CN113878960A - 双层纳米多孔功能面料及其制备方法 - Google Patents
双层纳米多孔功能面料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种双层纳米多孔功能面料及其制备方法，双层纳米多孔功能面料是将有机高分子材料带孔单体(1)的带孔亲水层(1B)与有机高分子材料单体(2)的亲水层(2B)进行贴合放置；有机高分子材料带孔单体(1)的带孔疏水层(1A)与皮肤接触；有机高分子材料单体(2)的疏水层(2A)与空气接触。制备过程中采用等离子体进行亲水化处理，再冲孔制带孔单体，最后进行亲水层的贴合。双层纳米多孔功能面料在人体出汗前通过以辐射散热的方式实现人体热管理；出汗后通过吸湿排汗以及蒸发散热实现人体湿度和热管理。
Description
技术领域
本发明涉及一种多功能性穿戴的功能型面料，更特别地说，是指一种具有汗液定向输送的双层纳米多孔功能面料。
背景技术
多功能性穿戴材料如人体湿度管理和热管理材料，因为可以提供人体生理舒适性微气候，而受到研究者的广泛关注。人体湿度管理材料可以把人体皮肤表面的汗液定向输送到环境中，从而可以避免人体表面的湿黏感。湿度管理材料可以使汗水在毛细力作用下，从材料内表面传输到材料外表面。事实上，棉花等传统的亲水材料具有很强的毛细力，可以轻易地吸收皮肤表面的汗水。然而，由于其单向液体输送能力有限，水分蒸发速度相对较慢，大量汗液仍以块状水的形式存在，并附着在皮肤上。因此，当人们在穿着棉织物出汗的时候，人会有一种有湿黏的不适感。
为了解决这一局限性，研究者们开始从自然界中寻找灵感。发现很多生物中存在液滴的定向移动这一现象。在拉普拉斯压差作用之下，可以在仙人掌表面的针刺结构，以及蜘蛛丝表面的纺锤体结构产生液滴定向移动现象。受这些自然生物的启发，研究者们发现突变型的润湿性梯度和渐变型润湿性梯度是设计这些人体湿度管理材料的两种主要方法。基于这两种原理，近几年研究者们在吸湿排汗这一领域取得了很多显著的成果。他们利用毛细力将汗水从皮肤表面拉到材料外表，成功实现了吸湿排汗功能。
尽管这些新兴的湿度管理材料技术，可以使汗液传输和蒸发的方式来达到散热的效果。然而，当人们不出汗的时候，例如在办公室、教室等典型的室内环境中安静地坐着时，这些材料的散热能力还有待进一步探索。换句话说，这些湿度管理材料忽略了人体热管理这一方面。一般来说，辐射、传导、对流和蒸发是人体散热的四种主要方式。人体皮肤辐射出一种波长范围主要为7～14微米中红外。在室内环境中，人体产生的代谢热超过50％的是以这种热辐射方式而散失的。如果这种材料在实现辐射散热性能基础上赋予其吸湿排汗，蒸发散热的功能，那么它可以为人们提供更干燥、更凉爽的小气候，从而让人应对更复杂的环境。
发明内容
本发明的目的之一是设计了一种双层纳米多孔功能面料。所述的双层纳米多孔功能面料是将有机高分子材料带孔单体(1)的带孔亲水层(1B)与有机高分子材料单体(2)的亲水层(2B)进行贴合放置；而有机高分子材料带孔单体(1)的带孔疏水层(1A)与皮肤接触；有机高分子材料单体(2)的疏水层(2A)与空气接触。
在本发明中，所述有机高分子材料带孔单体(1)是指一面为纳米多孔亲水层，另一面为纳米多孔疏水层的有机高分子材料。
在本发明中，所述有机高分子材料单体(2)是指一面为纳米多孔亲水层，另一面为纳米多孔疏水层的有机高分子材料。
本发明的目的之二是提出了一种制备双层纳米多孔功能面料的方法，制备过程中采用等离子体进行亲水化处理，再冲孔制带孔单体，最后进行亲水层贴合后的缝合。具体步骤为：
