專利名稱：一種智能透濕聚合物復合薄膜的制備和應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬智能聚合物及功能復合材料制備和應用領域，特別是涉及一種智能透濕聚合物復合薄膜的制備和應用。
背景技術：
膜科學技術自50年代發(fā)展以來，已在工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)學等領域獲得廣泛應用，成為結構與功能材料的一個分支。透濕薄膜一般可分為微孔薄膜、單組分薄膜(致密的親水性薄膜)、雙組分或多組分薄膜(兩種或多種單組分薄膜復合而成)三種，這些薄膜通常也具有防水的功效，因此稱為防水透濕薄膜。但這些薄膜透濕性比較穩(wěn)定，即使溫度升高，透濕性也不會顯著增加。
形狀記憶聚氨酯的出現(xiàn)，使透濕性能具備了一定的智能性，即隨著溫度升高到設定溫度區(qū)域內，薄膜的透濕性能發(fā)生顯著變化，但形狀記憶聚氨酯薄膜只對氣態(tài)水的透濕具有智能型，不適用于液態(tài)水的透濕。
近年來，具有納米或亞納米尺寸的聚合物空心球受到了很大關注。張幼維等將PCL-PNiPAAm經核降解后，得到了一系列由NPiPAAm交聯(lián)網絡構成了具有溫度響應性的空心球。鑒于在納米尺寸具有溫度響應性聚合物空心球制備的成功，我們提出將其引入聚合物膜材料中，通過這種結構設計來制備智能型透濕聚合物復合薄膜，其透濕性能夠隨溫度升高發(fā)生顯著變化，在高溫下具有較好的透濕性能，低溫下具有較好的防水性能，響應速度和幅度均顯著優(yōu)于形狀記憶聚氨酯薄膜。納米空心小球制備的聚合物透濕薄膜可以適用于氣態(tài)水和液態(tài)水的透濕，且具有溫度智能性。
到目前為止，國內外尚未見關于通過將溫度響應性聚合物空心球引入聚合物膜材料中來制備智能透濕薄膜的報道和專利。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種智能透濕聚合物復合薄膜制備和應用，通過將溫度響應性聚合物空心球引入聚合物膜材料中，制備出透濕量在27～35℃溫度范圍內會發(fā)生顯著變化的聚合物復合薄膜。該聚合物復合薄膜用于服用材料、體育用品、帳篷類、材料工程材料和軍事與航天用材料。
本發(fā)明的一種智能透濕聚合物復合薄膜制備方法，包括下列步驟將重量比0.1～70wt％具有溫度響應性的聚合物空心球，以物理混合的方式加入高性能聚合物膜材料中，在15℃加入溶劑DMF攪拌15～30min，通過低溫或冷凍成膜工藝，制備出智能透濕聚合物復合薄膜。
所述的具有溫度響應性的聚合物空心球是PCL-NiPAAm空心球，粒徑在1nm-1000nm之間，重量比在0.1％-70％，可在27～35℃溫度范圍內快速、高效收縮膨脹。
所述的高性能聚合物膜材料選自聚乙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙二醚、纖維素、共混纖維素等聚合物膜材料。
所述的智能透濕聚合物復合薄膜，厚度為12～100μm，平方米重量10～40g/m2。
由于聚合物空心球隨溫度升高會發(fā)生顯著收縮，在小球周圍產生空隙，從而使膜的透濕性顯著提高，當溫度降低時，空心球膨脹，空隙關閉，透濕性能下降，因而該薄膜在高溫下具有良好的透濕性，低溫下優(yōu)異的防水性能。薄膜的透濕性可由加入空心球比例、粒徑加以調整，以便制備不同程度的智能透濕聚合物薄膜。
本發(fā)明的有益效果(1)透濕性能在27～35℃溫度范圍內發(fā)生顯著變化，優(yōu)于現(xiàn)有聚合物薄膜，且該膜對氣態(tài)水和液態(tài)水的透濕均具有溫度智能性；(2)聚合物復合薄膜在27～35℃及以上溫度時具有優(yōu)異的透濕性能，15℃以下具備優(yōu)異的防水性能；(3)功能合理、性能優(yōu)良，通過調節(jié)復合膜的組分可制備不同程度的智能透濕薄膜；(4)組合成形方便，制作簡單，適用領域廣，可用于工業(yè)用透濕防水薄膜或織物，可與織物復合，用于人體穿著(衣服、手套、鞋帽類)等。


