[发明专利]复合膜以及制造这种膜的方法

说明书

本发明涉及一种复合膜(10)，其包括纳米纤维(11)的纤维织物(1)，其中，织物(1)的厚度为10nm至50μm，并且所述织物浸渍有润湿液体(A)。根据本发明，将复合膜浸入与润湿液体(A)不混溶的第二流体(B)中，在润湿液体(A)和不混溶流体(B)之间形成A/B界面，并且当复合膜从其静止状态压缩直至达到相当于静止状态下其尺寸的5％的尺寸时，以及当其从其压缩状态拉伸直至达到相当于压缩状态长度的2000％的尺寸时，复合膜能够保持张紧。本发明还涉及制造这种膜的方法。

技术领域

本发明大体上涉及复合膜，所述复合膜包括浸透有湿润它的液体的纤维织物。本发明还涉及这种膜的制作。

背景技术

本领域技术人员已知复合材料可以涵盖不能用单一类型材料产生的多种多样的机械、热和光学性能。在以固态结合若干种材料的复合材料的情况下，尤其可以提及由具有高抗压强度的混凝土的钢筋混凝土，以及借助于构造钢筋混凝土的金属杆(因此构成其钢筋)的抗拉强度。

其他复合材料可以结合液相和固相，以便利用它们各自的性能。填充有少量液体(例如油)的中空管将提供优异的导热性而不存在导电性，该管确保该复合材料的结构完整性。没有简单的固体材料可以实现这类性能。

除了这两种不同性质的相的结合之外，固-液相互作用还可以显著影响复合材料的机械性能。例如，蜘蛛丝由丝状蛋白质纤维组成，所述丝状蛋白质由亲水性和疏水性嵌段共聚物和水组成，当湿度测定高(通常大于70％)或当丝突然湿润时，其甚至变得更加湿润。凭借纤维的弹性毛细管卷绕，蜘蛛捕获丝在压缩时显示出意想不到的液体行为(它在首尾长度缩短时始终保持张紧(tensioned))，但在伸展时保持稳固(然后显示出弹性行为)。

发明内容

申请人利用毛细管蜘蛛丝构成的这种一维固液物体的行为作为启发，开发出具有与毛细蜘蛛丝相同性能的二维固液复合膜。

更具体地，申请人开发了一种复合膜，其包括纳米纤维的纤维织物，该织物的厚度为10nm至50μm，该织物浸渍有润湿液体A。

根据本发明，将复合膜浸入与润湿液体A不混溶的第二流体B中，在润湿液体A和所述不混溶流体B之间形成A/B界面，并且复合膜能够在以下情况下保持张紧：

·当它从静止状态压缩，直到达到相当于在静止状态下其尺寸的5％的尺寸时，并且

·当它从压缩状态伸展，直到达到相当于压缩状态下长度的2000％的尺寸时。

出于本发明的目的，术语“复合膜”旨在表示包含固体增强物(或织物)和浸渍增强物(reinforcement)同时润湿它的液体的膜。

出于本发明的目的，术语“张紧膜”旨在表示处于机械拉紧状态的膜。

出于本发明的目的，术语“可混溶流体”旨在表示仅形成单相并且在A/B界面处没有表面张力的流体A和B。相反，当流体A和B不混溶时，它们形成两个不同的相，在A/B界面处具有非零的表面张力。

在根据本发明的膜的纤维织物中，纳米纤维以包含1至20层纳米纤维的垫的形式排列。

出于本发明的目的，术语“纳米纤维”旨在表示直径为10nm至5μm，通常为约200nm的纤维。

出于本发明的目的，术语“润湿组织的液体”旨在表示与构成织物的纳米纤维的材料的平表面呈现小于90°的接触角的液体。

有利地，由润湿液体A和不混溶流体B形成的A/B界面可以是油/空气界面、油/水界面，或甘油/空气界面，或水与表面活性剂/空气的界面。A/B界面随着时间的推移是稳定的(也就是说在使用复合膜的时间段内)，因为浸渍纤维垫的液体A不会扩散到流体B中。A/B界面存在于复合膜的两侧。