步骤一，清洗去除基体材料上的油渍及杂质；
步骤101，选取板材型的基体材料；
选取有机高分子材料作为基体材料，并对基体材料进行剪裁，得到第一预处理件；
第一预处理件的厚度为12微米～24微米；
有机高分子材料中存在有纳米级的孔，纳米孔的平均孔径为小于200纳米。
有机高分子材料为聚乙烯PE、聚丙烯或聚乙烯与聚丙烯的共聚物中的一种。
步骤102，乙醇清洗；
将步骤101得到后的第一预处理件在乙醇中进行超声清洗5～20分钟，得到第二预处理件；
步骤103，离子水清洗；
将步骤102得到后的第二预处理件在离子水中进行超声清洗5～20分钟，得到清洁基体材料；
步骤二，亲水化处理制作亲水层；
对清洁基体材料的一面利用等离子体进行处理后，制得亲水层；对清洁基体材料的另一面不作处理；亲水化处理后的清洁基体材料成为了有机高分子材料单体(2)。
等离子体的输出功率为300～500瓦，处理时间为3～5分钟。
经步骤二的处理后，使得清洁基体材料的一面为亲水层另一面为疏水层。
步骤三，冲孔处理制作有机高分子材料带孔单体；
利用点样仪在有机高分子材料单体(2)上制作出不同孔径大小的孔洞大小，制得有机高分子材料带孔单体(1)。
孔洞半径为0.20～0.60毫米，孔洞间距为0.50～2.5毫米。
步骤四，亲水层贴合的缝合处理；
将步骤二制得的有机高分子材料单体(2)与步骤三制得的有机高分子材料带孔单体(1)采用亲水层贴合后，再进行缝合处理，得到双层纳米多孔功能面料。
本发明双层纳米多孔功能面料的优点在于：
1、本发明提供的一种具有排汗/蒸发散热/辐射散热的双层纳米多孔膜的制备方法，过程简单，可操作性强，成本低，适用于大规模生产。
2、本发明提供的一种具有排汗/蒸发散热/辐射散热的双层纳米多孔膜的制备方法，纳米多孔膜具有良好的稳定性，可以循环使用。
3、本发明提供的一种具有排汗/蒸发散热/辐射散热双层纳米多孔膜的制备方法，它可以在人体出汗前可以通过以辐射散热的方式实现人体热管理。出汗后通过吸湿排汗以及蒸发散热实现人体湿度和热管理。
4、本发明提供的一种具有排汗/蒸发散热/辐射散热的双层纳米多孔膜的制备方法，制备得到的双层纳米多孔膜的孔径大小，以及孔洞间距，从小到大均匀增大可控，可以实现高效的汗液传输。由于和传统棉织物相比，纳米多孔膜对人体发出的中红外线有更高的透明度，增加了人体辐射散热优势。
6、本发明提供的一种具有排汗/蒸发散热/辐射散热的双层纳米多孔膜的制备方法，制备材料可换成多种有机高分子材料，扩大了双层纳米多孔膜的应用范围。因此，本发明能够根据不同需要使用不同种类高分子如聚乙烯，聚丙烯，聚乙烯与聚丙烯的共聚物。可以同时实现人体湿度管理和热管理，从而使人体适应更为复杂的生存环境。
附图说明
图1是经本发明方法制得的双层纳米多孔功能面料的结构图。
图1A是经本发明方法制得的双层纳米多孔功能面料的分解结构图。
图2是本发明制备双层纳米多孔功能面料的流程图。
图3是实施例1经本发明方法步骤二制得的有机高分子材料单体的结构图。
图4是实施例1经本发明方法步骤二制得的有机高分子材料单体的SEM形貌图。
图5是实施例1经本发明方法步骤三制得的有机高分子材料带孔单体的结构图。
图6是实施例1经本发明方法制得的双层纳米多孔功能面料的形貌结构图。
图7是实施例1经本发明方法制得的双层纳米多孔功能面料的疏水层和亲水层的接触角图。
图8A是实施例1经本发明方法制得的双层纳米多孔功能面料的辐射散热性能图。图8B是另一种形式表征的平均温度图。
图9是实施例1经本发明方法制得的双层纳米多孔功能面料的红外透射率谱图。
