基于相变薄膜的蓄热调温棉织物的制备与性能

以相变蜡和水性聚氨酯为主要组分制备蓄热调温整理液,采用浸轧-烘焙方式制备蓄热调温棉织物。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、光量热差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)、热红外成像仪和智能风格仪表征整理前后棉织物的表面形貌、热性能、调温性能、手感和透气性能。结果表明:经蓄热调温整理液整理后,棉纤维表面附着一层明显的相变薄膜,聚氨酯通过成膜形式包覆相变蜡;蓄热调温棉织物在30.14℃左右存在明显的吸热峰,相变潜热约为19.64 J/g,热稳定性良好,且在26.1℃～27.89℃范围内蓄热调温性能明显;相比于原棉织物,蓄热调温棉织物手感和透气性仍高达17.05 J/g;经5次洗涤后,蓄热调温棉织物的相变潜热略有下降。该蓄热调温棉织物在调温被、调温座垫等领域具有良好的应用前景。     

十二醇-相变石蜡-苯丙整理剂的制备及在棉织物上的应用北大核心

选择十二醇和相变石蜡为芯材,甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(SM)和丙烯酸丁酯(BA)为壁材,通过半连续种子乳液聚合法制备了十二醇-40#相变石蜡复合储热调温整理剂。用其对棉织物进行浸轧整理,制备相变区间较宽、焓值较大、满足保温要求的蓄热调温棉纺织品,并对其热性能和结构进行测试和表征。结果表明:十二醇与40#相变石蜡质量比为1∶1时,芯材相变温度最宽、焓值最大;二元相变棉织物具有优良的储热调温性能和一定的耐水洗性,并且硬挺度和光滑度有所提升。     

耐温相变微胶囊的制备及其调温性能北大核心

针对相变微胶囊耐温性差,其纺织品调温性能评价研究较少等问题,开发了一种以异佛尔酮二异氰酸酯为壁材单体,三乙醇胺为扩链剂,十八烷为芯材,制备相变微胶囊的方法,并对所得微胶囊的耐温性进行研究。结果表明,相变微胶囊D50粒径为8.173μm,DSC测试微胶囊的焓值为188.90 J/g。利用浸轧法制备双向调温非织造布,其最高升温温差5.0℃,最大降温温差-1.8℃,表明该调温非织造布热时凉感明显,冷时能缓冲温度下降。     

环保型聚脲微胶囊相变材料在棉织物上的应用

探讨环保聚脲微胶囊相变材料用于棉织物整理的工艺及调温效果。采用浸轧法将自制的微胶囊相变材料整理到棉织物上,研究了浸轧方式、微胶囊用量、黏合剂用量和焙烘温度对处理织物增重率、储热性能及耐洗性能的影响,并对整理后织物的表面形貌和调温性能进行了分析。结果表明:调温棉织物较优工艺为采用二浸二轧整理方式,微胶囊用量150g/L,黏合剂用量40g/L,焙烘温度130℃。认为:所制得的调温棉织物对外界温度变化起到了明显的缓冲作用,具有良好的调温功能。     

基于天然相变材料的蓄热调温功能整理剂的开发

采用界面聚合法,以天然相变材料——动物脂肪为芯材,甲苯二异氰酸酯(TDI)和哌嗪(PIP)为壁材单体,制备出一种新型的聚脲相变微胶囊.利用微机差热天平对微胶囊的耐热性能、蓄热性能进行表征.结果表明:在乳化速度为4 000 r/min、乳化时间为120 s、反应温度为60℃、n(PIP)∶n(TDI)=1∶2的条件下,制得的相变微胶囊主要为球形,分散性能良好,平均粒径为12μm左右,相变潜热14.31 J/g,耐热温度达229℃左右.将所制备的微胶囊制成蓄热调温功能整理剂,并应用于棉织物的后整理中,对处理后的织物进行蓄热性能、硬挺度、透气性等性能测试.结果表明:制备的功能纺织品具有良好的透气性和硬挺度,并具有一定的蓄热调温功效.     

