聚氨酯型相變微膠囊的制備及在Outlast-真絲織物上的應(yīng)用.pdf

1、智能調(diào)溫紡織品是一種能自動(dòng)感知外界環(huán)境溫度的變化而調(diào)節(jié)溫度的高技術(shù)纖維或織物。這類纖維或織物以提高服飾的舒適性為主要目的，其原理是通過(guò)紡織品表面或其纖維內(nèi)含有的相變物質(zhì)遇冷、遇熱后發(fā)生固－液可逆相變而釋放、吸收熱量，即在環(huán)境溫度較低時(shí)，自動(dòng)釋放能量，調(diào)高服裝內(nèi)溫度，而在環(huán)境溫度較高時(shí)，自動(dòng)吸收能量，降低服裝內(nèi)溫度，使服裝內(nèi)溫度處于人體感覺(jué)較舒適的狀態(tài)。
　　 目前，市場(chǎng)上代表性的調(diào)溫纖維為Outlast調(diào)溫纖維，其中粘膠型Out

2、last纖維的熱焓可達(dá)到10J/g左右。將一定比例的該纖維與真絲交織而制得的Outlast/真絲織物具有良好的調(diào)溫性能，但織物在練染加工中受到較高的pH值和溫度等作用而導(dǎo)致調(diào)溫性能下降。因此，本課題采用條件相對(duì)緩和的蛋白酶對(duì)Outlast/真絲織物進(jìn)行精練，優(yōu)化其工藝參數(shù)，然后采用活性染料對(duì)織物進(jìn)行染色，并對(duì)練染前后Outlast/真絲織物的調(diào)溫性能進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：采用堿性蛋白酶對(duì)Outlast/真絲織物進(jìn)行精練，可以獲得良好的

3、效果，練堿率達(dá)到6.6％（同樣的條件處理真絲時(shí)練減率可達(dá)22.8％），其最佳工藝參數(shù)為堿性蛋白酶4g/L， pH值9.5，溫度55℃，時(shí)間50min;采用活性染料一浴法對(duì)Outlast/真絲織物進(jìn)行染色時(shí)，CA大紅，A-3G紅，F(xiàn)N-R藍(lán)具有較好的同色性。精練后Outlast/真絲織物的熱焓從5.41J/g下降到了5.17J/g，繼續(xù)染色后又下降了1.23J/g。
　　 針對(duì)上述情況，本課題以相變儲(chǔ)能石蠟為芯材，對(duì)芯材乳化、預(yù)聚

4、體制備、芯材微膠囊化等工藝進(jìn)行了研究，成功制備了相變溫度為23.80℃、相交焓為70.31J/g的聚氨酯型相變微膠囊，并對(duì)其各項(xiàng)性能進(jìn)行了測(cè)試與表征，然后將此相變微膠囊以后整理的方式應(yīng)用到練染加工后的Outlast/真絲織物上，制得了調(diào)溫區(qū)間在20～32℃，熱焓為7.71J/g的Outlast/真絲織物。
　　 研究結(jié)果表明：
　　 芯材乳化過(guò)程中，平平加0和SDS的復(fù)配型乳化劑對(duì)石蠟具有最佳的乳化效果，用量為1％，質(zhì)量

5、配比為4:1；預(yù)聚反應(yīng)中，反應(yīng)單體聚乙二醇的選擇對(duì)相變微膠囊的性能有著明顯的影響，選擇聚乙二醇400作為反應(yīng)單體時(shí)制得的相變微膠囊具有較小的粒徑和較好的分散性，預(yù)聚反應(yīng)時(shí)溫度過(guò)高會(huì)增加副反應(yīng)的發(fā)生，最佳溫度為40℃，反應(yīng)時(shí)間為3h。
　　 在聚氨酯對(duì)芯材石蠟進(jìn)行包覆時(shí)，擴(kuò)鏈劑的種類對(duì)形成的微膠囊的有效載量影響較大，選用1,4-丁二醇作為擴(kuò)鏈劑時(shí)微膠囊的有效載量最高，可達(dá)45％;芯壁比對(duì)微膠囊的粒徑及微膠囊化產(chǎn)率都有明顯影響，最佳

6、芯壁比為1.5:1，此時(shí)，合成的相變微膠囊粒徑為3.2μm、微膠囊化產(chǎn)率為82％;反應(yīng)溫度對(duì)微膠囊的產(chǎn)率也有較大影響，最佳溫度為60℃：通過(guò)異氰酸酯基含量的變化確定反應(yīng)時(shí)間為2h;催化劑三乙烯二胺的加入有助于提高反應(yīng)速率，最佳用量為1.5％；隨著攪拌速率的增加，微膠囊的粒徑呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)，最佳的攪拌速率為3500r/min。
　　 采用上述工藝制得的聚氨酯型相變微膠囊經(jīng)激光粒度儀測(cè)試其平均粒徑為2.78μm,基本成正態(tài)分布；紅外

7、譜圖證明了聚氨酯結(jié)構(gòu)的生成；顯微鏡圖片和SEM圖片表明相變微膠囊在乳液中具有良好的分散性，具有完整的核殼結(jié)構(gòu)，表面光滑；DSC測(cè)試結(jié)果表明相變微膠囊的相變溫度為23.80℃，相變焓為70.31J/g; TG結(jié)果表明相變微膠囊具有良好的熱穩(wěn)定性，可以耐受200℃高溫而不發(fā)生熱分解；冷熱循環(huán)結(jié)果表明，相變微膠囊壁材結(jié)構(gòu)具有較好的致密性，經(jīng)10次加速冷熱循環(huán)后，微膠囊的熱焓基本保持不變。
　　 在聚氨酯型相變微膠囊對(duì)Outlast/真

8、絲織物進(jìn)行后整理時(shí)，微膠囊整理劑的固著量與織物的熱焓正相關(guān)，與透氣性負(fù)相關(guān)，綜合考慮，固著量選擇在13g/m2;焙烘溫度和時(shí)間對(duì)織物的耐洗性能影響較大，最佳焙烘溫度為120℃，焙烘時(shí)間為100s;經(jīng)相變微膠囊整理后，Outlast/真絲織物的相變溫度從21.39℃提高到了24.05℃，相變焓從3.94 J/g提高到了7.71J/g;整理前后織物表面SEM圖片表明，相變微膠囊已經(jīng)較為均勻的固著在了纖維的表面；通過(guò)測(cè)定織物的升溫曲線，從宏觀