图10是实施例1经本发明方法制得的双层纳米多孔功能面料的排汗图。
图11是实施例1经本发明方法制得的双层纳米多孔功能面料的人体出汗后的蒸发散热和快干性能图。
| 1.有机高分子材料带孔单体 | 1A.带孔疏水层 |
| 1A1.A通孔 | 1B.带孔亲水层 |
| 1B1.B通孔 | 2.有机高分子材料单体 |
| 2A.疏水层 | 2B.亲水层 |
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图2所示，本发明提出的一种制备双层纳米多孔功能面料的方法，具体包括以下几个步骤：
步骤一，清洗去除基体材料上的油渍及杂质；
步骤101，选取板材型的基体材料；
选取有机高分子材料作为基体材料，并对基体材料进行剪裁，得到第一预处理件；
第一预处理件的厚度为12微米～24微米；
步骤102，乙醇清洗；
将步骤101得到后的第一预处理件在乙醇中进行超声清洗5～20分钟，得到第二预处理件；
步骤103，离子水清洗；
将步骤102得到后的第二预处理件在离子水中进行超声清洗5～20分钟，得到清洁基体材料；
在本发明中，对基体材料分别进行乙醇和离子水的超声清洗，是为了去除附着在基体材料表面上的油渍及杂质。步骤102和步骤103可以重复进行多次清洗，最多5次。
在本发明中，有机高分子材料优选为聚乙烯(Polyethylene，PE，密度为0.910g/cm3～0.925g/cm3)、聚丙烯或聚乙烯与聚丙烯的共聚物中的一种。有机高分子材料中存在有纳米级的孔，纳米孔的平均孔径为小于200纳米。
步骤二，亲水化处理制作亲水层；
对清洁基体材料的一面利用等离子体进行处理后，制得亲水层；对清洁基体材料的另一面不作处理；亲水化处理后的清洁基体材料成为了有机高分子材料单体2。
在本发明中，等离子体的输出功率为300～500瓦，处理时间为3～5分钟。
在本发明中，经步骤二的处理后，使得清洁基体材料的一面为亲水层另一面为疏水层。
步骤三，冲孔处理制作有机高分子材料带孔单体；
利用点样仪在有机高分子材料单体2上制作出不同孔径大小的孔洞大小，制得有机高分子材料带孔单体1。
孔洞半径为0.20～0.60毫米，孔洞间距为0.50～2.5毫米。
步骤四，亲水层贴合的缝合处理；
将步骤二制得的有机高分子材料单体2与步骤三制得的有机高分子材料带孔单体1采用亲水层贴合后，再进行缝合处理，得到双层纳米多孔功能面料。
在本发明中，缝合是依据穿戴需求进行的剪裁处理。比如，制作一件衣服，是将经本发明方法制得的双层纳米多孔功能面料按照缝纫工序进行剪裁，最终得到衣服。
参见图1、图1A所示，经本发明方法制得的双层纳米多孔功能面料的结构，其层次结构为：双层纳米多孔功能面料是由有机高分子材料带孔单体1和有机高分子材料单体2组成；
有机高分子材料带孔单体1由带孔疏水层1A和带孔亲水层1B构成；带孔疏水层1A上设有A通孔1A 1；带孔亲水层1B上设有B通孔1B 1；
有机高分子材料单体2由疏水层2A和亲水层2B构成；
有机高分子材料带孔单体1的带孔亲水层1B与有机高分子材料单体2的亲水层2B贴合；
有机高分子材料带孔单体1的带孔疏水层1A用于与人体接触；
有机高分子材料单体2的疏水层2A用于与空气接触。
双层纳米多孔功能面料的性能表征
