近年来由于雾霾天气越来越严重,严重影响了人类的生活与健康,而大多数传统的防雾霾口罩的PM2.5过滤效果其实并不好,为此开发一种新的过滤材料迫在眉睫。由于高分子微孔膜材料在过滤技术上有广泛的应用,本课题将通过微孔膜来过滤PM2.5微粒的角度展开。本文基于近来雾霾天气这一环境问题为出发点,研究了一种新型的空气过滤防PM2.5材料。以水性聚氨酯、聚乙烯醇为研究素材,通过他们不同比例的混合,以及不同基材、不同致孔剂的筛选,用溶剂-非溶剂法摸索最佳的涂层微孔膜的形成工艺,再通过与纳米功能材料的复合,赋予了涂层膜抗菌抗紫外的多功能性,成功制备WBPU/PVA复合微孔膜,并成功应用于空气过滤材料上。主要研究工作及结论如下:(1)首先对课题选用的两种高聚物WBPU和PVA进行红外光谱表征,结果表明这两种高聚物具有很好的相容性,可以任意比例混合,这为它们的复合材料的研究提供了可行性。再对不同比例的WBPU/PVA膜进行热学性能、力学性能、耐水性能进行表征,发现复合膜的这些性能较为复杂,几乎都介于两组分单独存在时之间。然后再利用溶剂-非溶剂法中的干/湿法,用强极性溶剂DMF为溶剂,水为非溶剂、尿素为致孔剂成功制备了WBPU/PVA复合微孔膜。SEM表明纯WBPU微孔膜结构单薄、孔径较大,不利于过滤PM2.5微粒,PVA的加入有利于复合微孔膜生成层状和网状的多维结构,但过量的PVA会造成复合膜微孔减少甚至消失,并初步探寻了获得理想复合微孔膜的WBPU和PVA的最佳复合配比为0.8/0.2。纳米AgI络合剂的加入有效的提高了复合膜的抗菌抗紫外性能。(2)本课题通过涂层的方式在基材表面成膜,最终选定被试基材为40g/m2的拒水型的聚丙烯纺粘无纺布。溶剂-非溶剂法湿法成膜虽简单易行,但在制备微孔膜过程中影响成膜、膜开孔效果的因素繁多,故本课题通过单因素控制法将主要的影响因素逐一筛选,最终得到最佳的工艺配方如下:WBPU/PVA共混比选为0.8/0.2,聚合物浓度选为14%,致孔剂选为8%的尿素,DMF凝固浴浓度选为20%;预干燥时间(室温下)选为2h,凝固浴浸泡时间选为8min,水洗温度选为25-35℃,25℃下水洗时间控制在24-36h以内,干燥方式为自然风干(25℃最佳);为了形成更合适的微孔膜尺寸和结构的微孔,可加入丁酮与复合胶体中的DMF进行复配,复配最佳比例为0.5/1。(3)在WBPU/PVA混合比为0.8/0.2时,复合涂层膜改善了聚丙烯无纺布拒水的缺点,提高了涂层布的亲水性能,WBPU与PVA氢键结合牢固,水溶失率极低,涂层膜的稳定性很好;在该比例下,涂层布的力学强度也明显优于其他配比下的涂层布和空白布。耐污染测试表明,经涂层后的无纺布对丝胶蛋白的吸附量有所减少,明显具有一定的耐污染性能。SEM表明纳米AgI络合剂的加入,并没有改变复合胶体涂层成膜和开孔的情况,反而赋予了涂层微孔膜良好的抗菌抗紫外性能。经抗菌测试可知抑菌率高达97.8%。抗紫外测试发现,添加纳米AgI络合剂的混合胶体涂层布的紫外透过率远远低于未涂层和未添加纳米AgI络合剂的涂层布,单层和双层涂层布的UPF指数分别达到19.86、92.91。