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PAN-二氧化硅气凝胶纳米纤维膜在安全防护用纺织品中的应用

发表时间:2020/12/11

安全防护用纺织品是指人们在日常生活、工作等环境中,为免受各种物理、化学或生物等因素的伤害而使用的纺织品。根据最终产品的应用领域,可分为工业防护纺织品、农用防护纺织品、军工防护纺织品、民用防护纺织品、医疗防护纺织品、运动防护纺织品和太空防护纺织品等几大类。



从军事及国防安保领域、公共安全应急产业的刚性需求,到广受关注的职业安全防护及运动与户外活动中的安全防护,安全防护用纺织品已经从“特殊需求产品”转变成为人们生产生活不可或缺的一部分。但是,由于生产工艺的限制,安全防护用纺织品难以兼顾阻隔防护能力与穿着舒适性,普遍存在热舒适性较差的不足。



澳大利亚皇家墨尔本理工大学的研究者专门对此进行了研究,以期开发出具有最大防护性能和最佳热舒适性的防护服。



首先,研究者通过将二氧化硅气凝胶颗粒整合到PAN溶液中,利用静电纺丝技术成功制备了PAN-二氧化硅气凝胶纳米纤维膜。然后将该纳米纤维膜夹在两层粘胶纤维针刺非织造材料中,通过热定形制备出同时具有阻隔性能和热舒适性的复合防护服材料。



通过对PAN-二氧化硅气凝胶纳米纤维膜的形态表征发现,气凝胶颗粒均匀分布在膜中,能够为防护服面料提供功能特性。



对防护服材料的一系列性能测试表明,该复合材料在防止液体化学物质渗透、增强热性能防护方面具有出色的能力。同时,具有较强的热舒适性和良好的透气透湿能力。


织物的液体穿透能力


织物的化学品防护性能


织物的热防护性能


织物的热舒适性能


织物的水分蒸发能力


该研究通过一种创新的方法,制备了可提供多种防护性能和热生理穿着舒适性的防护材料,对防护服面料的开发具有重要的指导意义。相关成果以“Electrospun polyacrylonitrile-silica aerogel coating on viscose nonwoven fabric for versatile protection  and thermal comfort”为题发表于《Cellulose》上。