经本发明方法制得的双层纳米多孔功能面料的应用方法在于：出汗前，由于双层纳米多孔功能面料对人体具有中红外透明的性质，从而实现人体红外辐射散热。出汗后，人体表面的汗液会通过在双层纳米多孔功能面料的有机高分子材料带孔单体1的A通孔1A 1和B通孔1B 1进入到贴合后的双层亲水层(即带孔亲水层1B、亲水层2B)。在重力和毛细负压力作用之下，贴合后的双层亲水层的汗液会从双层纳米多孔功能面料的封边处排出，从而实现人体的汗液定向快速传输的效果。另外，由于过高的饱和蒸气压和蒸发面积使得贴合后的双层亲水层的汗液快速蒸发，从而实现蒸发散热。经对本发明双层纳米多孔功能面料进行性能检测可知，双层纳米多孔功能面料是一种具有排汗、蒸发散热、辐射散热功能为一体的，可以用于人体湿度管理和热管理，给人体提供生理舒适性微气候的功能型面料，从而，让人体适应更为复杂和极端的环境。
实施例1，制作低密度聚乙烯(LDPE)的双层纳米多孔功能面料制作步骤如图2所示，具体包括以下几个步骤：
步骤一，清洗去除基体材料上的油渍及杂质；
步骤101，选取板材型纳米多孔聚乙烯LDPE作为基体材料；
选取韩国SK创新公司生产的320H型号的纳米多孔LDPE板材作为基体材料，并对其进行剪裁，得到第一预处理件；320H型号聚乙烯的密度为0.910g/cm3～0.925g/cm3。
第一预处理件的厚度为12微米。
由于实施例1是要制作为功能型服装制品，所以限定基体材料(即纳米多孔LDPE板材)的厚度是关键参数，对于平面上的长、宽尺寸剪裁不限定，纳米多孔LDPE板材进行剪裁是为了去除边角，同时也是为了得到规整的面料。
步骤102，第一次乙醇清洗；
将步骤101得到后的第一预处理件在乙醇(体积百分比含量为85％)中进行超声清洗5分钟，得到第二预处理件；
步骤103，第一次离子水清洗；
将步骤102得到后的第二预处理件在离子水中进行超声清洗10分钟，得到第三预处理件；
步骤104，第二次乙醇清洗；
将步骤103得到后的第三预处理件在乙醇中进行超声清洗5分钟，得到第四预处理件；
步骤105，第二次离子水清洗；
将步骤104得到后的第四预处理件在离子水中进行超声清洗10分钟，得到第五预处理件；
步骤106，第三次乙醇清洗；
将步骤105得到后的第五预处理件在乙醇中进行超声清洗10分钟，得到第六预处理件；
步骤107，第三次离子水清洗；
将步骤106得到后的第六预处理件在离子水中进行超声清洗10分钟，得到清洁基体材料；
在实施例1中将纳米多孔LDPE板材进行多次的清洗一方面是由于纳米多孔LDPE板材中存在有纳米级的孔，另一方面是因为要作为功能型服装制品，保持面料的洁净，在穿戴时不会对皮肤造成影响。
步骤二，亲水化处理制作亲水层；
对清洁基体材料的一面利用等离子体进行处理后，制得亲水层；对清洁基体材料的另一面不作处理；亲水化处理后的清洁基体材料成为了有机高分子材料单体2，参见图3所示。
使用8MHz射频电源产生等离子体，使得等离子体的输出功率为300瓦，处理时间为5分钟。等离子体发射光谱为OES,Ocean Optics HR4000型号。
在实施例1中，经亲水化处理后的一面的纳米多孔LDPE的形貌如图4所示，图中显示出为纳米级别的孔洞。纳米多孔LDPE板材上单位面积下的平均孔径为100纳米。
步骤三，冲孔处理制作有机高分子材料带孔单体；
利用激光刻蚀在有机高分子材料单体2上制作出不同孔径大小的孔洞大小，制得有机高分子材料带孔单体1，参见图5所示。
孔洞半径为0.30毫米，孔洞间距为1.00毫米。
激光刻蚀功率为300瓦。
在实施例1中，经冲孔处理后制得有机高分子材料带孔单体1的形貌如图5所示，图中显示出了同时存在纳米孔和冲孔。
步骤四，亲水层贴合的缝合处理；
将步骤二制得的有机高分子材料单体2与步骤三制得的有机高分子材料带孔单体1采用亲水层贴合后，再进行缝合处理，得到双层纳米多孔功能面料(简称为双层纳米面料)，参见图6所示。
