一种透湿性高分子材料的制备方法及其产品和应用与流程

本发明涉及一种透湿性高分子材料的制备方法及其产品和应用，属于高分子材料成型领域。

背景技术：

1、甲壳质是一种存在于多种生物体，特别是甲壳动物壳体中的多糖，因此又称壳多糖。它是一种天然高分子，构成这种高分子的单体是2-乙酰胺基-2-脱氧-β-d葡糖，因此甲壳质的学名是聚乙酰氨基葡糖。

2、甲壳素在工业上被用于许多不同的用处。甲壳素被用于水和废水净化，作为食品添加剂应用到和药品中起到增稠作用稳定食品和药品状态。甲壳素还可以作为染料、织物、黏合剂。工业的分离薄膜和离子交换树脂可制成甲壳素。加工纸的大小和强度也使用甲壳素。甲壳质的产物作为坚韧和强的材料利于作为外科线。另外有一些不寻常的特性，甲壳素加速人体伤口愈合，甲壳素甚至成为一个单独的伤口愈合剂。 在生医材料上的相关应用研究非常多，具有良好的生物相容性、无生物毒性、价格低廉、容易改质、机械强度较好等优点。室温时，每100克甲壳素粉末可以吸附200～225克的40wt%的氢氧化钠溶液，其中吸水为100克左右。甲壳素的吸附值与碱溶液的浓度和吸附温度有关。在零度时，对于20～30wt%的氢氧化钠溶液，每100克甲壳素粉末可以吸附高达800克左右，其中水为600左右。甲壳素具有天然抑菌功效，广谱抗菌率非常高，90%以上的常见细菌在甲壳素纤维上不能存活；因此甲壳素纤维与彩棉货纯棉等纤维制成的面料特别适合做婴幼儿服装及男女高档内衣。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种透湿性高分子材料的制备方法。

2、本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的透湿性高分子材料产品。

3、本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。

4、本发明目的通过下述方案实现：一种透湿性高分子材料的制备方法，将甲壳质和树脂进行复合，经过湿法研磨后溶入超临界流体环境中，在喷射扩散过程中析出的高分子溶质在强电场力作用下集结、拉伸成丝束后，沉积粘附在烧结盘上形成网膜，制备出高分子透湿性材料，包括如下步骤：

5、(1)配料：称取聚氨酯(pu) 16~33份、甲壳质0.5~1.8、气相二氧化硅0.2~0.8份、调节助剂0.5~1份，加入到100份n,n-二甲基甲酰胺(dmf)中充分搅拌分散溶解后，灌入湿法研磨设备，研磨介质为氧化锆微球，在转速1700~2000rpm且3℃以下研磨，当物料中颗粒粒径d90≤0.8μm时出料，得研磨浆料；

6、（2）将研磨浆料倒入图1的反应釜a中，给反应釜a升温到80℃~120℃时，打开阀门k1，关闭连接dmf水溶液槽的阀门k2和反应釜a、b之间的阀门k3，将高纯co2通过压缩机c泵入釜a中分散溶解研磨浆料，至釜a压力7.5mpa~50mpa时，以700rpm速度搅拌并保温保压半小时，使湿法研磨浆料溶入超临界流体环境中；

7、（3）减压成膜:提前对反应釜b加热到80℃~120℃，反应釜a和反应釜b间通过阀门k3控制，反应釜b内部为圆柱形空间，出口敞口；当釜a和釜b的压力和温度升到预设值并恒定一段时间后，打开两釜体之间的阀门k3，反应釜a中和超临界co2充分溶解的溶液进入反应釜b并通过内径50μm的金属细管高速喷到反应釜b腔体中，由于应釜b腔体中压力骤然降低而使超临界气体膨胀生成气态，使溶质在其中的溶解能力迅速降低而析出；喷管接高压电源，出口放置有和反应釜b内腔同径大小的金属粉末烧结圆盘并接地，这样在喷射扩散过程中析出的高分子溶质在强电场力作用下集结、拉伸成丝束后，沉积粘附在烧结盘上形成网膜，在此过程中co2带着大部分溶剂通过烧结盘排出反应釜b，起到干燥作用；整个减压成膜过程中，通过控制阀门k3来控制喷射流量，压缩机c不断通过阀门k1来向反应釜a中的补充co2，使反应釜a的压力降保持在0.2mpa之内；温度降保持在1℃以内，待反应釜a内浆料消耗完毕，打开阀门k2，高压泵机从旁路管道往co2管道泵入dmf水溶液并被co2带入反应釜b，对膜材料进行冲刷固化，最后，在反应釜b的烧结盘上得到一定孔隙率和厚度的透湿性高分子材料。

8、所述的聚氨酯为聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯和聚酯聚醚型聚氨酯中的一种，助剂成分为聚氨酯凝固调节剂。

9、所述的阀门k3到反应釜b之间的管道材质不导电且耐高压；反应釜b材质不导电且耐高温，反应釜b内腔长度在100mm~300mm，可以定制。

10、所述的金属粉末烧结盘可以阻拦大部分粒径不小于50nm的颗粒通过。

11、旁路水溶液中dmf质量分数为8%~25%。

12、所述的高纯度二氧化碳要求纯度≥99.9%。

13、本发明提供一种透湿性高分子材料，根据权上述任一所述方法制备得到，得到的透湿性高分子材料，由于甲壳质和气相二氧化硅的加入及特殊的成膜环境而带有一定量的微孔，提高了透气透湿性并有抗菌效果。

14、本发明提供一种透湿性高分子材料在服饰、家居装饰领域中的应用。

15、由于甲壳质和气相二氧化硅的加入及特殊的成膜环境而带有一定量的微孔，从而提高了透气透湿性并有抗菌效果，适合服饰、家居装饰等领域使用。

技术特征：

1.一种透湿性高分子材料的制备方法，其特征在于，甲壳质和树脂进行复合，经过湿法研磨后溶入超临界流体环境中，在喷射扩散过程中析出的高分子溶质在强电场力作用下集结、拉伸成丝束后，沉积粘附在烧结盘上形成网膜，制备出高分子透湿性材料，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种透湿性高分子材料的制备方法，其特征在于所述的聚氨酯类为聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯和聚酯聚醚型聚氨酯中的一种，助剂成分为聚氨酯凝固调节剂。

3.根据权利要求1所述的一种透湿性高分子材料的制备方法，其特征在于，所述的阀门k3到反应釜b之间的管道材质不导电且耐高压；反应釜b材质不导电且耐高温，腔体长度在100mm~300mm。

4.根据权利要求1所述的一种透湿性高分子材料的制备方法，其特征在于，所述的金属粉末烧结盘阻拦大部分粒径不小于50nm的颗粒通过。

5.根据权利要求1所述的一种透湿性高分子材料的制备方法，其特征在于旁路水溶液中dmf质量分数为8%~25%。

6.根据权利要求1所述的一种透湿性高分子材料的制备方法，其特征在于所述的高纯度二氧化碳的纯度≥99.9%。

7.一种透湿性高分子材料，其特征在于，根据权利要求1-6任一所述方法制备得到，得到的透湿性高分子材料，由于甲壳质和气相二氧化硅的加入及特殊的成膜环境而带有一定量的微孔，提高了透气透湿性并有抗菌效果。

8.一种根据权利要求7所述透湿性高分子材料在服饰、家居装饰领域中的应用。

技术总结
本发明涉及一种透湿性高分子材料的制备方法及其产品和应用。甲壳质和树脂进行复合，经过湿法研磨浆料溶入超临界流体环境中，在喷射扩散过程中析出的高分子溶质可以在强电场力作用下集结、拉伸成丝束，最后沉积粘附在烧结盘上形成网膜，制备出高分子透湿性材料。由于甲壳质和气相二氧化硅的加入及特殊的成膜环境而带有一定量的微孔，从而提高了透气透湿性并有抗菌效果，适合服饰、家居装饰等领域使用。

技术研发人员：崔大祥,陈超,吴晓燕,陈义军,林琳
受保护的技术使用者：上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15