蓄热调温纤维用DA@PMMA相变微胶囊的制备及表征

基于正十二醇(DA)相变温度(约22℃)处于人体最佳舒适温度18~28℃范围内,采用DA为相变芯材,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为包封壁材,通过原位聚合法制备蓄热调温纺织品纤维用DA@PMMA相变微胶囊,并对相变微胶囊的形貌、粒径分布、热性能及抗压性进行表征。结果表明:DA@PMMA相变微胶囊粒径分布集中于1.232μm附近;壁材表面光滑致密;相变温度为18.7~25℃,热焓值为92.3 J/g,芯材包封率为84.7%,且具有较好的抗压性;可用于制备蓄热调温纺织品纤维。     

羊毛角蛋白相变微胶囊的制备及其在棉织物上的应用

为了扩展角蛋白的应用范围,在羊毛角蛋白溶液中用界面聚合的方法制备了含羊毛角蛋白的相变微胶囊。借助激光粒度仪、扫描电镜(SEM)、红外光谱仪(FT-IR)、热分析仪(DSC和TG)等方式研究了微胶囊的粒度及其分布、表面形貌、分子结构、相变潜热和热稳定性。用微胶囊乳液对棉织物进行浸轧整理,并对其性能进行测试。结果表明:所制备的含羊毛角蛋白相变微胶囊平均粒径为8μm,表面光滑圆整、分散良好无黏连;热分析显示包覆率为46.45%,相变潜热为121.13 J/g,微胶囊耐热温度为182℃。经浸轧处理后微胶囊形态基本保持完整,可以较好地整理到棉织物表面,整理后的棉织物具有调温性能,经、纬向断裂强力和断裂伸长率均提高,但其透气性能下降18%。     

调温抗菌微胶囊的制备及其在棉织物上的应用

为开发兼具储热调温及抗菌功能的纺织品,提高纺织品的功能性及附加值,以正十八烷和艾蒿油为芯材,以三聚氰胺-尿素-甲醛树脂为壁材,采用原位聚合法制备具有调温及抗菌复合功能的微胶囊材料,最后通过浸轧法将其整理到纯棉织物上。利用扫描电子显微镜、激光粒度分析仪、傅里叶红外光谱仪、热重分析仪、差示扫描量热仪等对微胶囊进行测试表征,并分析整理后织物的调温及抗菌性能。结果表明：制备的微胶囊呈圆球状,成形良好,平均粒径为1 647 nm,且分布集中,包覆性好;升降温相变温度分别为32、20℃,熔融及凝固热焓值分别为101.37、107.93 J/g,在300℃以内具有较好的热稳定性;制备的调温抗菌织物甲醛含量符合国家标准要求,其保温率提升23.2%,调温能力为1.6℃,对大肠杆菌的抑菌率在85%以上,对金黄色葡萄球菌的抑菌率在97%以上。     

海藻酸钠-壳聚糖相变储热微胶囊的制备

海藻酸钠和壳聚糖都是价廉环保的天然高分子材料,具有广阔的应用开发前景。以海藻酸钠-壳聚糖为壁材,复合醇为芯材,通过乳化固化法制备出相变储热微胶囊,解决了脂肪醇在相变过程中的泄露问题。探讨了芯材用量、碳酸钙用量、乳化体系和壳聚糖浓度等对微胶囊储热性能的影响,利用扫描电镜、激光粒径分析仪、DSC和测试步冷曲线等手段对微胶囊进行表征。结果表明,制得微胶囊的相变温度为37.9℃,调温区间为37.9~40.8℃,相变潜热为52.8J/g,芯材包封率为44.7%。     