在实施例1中，缝合是依据穿戴需求进行的剪裁处理。比如，制作一件衣服，是将经本发明方法制得的双层纳米面料按照缝纫工序进行剪裁，最终得到衣服。
参见图1、图1A、图6所示，经本发明方法制得的双层纳米面料的结构，其层次结构为：双层纳米面料是由有机高分子材料带孔单体1和有机高分子材料单体2组成；
有机高分子材料带孔单体1由带孔疏水层1A和带孔亲水层1B构成；带孔疏水层1A上设有A通孔1A 1；带孔亲水层1B上设有B通孔1B 1；
有机高分子材料单体2由疏水层2A和亲水层2B构成；如图7，其中疏水层2A和亲水层2B的接触角分别为120.4°和18.7°。
有机高分子材料带孔单体1的带孔亲水层1B与有机高分子材料单体2的亲水层2B贴合；
有机高分子材料带孔单体1的带孔疏水层1A用于与人体接触；
有机高分子材料单体2的疏水层2A用于与空气接触。
双层纳米多孔功能面料的性能表征
辐射散热性能
对实施例1制得的双层纳米面料覆盖在功率约为100W/m2人造皮肤上，然后在环境温度约为25摄氏度的条件下，采用K型热电偶对人造皮肤温度进行测量。参见图8A、图8B所示，在升温过程中，覆盖有双层纳米面料的人造皮肤温度明显低于覆盖特卫强、棉布的人造皮肤。在升温半小时以后，裸体皮肤，覆盖双层纳米多孔功能面料，特卫强和棉布的人造皮肤的温度分别为33.8摄氏度，34.5摄氏度，35.2摄氏度和36.5摄氏度。说明双层纳米多孔功能面料在人体出汗前有良好的辐射散热性能。
在本发明中，特卫强选用美国杜邦公司生产的1443R型号。特卫强是由无数的细小高密度聚乙烯纤维纺黏而成的材料。厚度为170微米。
在本发明中，棉布为纯棉漂白平纹布，成分为棉纤维素，分子式是C21H20O13。纱支21支，密度58根/10cm×58根/10cm，质量密度为659.02kg/m3，由测厚仪测得厚度为500微米，颜色白色。
人体红外透射率
对实施例1制得的双层纳米多孔功能面料采用带镀金积分球的傅里叶红外光谱仪分别测试双层纳米多孔功能面料，特卫强和棉布的红外透射率。从图9中可以看出双层纳米多孔功能面料的透射率明显高于特卫强和棉布的红外透射率。另外通过基于人体辐射曲线，得出了双层纳米多孔功能面料、特卫强和棉布基于人体红外辐射的红外透射率(％)的加权平均值分别为89.104，1.944，0.005。
人体排汗性能
对实施例1制得的双层纳米多孔功能面料采用高速摄像来观察液滴从打孔一侧渗透到中间层的过程，来进行人体排汗性能的表征。参见图10所示，图中液滴在渗透的时间约为170ms。从此可以得出双层纳米多孔功能面料有着高效的吸湿排汗能力。
人体出汗后的蒸发散热和快干性能
对实施例1制得的双层纳米多孔功能面料采用K型热电偶进行表征。然后在环境温度约为26.5摄氏度的条件下，分别将双层纳米多孔功能面料和棉布覆盖在100W/m2人造皮肤上，然后采用K型热电偶对人造皮肤温度进行测量。在温度稳定以后，将在双层纳米多孔功能面料和棉布上滴加等量的室温水来进行蒸发散热和快干性能表征。参见图11所示，从中可以看出当水滴在面料以后，由于水的吸热和蒸发是使得人造皮肤的温度迅速下降。由于水在双层纳米多孔功能面料的蒸发速率大于水在棉布上的蒸发速率，使得覆盖了双层纳米多孔功能面料的人造皮肤的最低温度(26.8摄氏度)低于覆盖了棉布的人造皮肤的最低温度(27.5摄氏度)，说明双层纳米多孔功能面料在出汗后的蒸发散热效果优于棉布。另外，水在双层纳米多孔功能面料的蒸发时间约为水在棉布上的蒸发时间0.5倍。从而可以证明在人体出汗后，双层纳米多孔功能面料具有优异的蒸发散热和快干性能。