圖1聚合物空心球的溫度響應性。
圖2溫度-透濕性能示意圖。
曲線A代表傳統(tǒng)聚合物薄膜的透濕性能，曲線B代表智能透濕聚合物復合薄膜的透濕性能。
具體實施例方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。通過以下的實例有利于理解本發(fā)明，但不限制本發(fā)明的內容。
實施例1采用本發(fā)明的智能透濕聚合物復合薄膜為親水性聚氨酯材料，在5wt.％的聚氨酯稀釋溶液中加入PCL-NiPAAm聚合物空心球比例為15％(按重量)，空心球平均孔徑在400nm，低速磁力攪拌器攪拌10min，均勻混合，倒入模具中在10℃低溫條件下緩慢干燥成膜，膜的厚度為30μm，平方米重為26g/m2；其透濕效果如下表所示。

注GB/T 12704-1991織物透濕量測定方法B法(透濕杯法)實施例2采用實例一中的聚氨酯復合薄膜，與織物復合成為層壓織物。所用基布織物為經過拒水整理的柔軟、質輕、防結霜、凝露的超細滌綸織物，厚度為0.4mm，平方米重為82g/m2；薄膜材料為實例一中制備的智能透濕聚氨酯復合薄膜，厚度為30μm，平方米重為26g/m2；中間粘合層采用改性聚乙烯醇，涂膠量為12g/m2通過粉點方法將其固定在織物上，其透濕效果如下表所示。

權利要求
1.一種智能透濕聚合物復合薄膜的制備方法，包括下列步驟將重量比0.1～70％具有溫度響應性的聚合物空心球，以物理混合的方式加入高性能聚合物膜材料中，加入溶劑N，N-二甲苯甲酰胺DMF，在15℃混合攪拌15～30min，通過低溫或冷凍成膜工藝，制備出智能透濕聚合物復合薄膜。
2.根據權利要求1所述的一種智能透濕聚合物復合薄膜的制備方法，其特征在于所述的具有溫度響應性的聚合物空心球是PCL-NiPAAm空心球，粒徑在1nm-1000nm，重量比在0.1％-70％。
3.根據權利要求1所述的一種智能透濕聚合物復合薄膜的制備方法，其特征在于所述的高性能聚合物膜材料選自聚乙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙二醚、纖維素或共混纖維素。
4.根據權利要求1所述的一種智能透濕聚合物復合薄膜的制備方法，其特征在于膜的厚度為12-100μm，平方米重量10-40g/m2。
5.根據權利要求1所述的一種智能透濕聚合物復合薄膜的制備方法，其特征在于所述的薄膜的透濕性通過調整具有溫度響應性聚合物空心球的混合比例、空心球粒徑大小來加以控制。
6.一種智能透濕聚合物復合薄膜的應用，用于制備智能透濕織物、智能防水透濕織物、保鮮膜、特殊要求包裝材料。
7.根據權利要求6所述的一種智能透濕聚合物復合薄膜的應用，其特征在于制備各種材料的襯層、基層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種智能透濕聚合物復合膜的制備，包括通過具有溫度響應性的聚合物空心球，以物理混合的方式加入高性能聚合物膜材料中，加入溶劑混合攪拌，通過低溫或冷凍成膜制備出智能透濕聚合物復合薄膜。本發(fā)明的聚合物復合薄膜應用于透濕性要求較高的特殊場合使用，也可與織物復合，制備透濕性能極為優(yōu)良的智能透濕織物或智能透濕防水織物，適于服用材料、體育用品、帳篷類、材料工程材料和軍事與航天用材料。
文檔編號C08L75/04GK101037510SQ20071003893
公開日2007年9月19日 申請日期2007年3月30日 優(yōu)先權日2007年3月30日
發(fā)明者黃鶴, 張丹, 毛志平, 嚴灝景, 于偉東 申請人:東華大學