲水性更强的聚丙烯腈纳米纤维膜吸收。通过向聚丙烯腈纳米纤维内掺杂亲水性二氧化硅纳米颗粒进一步增加了双层材料的润湿梯度,同时借助微纳米纤维层间的差动毛细效应使汗液一旦接触疏水层即被亲水层吸走,保持了皮肤的干爽。该材料的单向导水指数高达1413%,透湿量可达12.73kg‧m-2‧d-1,可有效满足户外运动、高强度工作的吸湿排汗要求。此外,该研究中将纺粘非织造布与静电纺纳米纤维膜相结合提升了单向导湿材料的整体强力及耐久性,使其在服装、医卫领域的应用更加广泛。

相关成果以封面论文在线发表在Advanced Materials Interfaces (DOI: 10.1002/admi.201770074)上。相关技术申请了国家发明专利(专利申请号:201710094417.2)。

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