实施例2，制作高分子量聚丙烯的双层纳米多孔功能面料
制作步骤如图2所示，具体包括以下几个步骤：
步骤一，清洗去除基体材料上的油渍及杂质；
步骤101，选取板材型纳米多孔高分子量聚丙烯作为基体材料；
选取纳米多孔高分子量聚丙烯作为基体材料，并对基体材料进行剪裁，得到第一预处理件；
第一预处理件的厚度为24微米；
纳米多孔高分子量聚丙烯的平均孔径为100纳米；
有机高分子材料的高分子量为50万～70万单位的分子量。
步骤102，乙醇清洗；
将步骤101得到后的第一预处理件在乙醇中进行超声清洗5分钟，得到第二预处理件；
步骤103，离子水清洗；
将步骤102得到后的第二预处理件在离子水中进行超声清洗10分钟，得到清洁基体材料；
可以对步骤102和步骤103重复1次。
步骤二，亲水化处理制作亲水层；
对清洁基体材料的一面利用等离子体进行处理后，制得亲水层；对清洁基体材料的另一面不作处理；亲水化处理后的清洁基体材料成为了有机高分子材料单体2。
等离子体的输出功率为450瓦，处理时间为10分钟。
步骤三，冲孔处理制作有机高分子材料带孔单体；
利用冲孔机在有机高分子材料单体2上制作出不同孔径大小的孔洞大小，制得有机高分子材料带孔单体1。
孔洞半径为0.60毫米，孔洞间距为1.50毫米。
步骤四，亲水层贴合的缝合处理；
将步骤二制得的有机高分子材料单体2与步骤三制得的有机高分子材料带孔单体1采用亲水层贴合后，再进行缝合处理，得到双层纳米多孔功能面料。
在本发明中，缝合是依据穿戴需求进行的剪裁处理。比如，制作一件衣服，是将经本发明方法制得的双层纳米多孔功能面料按照缝纫工序进行剪裁，最终得到衣服。
参见图1、图1A所示，经本发明方法制得的双层纳米多孔功能面料的结构，其层次结构为：双层纳米多孔功能面料是由有机高分子材料带孔单体1和有机高分子材料单体2组成；
有机高分子材料带孔单体1由带孔疏水层1A和带孔亲水层1B构成；带孔疏水层1A上设有A通孔1A 1；带孔亲水层1B上设有B通孔1B 1；
有机高分子材料单体2由疏水层2A和亲水层2B构成；有机高分子材料带孔单体1的带孔亲水层1B与有机高分子材料单体2的亲水层2B贴合；
有机高分子材料带孔单体1的带孔疏水层1A用于与人体接触；
有机高分子材料单体2的疏水层2A用于与空气接触。
双层纳米多孔功能面料的性能表征
辐射散热性能
对实施例2制得的双层纳米多孔功能面料采用K型热电偶进行辐射散热性能。覆盖双层纳米多孔功能面料，特卫强和棉布的人造皮肤的温度分别为34.1摄氏度，34.5摄氏度，35.2摄氏度和36.5摄氏度。说明双层纳米多孔功能面料在人体出汗前有良好的辐射散热性能。
人体红外透射率
对实施例2制得的双层纳米多孔功能面料采用带镀金积分球的傅里叶红外光谱仪分别测试双层纳米多孔功能面料，特卫强和棉布的红外透射率。双层纳米多孔功能面料、特卫强和棉布红外透射率(％)的加权平均值分别为89.104，1.944，0.005。
人体排汗性能
对实施例2制得的双层纳米多孔功能面料采用高速摄像来观察液滴从打孔一侧渗透到中间层的过程，来进行人体排汗性能的表征。液滴在渗透的时间约为170ms。从此可以得出双层纳米多孔功能面料有着高效的吸湿排汗能力。
人体出汗后的蒸发散热和快干性能
对实施例2制得的双层纳米多孔功能面料采用K型热电偶进行表征。覆盖了双层纳米多孔功能面料的人造皮肤的最低温度(26.8摄氏度)低于覆盖了棉布的人造皮肤的最低温度(27.5摄氏度)。另外，水在双层纳米多孔功能面料的蒸发时间约为水在棉布上的蒸发时间0.5倍。
