玉米醇溶蛋白/壳聚糖复合功能化纺织品的制备与性能北大核心

利用生物基材料玉米醇溶蛋白和壳聚糖对棉织物进行涂层整理,赋予棉织物疏水性和抗菌性,探究不同涂层结构对棉织物疏水性的影响,并利用扫描电镜和红外光谱对棉织物表面涂层进行表征。结果表明,经壳聚糖和玉米醇溶蛋白混合涂层整理后的棉织物水接触角可以达到(132.98±1.03)°,功能化棉织物对大肠埃希菌和金黄葡萄球菌的抑菌率均在85%以上,并且织物保留了良好的透气性。     

水性聚氨酯的合成及其在棉织物表面的应用

 采用聚碳酸酯二醇(PCDL)、二羟甲基丙酸(DMPA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为预聚原料,三羟甲基丙烷(TMP)为扩链剂合成具有交联结构的水性聚氨酯多元醇分散体,与多异氰酸酯固化剂组成双组份水性聚氨酯涂层,并将其应用于纯棉织物表面以研究涂层对棉织物耐水性能的影响,实验对涂层织物进行了扫描电镜(SEM)、表面接触角和吸水率测试。结果表明,经过处理的织物表面纤维束都被涂层粘附在一起,表面具有很好的疏水性,对水的接触角可以达到130°,而且织物吸水率降低至9%,另外经过处理的织物还具有很好的耐水洗性,在反复经过水洗12次后,其接触角仍能达到90°以上,吸水率比处理前也要小得多。     

改性棉织物微/纳米拒水表面的构建及其性能

为了制备耐洗性疏水棉织物,以纯棉机织物为基体,进行柠檬酸改性处理,通过浸渍法(二浸二轧),使二氧化硅纳米颗粒附着在棉织物表面,增加织物表面粗糙度,再引入长链烷烃疏水基团以降低棉织物表面能,在共同作用下形成微/纳米拒水表面结构,从而获得耐洗性疏水棉织物。利用傅立叶红外光谱仪(FTIR)和激光粒度分析仪测定二氧化硅溶胶的结构和粒径分布,并用场发射扫描电子显微镜(SEM)和X射线电子能谱仪(XPS)表征整理前后棉织物的结构组成、表面元素以及形貌变化,同时考察柠檬酸质量分数、十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)质量分数、烘焙温度和烘焙时间对织物水接触角的影响,研究棉织物的拒污性、耐水洗牢度以及物理性能在整理前后的变化。结果表明：当柠檬酸的质量分数为3%、十六烷基三甲氧基硅烷的质量分数为3%、烘焙温度为140℃、烘焙时间为150 s时,整理后织物的水接触角为157.3°,棉织物表面具有微/纳米粗糙结构;织物表现出良好的拒水性能,经过20次水洗后仍能保持较好的拒水效果;此外,经疏水处理后棉织物仍具有良好的物理性能。     

羟丙基封端聚硅氧烷改性水性聚氨酯的制备及其性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与聚醚(N210)为原料,采用自制羟丙基封端聚硅氧烷(HP-PDMS)替代部分聚醚(N210),制备羟丙基封端聚硅氧烷改性水性聚氨酯乳液,并用于涤纶织物涂层整理.研究改性剂HP-PDMS用量对乳液及胶膜性能的影响,测试涂层织物的应用性能.结果表明:随着HP-PDMS用量的增加,乳液粒径变大,稳定性变差,胶膜水接触角变大,吸水率变小.HP-PDMS用量为6%时,乳液稳定,胶膜水接触角为106.2°,吸水率为32.49%.与未改性的聚氨酯涂层织物相比,改性聚氨酯涂层织物静水压、柔软度均有所提高;与聚醚型聚硅氧烷改性水性聚氨酯涂层织物相比,羟丙基封端聚硅氧烷改性水性聚氨酯涂层织物的静水压和接触角均有所提高,尤其接触角提高显著,达到136.1°.     

