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防水聚酰亚胺纳米纤维防护服的制备
- 发布时间:05-25
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防水聚酰亚胺纳米纤维防护服的制备
目前,市场上的商业防护服主要包括聚丙烯纺粘/熔喷/纺粘非织造材料(SMS)、聚乙烯透气薄膜/无纺布复合非织造材料(SF)和聚乙烯闪蒸非织造材料(FS)。
SF和FS由于其致密的纤维结构具有良好的阻隔性能,但透气性和透湿性较差,长时间的穿戴会导致防护服使用人员出现闷热、潮湿和操作不适等严重后果。
SMS因疏松多孔的纤维结构具有良好的透气性,但其过滤性能是依靠静电效应提供的。当SMS暴露于水或消毒剂中时,因静电荷的耗散,过滤效率可能会骤降至30%左右。因此,研发高透气和高阻隔的防护服具有重要意义。
纳米纤维膜因其孔隙率高、比表面积大和相互贯穿的内部孔结构,有望兼顾高阻隔和高透气。但由于纳米纤维直径细,纤维强度较弱,作为防护服材料还需进一步提升其强度。此外,考虑到高温灭菌再生,液体喷溅和遇到明火等情况,防护服材料还应具备耐高温,耐酸碱,阻燃等特性。
图1:PI-ENM防护服的制备流程示意图。
鉴于此,中国科学院城市环境研究所郑煜铭研究员团队在期刊《Journal of Membrane Science》发表了最新研究成果“高透气与高强度的防水聚酰亚胺纳米纤维防护服的制备与性能探究。
研究以刚性结构和高玻璃化转变温度的均苯四甲酸二酐(PMDA)和4,4′-氧化二苯胺(ODA)作为聚酰亚胺(PI)前体单体,通过调控静电纺丝参数,设计并制备了一种过滤效率高、透气性佳、机械强度高的PI-ENM纳米纤维。在此基础上,通过化学气相沉积,于PI-ENM表面沉积一层超薄聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜,进一步提升其整体性能。
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