实施例3，制作聚乙烯与聚丙烯的共聚物的双层纳米多孔功能面料制作步骤如图2所示，具体包括以下几个步骤：
步骤一，清洗去除基体材料上的油渍及杂质；
步骤101，选取板材型纳米多孔聚乙烯与聚丙烯的共聚物作为基体材料；
选取纳米多孔聚乙烯与聚丙烯的共聚物作为基体材料，并对基体材料进行剪裁，得到第一预处理件；
第一预处理件的厚度为24微米；
纳米多孔聚乙烯与聚丙烯的共聚物的平均孔径为100纳米；
有机高分子材料的高分子量为50万～70万单位的分子量。
步骤102，乙醇清洗；
将步骤101得到后的第一预处理件在乙醇中进行超声清洗10分钟，得到第二预处理件；
步骤103，离子水清洗；
将步骤102得到后的第二预处理件在离子水中进行超声清洗20分钟，得到清洁基体材料；
可以对步骤102和步骤103重复5次。
步骤二，亲水化处理制作亲水层；
对清洁基体材料的一面利用等离子体进行处理后，制得亲水层；对清洁基体材料的另一面不作处理；亲水化处理后的清洁基体材料成为了有机高分子材料单体2。
等离子体的输出功率为500瓦，处理时间为3分钟。
步骤三，冲孔处理制作有机高分子材料带孔单体；
利用点样仪在有机高分子材料单体2上制作出不同孔径大小的孔洞大小，制得有机高分子材料带孔单体1。
孔洞半径为0.20毫米，孔洞间距为2.00毫米。
步骤四，亲水层贴合的缝合处理；
将步骤二制得的有机高分子材料单体2与步骤三制得的有机高分子材料带孔单体1采用亲水层贴合后，再进行缝合处理，得到双层纳米多孔功能面料。
在本发明中，缝合是依据穿戴需求进行的剪裁处理。比如，制作一件衣服，是将经本发明方法制得的双层纳米多孔功能面料按照缝纫工序进行剪裁，最终得到衣服。
参见图1、图1A、图4所示，经本发明方法制得的双层纳米多孔功能面料的结构，其层次结构为：双层纳米多孔功能面料是由有机高分子材料带孔单体1和有机高分子材料单体2组成；
有机高分子材料带孔单体1由带孔疏水层1A和带孔亲水层1B构成；带孔疏水层1A上设有A通孔1A 1；带孔亲水层1B上设有B通孔1B 1；
有机高分子材料单体2由疏水层2A和亲水层2B构成；有机高分子材料带孔单体1的带孔亲水层1B与有机高分子材料单体2的亲水层2B贴合；
有机高分子材料带孔单体1的带孔疏水层1A用于与人体接触；
有机高分子材料单体2的疏水层2A用于与空气接触。
双层纳米多孔功能面料的性能表征
对实施例2制得的双层纳米多孔功能面料采用K型热电偶进行辐射散热性能。覆盖双层纳米多孔功能面料，特卫强和棉布的人造皮肤的温度分别为34.1摄氏度，34.5摄氏度，35.2摄氏度和36.5摄氏度。说明双层纳米多孔功能面料在人体出汗前有良好的辐射散热性能。
人体红外透射率
对实施例2制得的双层纳米多孔功能面料采用带镀金积分球的傅里叶红外光谱仪分别测试双层纳米多孔功能面料，特卫强和棉布的红外透射率。双层纳米多孔功能面料、特卫强和棉布红外透射率(％)的加权平均值分别为89.104，1.944，0.005。
人体排汗性能
对实施例2制得的双层纳米多孔功能面料采用高速摄像来观察液滴从打孔一侧渗透到中间层的过程，来进行人体排汗性能的表征。液滴在渗透的时间约为170ms。从此可以得出双层纳米多孔功能面料有着高效的吸湿排汗能力。
人体出汗后的蒸发散热和快干性能
对实施例2制得的双层纳米多孔功能面料采用K型热电偶进行表征。覆盖了双层纳米多孔功能面料的人造皮肤的最低温度26.8摄氏度低于覆盖了棉布的人造皮肤的最低温度27.5摄氏度。另外，水在双层纳米多孔功能面料的蒸发时间约为水在棉布上的蒸发时间0.5倍。
