8月3日消息,npj Advanced Manufacturing在线发表了一篇系统性综述,全面审视了旨在替代传统含PFAS(全氟和多氟烷基物质)防水透气膜的新兴技术。研究系统比较了五大类主要制备策略,揭示了膜结构、加工方法与功能性能之间的关系。
防水透气膜的核心功能是在阻挡液态水的同时允许水蒸气通过,主要通过两种设计实现:多孔膜依赖工程化孔结构和疏水表面阻止液态水但允许蒸汽传输;非多孔膜则通过亲水聚合物链段传输水蒸气分子。
数十年来,聚四氟乙烯(PTFE)和聚偏氟乙烯(PVDF)等含氟聚合物凭借出色的拒水性、耐化学性和耐久性主导了防水透气膜市场。然而,日益增长的PFAS环境持久性和健康风险担忧正推动行业加速开发替代方案。
综述系统对比了五种PFAS-free制备路线:(1)相转化法通过溶剂/非溶剂体系诱导相分离形成多孔结构;(2)薄膜拉伸法对半结晶聚合物薄膜进行拉伸产生微孔;(3)熔融挤出法通过挤出工艺配合添加剂形成多孔结构;(4)牺牲模板法利用可去除的模板材料创造孔隙;(5)静电纺丝法通过电场驱动聚合物溶液形成纳米纤维网络。
关键结论是:没有任何单一方法能在防水性、透气性、耐久性和可扩展性四个维度上同时达到最优。不同应用场景(户外服装、医疗防护、建筑防水、过滤分离等)对性能指标的优先级不同,因此需要基于应用导向的定制化设计和标准化测试方法来加速PFAS-free防水透气膜的商业化进程。
(来源:AZoM)