一种热湿舒适性调控的Janus纤维膜的制备方法

本发明涉及可穿戴纺织品领域，具体涉及一种热湿舒适性调控的janus纤维膜及其制备方法与应用。

背景技术：

1、热湿舒适性是指人体与环境存在热湿交换时，能维持人体体温恒定并实现正常生理机能，使人体保持舒适状态。个人湿热管理是保证舒适性的基础，也是充分发挥创新服装面料的特殊功能的基础，其重点是调节“人皮肤可穿戴面料-外部环境”微气候系统中的湿度和温度，是创新服装面料对舒适性和各种功能需求的基础和关键。

2、湿调节能力可以避免皮肤出汗或受潮，是湿润管理的核心，对穿戴舒适性有着深远的影响。传统纺织品，如棉、丝织物等具有良好的吸水能力，能有效地排出人体皮肤中的汗液或湿气。但是在汗水过多、织物吸水饱和的情况下，过多的汗水/湿气会在人体表皮上聚集，加重湿气和粘稠感。

3、近年来，许多研究者致力于研究由于形态或化学成分在垂直方向上的改变导致的具有润湿性不对称的janus膜结构，即一侧为疏水层，另一侧为亲水层，该结构被证明是一种“液体二极管”，它可以驱动液体由疏水层向亲水层输送，但阻断相反的方向。因此，janus膜被认为是一种具有很大湿法管理潜力的候选者。除了湿法调节外，热管理，特别是不需要外部能量、依靠材料本身的固有特性(如结构和形态)来操作和调节体温的被动式热管理，在节约能源和经济方面具有重要意义。

4、许多研究者利用mxene修饰织物等制备具有光热转换能力的热调节纺织品。mxenes(mn+1xntx)是一种二维(2d)层状纳米材料，其中，n＝1～3，m为早期过渡金属，x为碳或氮，tx表示-oh、-o或-f的表面终端。mxene由于其优异的导电性、比电容、机械性能、光热转换能力，被广泛应用于催化、电磁干扰屏蔽、储能、电热应用、水处理、可穿戴设备等。其中，近100％的光热转换效率以及结构和性能的稳定性使其更适合用于多功能纺织品的修饰。

技术实现思路

1、基于上述技术背景，本发明人进行了锐意进取，结果发现：在pu(聚氨酯)纳米纤维膜中引入mxene可赋予pu纳米纤维膜亲水性，得到亲水层mxene@pda-pu纤维膜层，在其上经静电纺丝得到疏水层pu纤维膜层，mxene@pda-pu纤维膜层和pu纤维膜层堆叠组成具有定向疏水性能的janus纤维膜，同时由于mxene的添加还赋予该janus纤维膜良好的光热转换性、集热性、循环热响应性、力学性能和阻燃性，使其可应用于智能可穿戴纺织品领域中，具有良好的应用前景，从而完成本发明。

2、本发明第一方面在于提供一种热湿舒适性调控的janus纤维膜，该janus纤维膜包括作为亲水层的mxene@pda-pu纤维膜层和作为疏水层的pu纤维膜层，

3、其中，mxene@pda-pu纤维膜由pu纤维膜、mxene和多巴胺制得。

4、本发明第二方面在于提供一种本发明第一方面所述热湿舒适性调控的janus纤维膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

5、步骤1、pu纺丝液进行静电纺丝，得到pu纤维膜；

6、步骤2、pu纳米纤维膜、多巴胺和mxene置于tris缓冲溶液中混合，得到mxene@pda-pu纤维膜层；

7、步骤3、以mxene@pda-pu纤维膜层作为静电纺丝的接收基底，pu纺丝液静电纺丝，得到热湿舒适性调控的janus纤维膜。

8、本发明第三方面在于提供一种根据本发明第一方面所述热湿舒适性调控的janus纤维膜或由本发明第二方面所述制备方法制得的热湿舒适性调控的janus纤维膜的用途，其可应用于多功能和智能可穿戴纺织品中。

技术特征：

1.一种热湿舒适性调控的janus纤维膜，其特征在于，所述janus纤维膜包括作为亲水层的mxene@pda-pu纤维膜层和作为疏水层的pu纤维膜层；

2.根据权利要求1所述的janus纤维膜，其特征在于，pu纤维膜、mxene和多巴胺的质量比为2:(0.1～1):(1～2)。

3.根据权利要求1所述的janus纤维膜，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的janus纤维膜，其特征在于，

5.一种热湿舒适性调控的janus纤维膜的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤3中，

10.一种根据权利要求1至4之一所述热湿舒适性调控的janus纤维膜或由权利要求5至9之一所述制备方法制得的热湿舒适性调控的janus纤维膜的用途，其可应用于多功能和智能可穿戴纺织品中。

技术总结
本发明提供了一种热湿舒适性调控的Janus纤维膜及其制备方法，该Janus纤维膜包括MXene@PDA‑PU纤维膜和PU纤维膜，其中，MXene@PDA‑PU纤维膜由PU纳米纤维膜、MXene和多巴胺制得。本发明通过MXene的添加赋予MXene@PDA‑PU纤维膜亲水性，PU纳米纤维膜作为疏水层，使该Janus纤维膜具有单向透水性，同时通过MXene的添加还使该Janus纤维膜具有良好的光热转换性、集热性、循环热响应性、力学性能和阻燃性，应用领域广阔，特别是在智能可穿戴纺织品中具有良好的应用前景。

技术研发人员：吴晶,胡苗苗,张秀芹,王锐,田博阳
受保护的技术使用者：北京服装学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16