摘要
人体在低温环境下难以抵御长时间的寒冷，穿着防寒保暖服装可以有效减少人体热量的散失。棉花、羽绒等天然保暖材料被人们广泛用于御寒保暖，但是它们易吸湿变形导致保暖性能下降，逐渐被防潮防蛀的合成保暖材料所取代，但是合成保暖材料的保暖能力被其较粗的纤维直径（一般大于10μm）限制。静电纺丝技术简单可控，静电纺纤维直径小，具有制备蓬松结构的保暖纤维材料的潜力，但其蓬松多孔的结构也给病毒和细菌提供生活繁殖的空间。同时，目前制备出的三维静电纺保暖纤维材料不具备抗菌性能，不能有效地避免细菌、病毒带来的交叉传染和疾病传播。此外，它的蓬松结构稳定性差，这就不可避免地造成其保暖稳定性的下降。因而，具有稳定蓬松结构的、拥有优异抗菌和保暖性能的纤维材料的成功制备有着很大的实际应用价值。 本课题将丙烯腈-苯乙烯共聚物（AS）和聚氨酯（PU）通过直接静电纺丝的方法制备出蓬松、保暖的纤维海绵，对不同AS/PU浓度的纤维海绵进行形貌结构和综合性能的对比。当AS/PU浓度为38wt%时，纤维海绵的体积密度（4.5mgcm-3）最小，孔隙率（99.61%）最高，此时纤维平均直径为4.0μm，导热系数仅为23.3mWm-1K-1，这表明其具有优异的保暖性能。同时，AS/PU纤维海绵在发生60%压缩应变后可以快速恢复原来的形貌，此时其所能承受的压缩应力为980Pa，展现出良好的压缩性能。 为了赋予AS/PU超细纤维海绵优异的抗菌性能，本课题通过原位引入抗菌剂氯己定（CHX）到纺丝溶液中，然后讨论了不同CHX的含量对纤维海绵形貌结构和综合性能的影响。CHX的成功引入让纤维海绵平均直径减小到2.6μm，同时纤维海绵的力学性能得到提升，其在60%应变下的压缩应力达到1048Pa，经过100次压缩后纤维海绵仅产生6.4%的塑性形变，这说明其具有良好的压缩回弹性。 AS/PU/CHX-1.0超细纤维海绵的导热系数低至24.1mWm-1K-1，抑菌率高达99.9%；此外，经过100次压缩循环，其导热系数仍可以达到25.8mWm-1K-1，且在10次水洗循环后，其导热系数为25.7mWm-1K-1，抑菌率为95.6%，证明了其保暖性能和抗菌性能的稳定性。 最后，本课题将AS/PU/CHX-1.0超细纤维海绵和常见的市售抗菌保暖絮片的微观结构和综合性能作了对比。从实验结果可以看出，AS/PU/CHX-1.0超细纤维海绵的平均纤维直径和平均孔径均远小于三种市售抗菌保暖絮片；同时，AS/PU/CHX-1.0超细纤维海绵具有最小的导热系数（24.1mWm-1K-1）和最大的抑菌率（99.9%），展现出优异的保暖和抗菌特性。
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