消防服用防水透湿复合膜的制备及性能研究

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1、分类号中原工学院硕士学位论文论文题目：消防服用防水透湿复合膜的制备及性能研究研究生姓名：周宇研究方向：功能性纺织品专业名称：纺织工程学科门类:工学导师姓名、职称:朱方龙副教授王双华研究员二零一四年三月万方数据授予单位代码学号或申请号密级中原工学院硕士学位论文论文题目：消防服用防水透湿复合膜的制备及性能研究研究生姓名：周宇研究方向：功能性纺织品指导教师：朱方龙王双华指导教师单位：中原工学院申请学位级别：硕士学科专业名称：纺织工程论文提交日期：2014年5月论文答辩日期：2014年5月培养单位:中原工学院学位授予单位:中原工学院答辩委员会主席：万方数据中原工学院学位论文原创性声明本人郑重声明：所

2、呈交的学位论文，是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所作的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。本人学位论文与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。学位论文作者签名：年月日中原工学院学位论文知识产权声明本人完全了解中原工学院有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于中原工学院。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行

3、检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适合本声明。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日万方数据中原工学院硕士学位论文摘要消防服用防水透湿复合膜的制备及性能研究专业：纺织工程硕士生：周宇指导教师：朱方龙副教授王双华研究员摘要复合膜是指以微孔膜为支撑层，在其表面覆盖一定厚度的亲水无孔膜作为选择分离层，这样构成的复合膜既可以透湿防水又能发挥其选择分离的优势。由该类复合膜所层压制成的复合面料具有使水滴（或液滴）不能渗入织物，而人体散发的汗气能通过织物扩散传递到外界，且能阻挡或隔离有毒的生化化学物质，使之不能侵入人体内的独特作用。本论文以亲水型热塑性膜为

4、基底，疏水性高聚物为纺丝材料，利用静电纺丝技术构建亲水-疏水复合纤维膜。对电纺纤维复合膜的结构和形态进行观测，利用相关测试手段测试复合膜的防水透湿性、表面润湿性、高温稳定性、及力学性能等；模拟研究了复合膜的透湿传质机理；探讨了电纺复合膜作为热防护面料的可行性。由于静电纺丝实验过程复杂多样，制备出孔隙均匀、纤维表面平滑的多孔纤维膜是研究中的难点之一。首先，运用经典的正交实验法进行实验设计，在考察各电纺工艺参数对膜纤维直径影响的主次因素关系的同时，得到制备形貌良好的纤维膜的优化方案。结果显示，溶液浓度对纤维直径有显著影响，纤维膜制备的优化方案为：溶液浓度为15%、电压为6kV、溶剂DMAc：丙酮

5、=7：3（体积比）、交联剂ACM的添加量为0.4g/50ml、接收距离为14cm、溶液流速为1.0mL/h。采用优选实验方案制备一系列电纺复合膜，对电纺膜的形貌和化学组成、结晶状态进行系统研究，此外，对复合膜的防水透湿性能、机械性能、表面润湿性和耐高温特性进行o表征。结果表明，复合膜具有亲水-疏水双极性，复合膜疏水层接触角为100，亲水层接触o2o角30；耐静水压6240.3Pa，透湿量3515.9g/m·24h；复合膜的起始分解温度为393.4C，有望作为防护面料。水蒸汽通过复合膜是一个复杂的扩散过程，包括三个部分，即膜两侧的边界空气层扩散阻抗及膜本身阻抗。为深入探讨水蒸汽在复合膜内的扩散

6、机理，以电阻模型为基础，结合正杯三步法实验，深入探讨了复合膜的透湿机理。结果表明，传质过程中各部分阻力类似电阻串联，微孔膜符合DGM模型（Dusty-gasmodel）模型，即水蒸汽总扩散阻力中，Knudsen扩散阻力与Molecule扩散阻力符合串联关系，而它们与Poisseuille流阻力则呈并联关系；亲水膜层符合溶解-扩散模型。实验结果与模型吻合程度良好，模型能够很好的预I万方数据中原工学院硕士学位论文摘要测复合膜的湿阻值。最后，论文利用层压技术，制备防水透湿面料，理论分析了防水透湿膜面料的热蒸气防护机理，以及膜面料作为生化防护服的有毒液体阻隔效能；实验测定了膜面料的热防护效果。关键词

7、：复合膜；防水透湿；静电纺丝；层压织物；防护服课题来源：“多层应急救援智能温控消防服装备体系研究”，中国人民武装警察部队学院灭火救援技术公安部重点实验室基金，2013.1II万方数据中原工学院硕士学位论文摘要PreparationandPropertiesofWaterproofandBreathableMembraneUsedinFireFighters’ProtectiveClothingSpeciali