[发明专利]一种高度可拉伸防水的形状记忆聚合物纤维膜及其制备方法和应用

说明书

本发明属于功能化纳米纤维领域，公开一种高度可拉伸防水的形状记忆聚合物纤维膜及其制备方法和应用。该纤维膜是通过静电纺丝法将高分子聚合物溶于有机溶剂A中的高分子溶液得到纳米纤维膜；将含氟单体与含氧反应物混合，在70～80℃下水浴反应得含氟高分子；将盐酸多巴胺溶于弱碱性溶液中，将纳米纤维置于多巴胺溶液中搅拌对其表面进行处理，洗净表面后烘干；将含氟高分子溶于有机溶剂B中，然后喷涂于经表面处理的纳米纤维膜上烘干制得；该纤维膜包括形状记忆高分子电纺层、多巴胺表面处理层和疏水高分子涂层。本发明的形状记忆聚合物纤维膜在可拉伸率下具有较高的防水性且其性能基本保持不变，可应用于医疗或纺织领域中。

技术领域

本发明属于功能化纳米纤维制备领域，具体地，涉及一种高度可拉伸防水的形状记忆聚合物纤维膜及其制备方法和应用。

背景技术

传统的高分子膜不具备高度可拉性能、形状记忆性能和防水性能，或者在经过了一定拉伸之后其防水性能大大下降。形状记忆高分子材料是一类能够对外界条件产生响应的智能材料，它们可以“记忆”一个设定的形状(原始形状)，然后被塑造成各种需要的形状(临时形状)，形状记忆高分子材料具有赋形容易、柔软、形变量大、响应条件可调、触发方式多样、可印刷、质量轻、成本低等诸多优点，在生物医疗、航空航天、智能纺织、传感器以及自修复等领域具有广阔的应用前景。

静电纺丝方法是一种特殊的纤维制造工艺，在强电压场中将导电高分子流体雾化成具有纳米结构的细流，在较长的喷射路线中固化成为纳米纤维。该方法对环境要求较低，操作方便，所得材料有较大的比表面积和孔隙率，是新能源领域制备基础材料的有效方法。

盐酸多巴胺在碱性水溶液中极易发生自聚合反应，其氨基和羟基基团具有活性，是一种良好的改性表面处理材料。在用多巴胺表面处理过的膜纸、纺布上进行其他物质的枝接，效果会比没有表面处理过，直接将物质涂抹在纺布上的更加耐磨耐蹭。

疏水是固体表面的一种特殊现象，防水表面在现实生活中具有非常广阔的应用前景，如防水的衣物，自清洁玻璃，低阻力流体输送等等方面。有机含氟材料以其优异的化学稳定性和低的表面能受到各国研究者的关注，氟树脂是双疏性物质，既不亲水也不亲油，是具有双疏特性的防腐材料。迄今为止，只有含氟材料具有极低的表面自由能。极低的表面自由能是含氟材料的一个重要特征，含氟材料的表面自由能一般在6～30mJ/m²范围。有机物表面润湿性能由固体表面原子及原子团的性质和堆积所决定,而与内部原子、分子的性质和排列无关。因此，构建一定粗糙度的表面，并应用含氟整理剂处理表面,成为固体表面拒水拒油处理的重要方法。

发明内容

为了解决传统的高分子膜不具备高度可拉性能、形状记忆性能和防水性能，或者在经过了一定拉伸之后其防水性能显著下降这一问题。本发明首要目的在于提供一种高度可拉伸防水的形状记忆聚合物纤维膜。

本发明的另一目的在于提供上述高度可拉伸防水的形状记忆聚合物纤维膜的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述高度可拉伸防水的形状记忆聚合物纤维膜的应用。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种高度可拉伸防水的形状记忆聚合物纤维膜，所述纤维膜是先通过静电纺丝法将高分子聚合物溶于有机溶剂A中形成的高分子溶液得到纳米纤维膜；将含氟单体与含氧单体混合，在70～80℃下水浴共聚反应得含氟高分子；将盐酸多巴胺溶于弱碱性溶液中，将纳米纤维膜置于多巴胺溶液中搅拌对其表面进行处理，洗净表面后烘干；将上述含氟高分子溶于有机溶剂B中，然后喷涂于经表面处理的纳米纤维膜上烘干制得；所述纤维膜依次包括形状记忆高分子电纺层、多巴胺表面处理层和疏水高分子涂层。

优选地，所述形状记忆高分子电纺层的厚度为0.05～0.1cm，所述多巴胺表面处理层的厚度在0.01～0.05mm；所述疏水高分子涂层的厚度在1～3μm。