电化学驱动无氟水溶胶原位沉积棉织物的超疏水机制及其性能

采用电化学驱动水溶胶在织物表面定向原位沉积一层均匀、致密薄膜,赋予棉织物无氟超疏水性能。以表面活性剂为乳化剂制备Si O2水溶胶,并以辛基三乙氧基硅烷为疏水改性剂。研究了电化学沉积电压、沉积时间及表面活性剂质量浓度对织物疏水性能的影响,并分析了织物的疏水耐久性。电化学沉积棉织物与水的接触角可达157.7°,达到超疏水效果。经皂洗后织物接触角仍可达151.1°,具有一定的疏水耐久性。电化学沉积后棉织物力学性能及白度变化不大,而透气性略有降低,但不影响其服用性能。     

双组份水性聚氨酯在纯棉织物表面的应用

采用聚碳酸酯二醇（PCDL）、二羟甲基丙酸（DMPA）和异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）为预聚原料,三羟甲基丙烷（TMP）为扩链剂,合成了具有交联结构的水性聚氨酯多元醇分散体。将其与多异氰酸酯固化剂复配,制备具有防水功能的双组份水性聚氨酯（2K-WPU）纯棉织物涂层剂。讨论了R值（反应物中-NCO基团与预聚原料中-OH基团的摩尔分数比）对涂层织物表面的水接触角和织物吸水率的影响。结果表明。经2K-WPU涂层处理的织物,其表面对水的接触角随着R值的增加而增大,且吸水率降低,使得纯棉织物的耐水性提高。     

耐磨电热功能石墨烯复合织物的制备

耐磨性能对电热织物来说至关重要。采用电喷涂方式,按照水溶性聚氨酯-石墨烯/水溶性聚氨酯-水溶性聚氨酯的顺序,制备了一种具有三明治结构的耐磨电热复合织物,通过SEM和AFM分析涂层在织物表面的形貌结构及涂覆情况,对复合织物的电热性能和耐磨性能进行了测试。结果表明:通过电喷涂技术,石墨烯纳米片层成功地接枝到棉织物表面;三明治结构的构建使石墨烯片层接枝更牢固,有效地增强了织物的耐磨性;当外层水溶性聚氨酯的喷涂层数为10层,经过2 500次耐磨循环后,织物的导电性没有明显的降低,并且纤维损伤不明显。三明治结构成功地将聚氨酯接技到棉纤维表面,有效地提高了复合织物的耐磨性。     

无氟超疏水棉织物的制备及应用

通过轧烘焙工艺,将无氟无硅的疏水剂(REPELLAN FF)整理到棉纤维上,制备出无氟超疏水棉织物。扫描电镜、红外光谱和表面元素测试结果表明,REPELLAN FF成功地接枝到棉织物上。研究了REPELLAN FF质量分数和焙烘温度对棉织物疏水性能的影响及焙烘温度对断裂强力和耐洗性能的影响。优选工艺为:REPELLAN FF质量分数8%,焙烘温度180℃。在该工艺下,整理棉织物的水接触角为150.6°,异丙醇接触角为146.3°,甘油接触角为152.7°,拒水性能和淋水性能优异。此外,无氟超疏水棉织物不仅保留了较高的力学性能和良好的透气性,还具有优良的耐水洗性。     

形状记忆聚氨酯在非织造织物中的应用

应用涂层工艺,将不同浓度的形状记忆聚氨酯涂覆到非织造织物上,制得具有不同聚氨酯含量的形状记忆聚氨酯非织造织物材料,并对处理前后非织造织物的表面结构、形状回复性、折皱回复性、透气透湿性、强伸力等性能进行了测试。实验结果表明:经形状记忆聚氨酯处理后的非织造织物具有很好的形状记忆功能,提高了非织造织物的抗皱性能;当聚氨酯含量较少时,对形状记忆聚氨酯非织造织物的透湿性没有显著影响,但透气性有明显下降。     

PVP改性水性聚氨酯的合成及应用

为改善涂层织物的防水透湿性,采用乳液聚合法制备聚乙烯吡咯烷酮(PVP)/水性聚氨酯(WPU)乳液。利用红外光谱对PVP/WPU膜进行结构表征,考察PVP质量分数和相对分子质量对PVP/WPU乳液性能及胶膜性能的影响,并与未改性水性聚氨酯涂层性能进行对比。结果表明:PVP和水性聚氨酯之间存在氢键作用。当PVP相对分子质量为8 000,质量分数为10%时,制备的改性乳液粒径小、存储稳定性好,成膜后仍较好地保留聚氨酯原有的弹性和力学性能;使用该改性乳液作为织物涂层剂,涂层织物静水压为393 mm H2O,透湿量为2 237 g/m2·24 h,与未改性水性聚氨酯涂层织物相比,静水压值和透湿量分别提高了17%和8%,显著改善了涂层织物的防水透湿性。     