Claims (7)
1.一种双层纳米多孔功能面料的制备方法，其特征在于包括有下列步骤：
步骤一，清洗去除基体材料上的油渍及杂质；
步骤101，选取板材型的基体材料；
选取有机高分子材料作为基体材料，并对基体材料进行剪裁，得到第一预处理件；
第一预处理件的厚度为12微米～24微米；
有机高分子材料中存在有纳米级的孔，纳米孔的平均孔径为小于200纳米；
有机高分子材料为聚乙烯PE、聚丙烯或聚乙烯与聚丙烯的共聚物中的一种；
步骤102，乙醇清洗；
将步骤101得到后的第一预处理件在乙醇中进行超声清洗5～20分钟，得到第二预处理件；
步骤103，离子水清洗；
将步骤102得到后的第二预处理件在离子水中进行超声清洗5～20分钟，得到清洁基体材料；
步骤二，亲水化处理制作亲水层；
对清洁基体材料的一面利用等离子体进行处理后，制得亲水层；对清洁基体材料的另一面不作处理；亲水化处理后的清洁基体材料成为了有机高分子材料单体(2)；
等离子体的输出功率为300～500瓦，处理时间为3～5分钟；
经步骤二的处理后，使得清洁基体材料的一面为亲水层另一面为疏水层；
步骤三，冲孔处理制作有机高分子材料带孔单体；
利用点样仪在有机高分子材料单体(2)上制作出不同孔径大小的孔洞大小，制得有机高分子材料带孔单体(1)；
孔洞半径为0.20～0.60毫米，孔洞间距为0.50～2.5毫米；
步骤四，亲水层贴合的缝合处理；
将步骤二制得的有机高分子材料单体(2)与步骤三制得的有机高分子材料带孔单体(1)采用亲水层贴合后，再进行缝合处理，得到双层纳米多孔功能面料。
2.根据权利要求1所述的双层纳米多孔功能面料的制备方法，其特征在于：在步骤一的清洗中，重复步骤102和步骤103可以重复进行多次清洗，最多5次。
3.根据权利要求1所述的双层纳米多孔功能面料的制备方法，其特征在于：有机高分子材料是密度为0.910g/cm3～0.925g/cm3的聚乙烯。
4.根据权利要求1所述的双层纳米多孔功能面料的制备方法，其特征在于：制得的双层纳米多孔功能面料的层次结构为：双层纳米多孔功能面料是由有机高分子材料带孔单体(1)和有机高分子材料单体(2)组成；
有机高分子材料带孔单体(1)由带孔疏水层(1A)和带孔亲水层(1B)构成；带孔疏水层(1A)上设有A通孔(1A 1)；带孔亲水层(1B)上设有B通孔(1B 1)；
有机高分子材料单体(2)由疏水层(2A)和亲水层(2B)构成；
有机高分子材料带孔单体(1)的带孔亲水层(1B)与有机高分子材料单体(2)的亲水层(2B)贴合；
有机高分子材料带孔单体(1)的带孔疏水层(1A)用于与人体接触；
有机高分子材料单体(2)的疏水层(2A)用于与空气接触。
5.根据权利要求1或4所述的双层纳米多孔功能面料的制备方法，其特征在于：进行人体红外透射率测试，双层纳米多孔功能面料、特卫强和棉布红外透射率的加权平均值分别为89.104，1.944，0.005。
6.根据权利要求1或4所述的双层纳米多孔功能面料的制备方法，其特征在于：人体排汗功能测试，液滴在渗透的时间约为170ms。
7.根据权利要求1或4所述的双层纳米多孔功能面料的制备方法，其特征在于：出汗后的蒸发散热测试，覆盖了双层纳米多孔功能面料的人造皮肤的最低温度为26.8摄氏度，覆盖了棉布的人造皮肤的最低温度为27.5摄氏度，双层纳米多孔功能面料的出汗后的蒸发散热效果优于棉布。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |