东华大学丁彬教授研究团队在环境友好型防水透湿膜研究领域取得新进展
防水透湿膜不仅能够阻止液态水的渗透，同时还能有效传递水蒸汽，在户外服装、医疗卫生、精密电子、建筑材料等领域有着广泛的应用前景。目前市场上的防水透湿膜主要包括聚四氟乙烯（PTFE）疏水微孔膜和热塑性聚氨酯（TPU）亲水无孔膜。PTFE疏水微孔膜虽具有较好的防水透湿性能，但其难以自然降解、生产工艺复杂、且技术被外国公司垄断、价格昂贵。TPU亲水膜因其无孔结构而具有较高的耐水压、但其透气性较差、遇水易沾湿，且低温下透湿性较差。因此，如何通过简便快捷的技术制备出高性能、环境友好型防水透湿膜是目前亟待解决的难题。 近期，东华大学丁彬教授和王先锋教授课题组设计并自主合成了全氟己基链双封端的聚氨酯（C6FPU），其降解产物不含全氟辛酸铵（PFOA）和全氟辛烷磺酸（PFOS），无明显持久性和生物累积性，可随生物体的新陈代谢排出体外。将其引入到聚氨酯（PU）的静电纺丝过程中，一步制备出了环境友好型防水透湿膜。▲ 图a：C6FPU的化学结构式，图b：防水透湿膜的制备过程及其性能展示示意图 同时，二价无机盐（MgCl2）的加入极大地降低了纤维膜的最大孔径，大幅度提高了其防水性能。最终制备的防水透湿膜耐水压可达104kPa，透湿量为11.5kg m-2 d-1，拉伸强度为12.4MPa，伸长率为234%。在具有良好防水与透湿性能的同时该膜对多种液体（水、牛奶、咖啡、油）都具有较好的疏液性能。此外，利用扩大的静电纺丝设备，可以实现防水透湿膜的大规模制备。▲ 图a：耐水压和透湿量，图b：拉伸强度和伸长率，图c：防水透湿性能展示，图d：疏液性能展示，图e：大规模制备的防水透湿膜 该研究的最大意义在于，通过一步静电纺丝即可得到高性能、环境友好型防水透湿膜，且易于批量化生产，有利于实现其在多个领域的广泛应用。研究工作发表于ACS Applied Materials & Interfaces杂志。全文链接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.7b08885来源：高分子科学前沿
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