纳米二氧化硅改性水性聚氨酯防水透湿涂层织物的制备及其性能

为提升水性聚氨酯涂层织物的防水透湿功能,采用R972疏水型气相纳米二氧化硅对水性聚氨酯进行共混改性,以涂层的方式对纯棉针织物进行整理。利用红外光谱仪、扫描电子显微镜和超景深显微镜对纳米二氧化硅水性聚氨酯复合涂层的结构和形貌进行表征。研究了纳米二氧化硅质量分数对织物防水透湿性能的影响。结果表明:疏水型气相纳米二氧化硅可以在水性聚氨酯体系中发挥良好的纳米效应,并且对水性聚氨酯涂层膜的结构并无较大影响;当纳米二氧化硅质量分数为1.5%时,涂层膜的吸水率降低55.4%,涂层织物的透湿量增加54.7%,耐静水压和接触角分别增大86%和131.4%,同时复合涂层的力学性能也得到了显著改善。     

基于纳米粒子改性短链含氟整理剂的棉织物拒水拒油整理

针对长氟碳链聚合物带来的环境污染问题,利用细乳液聚合合成了六碳短链含氟丙烯酸酯乳液,并在聚合物体系中引入改性后的SiO₂来改善织物的整理效果。利用FTIR和DLS表征了聚合物乳液的结构和粒径分布,考察了不同条件下水、油接触角的变化趋势,表征了整理前后棉织物的结构组成、表面元素以及形貌变化,研究了棉织物的拒污性、耐水洗牢度以及物理力学性能在整理前后的变化。结果表明：当使用的氟单体质量分数为50%、烘焙温度为150℃、烘焙时间为150 s时,整理后织物表面的水接触角为147.9°、油接触角为141.2°,拒油等级能够达到3级,且整理后的棉织物具有一定的防污性,对多种液体具有良好的拒液性;织物在经过20次水洗后仍能保持较好的拒水拒油效果;织物的物理力学性能在整理前后变化不大,几乎不影响其服用性能。     

聚氨酯涂层剂的应用性能

为探讨聚氨酯应用性能与其物理、化学结构及组成的关系,制备了3组具有不同结构及组成的亲水性聚氨酯涂层材料。测试了涂层织物的防水性、透湿性等主要应用性能;选用广角X衍射仪(WAXD)及表面张力/接触角测定仪研究了材料的聚集态结构及其表面性能。研究结果表明:涂层织物的透湿性及防水性主要取决于聚氨酯涂层材料中亲水性醚键的含量以及硬链段与软链段的比例。     

室温开关的温敏透湿织物涂层胶的制备与性能研究

采用低分子质量的聚丙二醇为原料合成了一系列以玻璃化转变温度(T_g)为开关的水性形状记忆聚氨酯。通过DSC、DMA和SAXS表征了聚氨酯薄膜的热性能、聚集态结构。结果显示,聚氨酯配方不同,T_g在12~46℃变化。通过采用不同的原料和配方可以得到T_g接近室温25℃的水性聚氨酯。为了提高薄膜的力学性能和耐水性,在这两种聚氨酯中加入5%的水分散多异氰酸酯交联剂,结果显示聚氨酯的T_g略有降低。研究了这四种开关温度在室温附近的涂层织物的温敏透湿性能和耐静水压等性能。实验表明,这些涂层织物表现出明显的温敏透湿性。由于软段相的质量分数较高,采用聚丙二醇PPG400合成的聚氨酯涂层织物的温敏透湿性更好,但其耐静水压和耐水洗性较低。引入交联剂后,涂层织物的耐水压和耐水洗性明显提高。     