聚氨酯/相变蜡蓄热调温功能整理剂的制备及其在棉织物上的应用

针对传统相变微胶囊后整理法制备蓄热调温纺织品时存在制备工序繁杂、效率低等难点,开发了一种简便快捷的后整理法。选用相变蜡、聚氧乙烯辛基苯酚醚-10(OP-10)乳化剂和水性聚氨酯为主要组分,经高剪切乳化制备蓄热调温功能整理剂,利用浸轧—焙烘方式对棉织物进行整理。优化乳化剂用量、相变蜡与聚氨酯配比及焙烘温度,并测定整理后棉织物及背心的蓄热调温性能。结果表明:当OP-10质量分数为5%,相变蜡与聚氨酯的质量比为1.5∶1,焙烘温度150 ℃时,整理剂在纤维表面原位成膜形成包裹纤维的蓄热调温薄膜,从而赋予棉织物蓄热调温功能;整理后棉织物具备蓄热调温功能,由其所制作的背心具有显著的蓄热调温功能。     

织物基材的碳素PTC功能材料开发

研究了以聚丙烯酸酯和硬脂酸涂料为基体,炭黑为导电功能体的PTC材料的电阻特性及其稳定性,并将其应用于织物涂层,得到了兼具PTC效应和相变蓄热能力的导电织物整理涂层,对各种配比的涂 层进行了电阻特性测试,得到了最佳的原料配比。另外研究了导电行为与炭黑含量、温度以及乳液或悬浮液组成的关系,并对涂层进行了稳定性测试。结果表明：浸轧涂层的PTC效应显著,同时具有非常优异的附着性能,在硬脂酸的相变温度范围还能起到存蓄热量的作用,是非常合适的控温材料。     

基于壳聚糖衍生物的固-固相变材料制备及表征

将经过超微化预处理的壳聚糖材料分散在含有纳米二氧化钛的过量油酸中,在抽真空条件下进行壳聚糖的N-酰基化反应,在壳聚糖的大分子主链上接枝油酸侧链,用一种绿色环保的方法制备了壳聚糖-g-油酸固-固相变材料。对产物进行红外光谱、X射线衍射、差示扫描量热、热重分析表征。结果表明:油酸分子通过酰胺键接枝在壳聚糖分子链上,接枝产物获得了可逆的固-固相变性质;升温过程中在16.8℃出现吸热峰,热焓值为3.7 J/g;降温过程中在1.9℃出现放热峰,热焓值为5.2 J/g。该材料可望用于储能材料及医用材料。     

Preparation and textile application of poly(methyl methacrylate-co-methacrylic acid)/n-octadecane and n-eicosane microcapsules

In this study, a series of microencapsulated phase change materials with poly(methyl methacrylate-co-methacrylic acid) P(MMA-co-MAA) shell and n-octadecane or n-eicosane core were synthesized by emulsion polymerization method. The aim was to produce microencapsulated n-alkanes having functional groups on their outer surface, so that functional groups would help increasing physical interactions between microcapsules and fiber surface. Therefore, methyl methacrylate (MMA), ethylene glycoldimethacrylate (EGDM), and methacrylic acid (MAA) were copolymerized in oil phase of n-alkane. FT-IR results proved the successful synthesis of P(MMA-co-MAA) shell of microencapsulated n-alkanes. The DSC results indicated that the microencapsulated n-alkanes have considerable latent heat storage capacity in a range of 58–145 J/g. The average melting and freezing temperatures of the microencapsulated n-alkanes were measured as 27 and 26 °C for n-octadecane and 36 and 35 °C for n-eicosane, respectively. The microcapsules were of spherical and compact shape with particle sizes between 15 and 32 μm. The microcapsules on the cotton fabric applied by pad-dry-cure method were found highly durable and they showed sufficient stability upon several washings and rub fastness. Thermo-regulating properties of the fabrics were declared as a result of thermal history measurements.     

纺织用复合相变保温材料的制备

选用复合醇为芯材,以密胺树脂为壁材,通过原位聚合法合成了微胶囊相变材料。探讨了分散剂浓度、芯壳比、乳化剂用量、剪切时间和固化搅拌速率对复合醇微胶囊粒径及分布的影响。制备混合醇相变微胶囊的优化工艺为:分散剂SMA 10%,芯壳比4:1,乳化剂OP-10 7%、乳化剪切时间7 min;光学显微镜和扫描电镜观察,制备的微胶囊形状规则完整,平均粒径为4.648μm,方差0.521,分布较为均匀;DSC测试显示,该样品的相变温度为35.9℃,调温区间为35.9～39.5℃,相变焓为128.2 J/g,是优良的纺织用储能调温材料。     

正二十烷／海藻酸钠微胶囊的锐孔凝固浴法制备

为改善织物的调温性能,采用锐孔凝固浴法,以正二十烷为芯材,海藻酸钠为壁材,制备相变微胶囊。使用光学显微镜、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱分析仪和差示扫描量热仪等测试手段对相变微胶囊的外貌形态和热性能进行分析。得到制备正二十烷／海藻酸钠相变微胶囊的最佳工艺条件为：海藻酸钠的质量分数2?5％,CaCl2的质量分数7?0％,芯材与壁材质量比1∶3。在最优条件下制备的相变微胶囊表面光滑,平均粒径为56?7μm,相变潜热为117?3 J／g,微胶囊的耐热性能良好,明显地改善了织物的调温性能。     

蓄热调温织物低温防护过程的数值模拟

为提升普通织物的低温抵抗性能,将具有蓄热调温功能的相变微胶囊涂覆至织物表面制得蓄热调温织物,通过Fluent 软件对复合织物的低温防护过程进行模拟,在此基础上设置了蓄热调温织物的低温防护试验对模型的模拟精度进行检验,并模拟探究了微胶囊的相变潜热以及其在织物中所占的体积分数对蓄热调温织物低温防护性能的影响。结果表明:数值模拟结果可显示不同时间节点蓄热调温织物的温度场分布情况以及各区域的温度变化趋势,且试验结果与模拟结果的误差小于8.64%,该模拟结果可较为准确地再现蓄热调温织物的低温防护过程;当微胶囊的相变潜热由50 J/g增加至200 J/g时,织物的低温防护时间延长了70.1%;当微胶囊的质量分数由1%增加至5%时,织物的低温防护时间由214 s延长至388 s,同比提升了81.3%。     

隐色染料微胶囊涂层的热敏显影特性研究

使用界面聚合法制备了含有不同质量囊芯物质的热敏染料微胶囊;对比微胶囊的热相变特性,研究了染料含量对纸基热敏微胶囊涂层显影密度的影响。热重分析结果显示：聚脲囊壁在120℃左右达到玻璃点转化温度,渗透性增强,当温度达到255．8℃时微胶囊囊壁结构分解。变温红外光谱检测结果显示：在170℃以下所测微胶囊囊壁在玻璃态与高弹态之间转化,此变温范围内囊壁分子的分子结构和键合特性的变化是可逆的。影像密度检测结果显示：随着荧烷类染料（ODB-2）含量的增加,纸基热敏微胶囊涂层显影密度增加,但随染料包覆量增加,显影密度提高变慢。     

V_A棕榈酸酯微胶囊的制备及性能研究

以聚天冬氨酸和明胶为壁材,采用单凝聚结合喷雾干燥法制备VA棕榈酸酯微囊。结果表明,最佳原料配比为:壁材浓度为0.1g/mL;芯材与壁材质量比为1∶4;壁材配比为m(明胶)∶m(聚天冬氨酸)=1∶1;乳化剂用量为1.5%;乙醇与水的体积比为1∶2。最佳微胶囊化工艺参数为:喷雾干燥进口温度为160℃,出口温度为70℃,乳化温度为38℃。经过7d的高温(60℃)加速氧化试验,微囊中VA棕榈酸酯的含量为初始含量的84.3%,较好地增加了VA棕榈酸酯的稳定性。