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香港理工大學胡金蓮教授團隊:一種具有熱管理功能的自適應型防水透濕薄膜及其防護制品
2019-10-09  來源:高分子科技

  21世紀人們對能源和資源的可持續發展具有迫切的需求,具有個人熱量管理和自適應型防水透濕可穿戴材料引起了越來越多的關注。在寒冷的氣候中,人們期望的服裝應該具有多種功能,例如:優異的保暖性能、強勁的防水性能、自適應的透汽性、自清潔性等。

  近日,香港理工大學紡織制衣學系胡金蓮教授及其團隊在先進防水透濕薄膜領域取得突破性進展。在該研究中,他們報道了通過共混二氧化硅氣凝膠顆粒(SAs)摻雜于熱-濕敏感型熱塑性聚氨酯(THSPU)得到了可以大規模制備的全方位智能復合薄膜。研究表明所得的雜化膜在變化的濕度和溫度下表現出強健的防水性、自適應透汽性和保暖性。這種智能膜可以實現在變化的環境中保持皮膚的干燥和舒適,并且這種全能型智能薄膜可以管理人體的“微氣候”,有望推進智能服裝和可穿戴產品的發展。例如該全能型薄膜可以在智能運動服裝,時尚可穿戴,工業防護工作服等領域取得應用。

  通過聚合物設計他們合成了具有熱-濕響應型的熱塑性聚氨酯薄膜,其后通過共混二氧化硅氣凝膠(SAs)顆粒制備了可以工業化的熱-濕響應型THSPUs智能雜化膜。研究表明,當SAs含量低于2.0%時,SAs可以均勻地分散在THSPU中。由于SA的存在,雜化膜表現出良好的保溫性能。隨著SAs含量的增加,THSPUs膜的水接觸角從62.3°增加到107.5°,使得薄膜的拒水性得到很好的提升。在23℃的恒定溫條件下,當水蒸氣的相對分壓從10%上升到70%時,THSPUs薄膜的水蒸汽透過率(WVT)從140 g / m2·24h增加到4400 g / m2·24h;同時,THSPUs薄膜在低溫5℃時,透濕量為1000 g / m2·24h的低值,而在室溫25℃時透濕量可以提高到4200 g / m2·24h。該智能薄膜在變化的濕度和溫度條件下實現了典型的自適應透濕功能。此外,THSPUs膜具有優良的機械強度和強勁的靜水壓力,斷裂強度高達34MPa,伸長率高達700%,耐靜水壓高達17800 mmH2O。與著名商業化產品Gore-Tex相比,制備得到的雜化膜及其熱壓織物表現出更好的保暖性能。

  以上成果以“Robust waterproof and self-adaptive breathable membrane with heat retention property for intelligent protective cloth”為題,發表在Progress in Organic Coatings上。

  論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2019.105303

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(責任編輯:xu)
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