锦纶粘扣带耐硫涂层整理工艺研究

通过单因子试验和正交试验研究了锦纶粘扣带耐硫聚氨酯树脂涂层整理工艺,结果显示三项影响锦纶粘扣带耐硫性能的程度排序为:耐变黄聚氨酯树脂相对织物的质量分数耐变黄架桥剂相对织物的质量分数抗氧化剂NY相对织物的质量分数。最优涂层整理工艺:耐变黄聚氨酯树脂相对织物的质量分数为170%,耐变黄架桥剂相对织物的质量分数为40%,抗氧化剂NY相对织物的质量分数为4%。且经最优涂层整理工艺整理的锦纶粘扣带,耐硫等级可达4.5~5.0级,耐硫性能提高显著。     

棉织物的抗紫外线与抗菌多功能整理

采用自制的纳米氧化锌水溶性聚氨酯对纯棉织物进行整理,研究了整理后织物的抗紫外线和抗菌性能。结果表明:整理后棉织物的抗紫外线、抗菌性能明显增强且具有良好的耐水洗性;织物的回复角提高,抗皱性改善;织物的的强力及白度稍有下降;织物的透气性有一定程度的下降。     

丝素/聚氨酯防水透湿涂层剂的制备及其应用

为改善涂层织物的防水透湿性能,采用丝素共混改性水性聚氨酯,制备了丝素/聚氨酯复合涂层剂,用于涤纶织物的涂层整理.利用红外光谱、X射线衍射、热重分析对丝素/聚氨酯共混膜的结构、性能进行表征,研究了丝素粒径及其质量分数对涂层防水透湿性能的影响.结果表明:丝素与聚氨酯之间存在着氢键作用,丝素的加入提高了聚氨酯体系的热稳定性.当粒径为5 μm的丝素粉体质量分数为20％时,涂层织物的透湿量达到3000 g/m2.d-1以上,静水压值保持在3000 Pa以上.与单一聚氨酯涂层整理的织物相比,丝素改性聚氨酯涂层整理织物的透湿性得到显著改善,且具有良好的耐洗性和断裂强力.     

含氟聚氨酯/聚氨酯纳米纤维膜复合织物的制备及其防水透湿性能

为获得良好防水性能且保持服装穿着的舒适性,通过构建具有低表面能和粗糙表面于一体的含氟聚氨酯/聚氨酯纳米纤维膜,以涤/棉斜纹机织物作为静电纺丝接收基布,制备了一种新型防水透湿织物。探讨了含氟聚氨酯疏水剂的质量分数对纳米纤维结构及复合织物的防水透湿和力学性能的影响。结果表明,当含氟聚氨酯疏水剂质量分数为100%时,复合织物性能最佳,其静态接触角为141°,透湿率达到3 958 g/(m2·24 h),,沾水等级为5级透气率达到34.06 mm/s。力学性能测试结果表明,复合织物的力学性能随疏水剂质量分数的提高而逐渐增强,当FPU质量分数为1.00%时,顶破强力、撕裂强力和拉伸强力分别增加了5.93%、30.79%和5.48%。     

玉米芯多孔碳超疏水棉织物的制备及性能

以废弃玉米芯为原料,经氢氧化钾活化,高温炭化制备玉米芯多孔碳（CPC）。对CPC微观形貌进行表征,研究了不同炭化温度对CPC表面形貌的影响。当炭化温度为600℃时,制备的CPC粉末具有均匀的微观多孔粗糙结构。利用低表面能物质聚二甲基硅氧烷（PDMS）对棉织物整理,制备了超疏水棉织物。对整理织物的表面形貌进行表征,研究了不同质量分数的CPC与PDMS整理后棉织物的超疏水性能。结果表明,当CPC质量分数为0.5%,PDMS质量分数为4%时,整理棉织物水滴接触角达到156.9°,具有较好的超疏水、防污及自清洁性能。     

涤棉织物的改性硅溶胶/有机硅聚氨酯疏水整理

采用有机硅聚氨酯树脂和氟硅烷改性硅溶胶共混整理液浸渍涤/棉织物,得到高疏水性的整理织物。SEM表明,整理后织物表面成膜均匀,并且具有一定的粗糙性。当改性硅溶胶质量分数为23.5%时,接触角达到最佳145°。该整理织物在-10、140℃的极端环境中处理后,接触角仍保持在145°;经过200次干摩擦后,织物仍拥有135°的接触角,表现出良好的耐寒、耐热和耐摩损性。