基于聚丙烯酸酯类温敏聚合物的柔性智能纺织品的研究

来源 :浙江理工大学 | 被引量 : 7次 | 上传用户:hbchens
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
智能纺织品(smart/intelligent textiles)是近几十年来新崛起的,对人类生活具有变革意义的新型纺织材料。智能纺织品的开发与应用是各种高新技术在纺织品上的集中体现,涉及到纺织与生物、化学、物理、电子领域的交叉与融合,具有较高的研究价值。智能纺织品智能化功能的实现基于智能材料,其中温度响应性聚合物由于响应不依赖于其它化学助剂,温度响应速度快而且剧烈,其相关结构的研究成为智能材料领域的一个热点。在温度的刺激下,温敏聚合物具有体积膨胀/收缩,表面亲/疏水性转变的特性。通过物理或者化学方法将温敏聚合物与纺织品相结合,将赋予传统纺织品独特的性能与高附加值,因此温敏聚合物在智能纺织品领域有很大的应用前景。本文首先合成了具有乙氧基链段的聚丙烯酸酯类温敏聚合物,获知了聚丙烯酸酯类温敏聚合物不同分子形态对温敏性能的影响,探明了分子形态、结构与其转变行为的内在联系与规律。进一步以纤维素为过渡基底,模拟温敏聚合物在纺织品上的结合状态,探究了基底对聚合物交联薄膜表面形貌、转变行为的影响,为基于聚丙烯酸酯类温敏聚合物的智能纺织品的制备与应用奠定了理论基础。最后通过交联反应,将温敏聚合物固定于棉织物表面,制备获得了具有智能清洁、舒适调控与抗菌功能的纺织品。(1)采用单体2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯(MEO2MA)、聚环氧乙烷甲基丙烯酸酯(OEGMA300)与末端含有羟基的聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯(EGMA360)通过原子转移自由基聚合(ATRP)合成无规共聚物聚(2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯-共聚-聚环氧乙烷甲基丙烯酸酯)P(MEO2MAco-OEGMA300)和聚(2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯-共聚-聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯)P(MEO2MA-co-EGMA360),研究了温敏聚合物分子形态以及结构对温敏性能的影响。溶液性能测试表明,P(MEO2MA-co-OEGMA300)、P(MEO2MAco-EGMA360)水溶液(10 mg/m L)的相转变温度(TT)分别为35oC、36oC,且P(MEO2MA-co-EGMA360)水溶液具有更宽的相转变区间。薄膜性能测试表明,由于P(MEO2MA-co-EGMA360)侧链末端含有羟基,因此其膨胀率较高,但是该羟基不具有温敏性,导致温敏转变特性减弱,表现出更宽的转变区间,该结果与水溶液中的转变行为一致。此外,由于基底的限制,温敏聚合物薄膜的温敏性能仅能表现为膜厚的改变,在相转变过程中,水分的排出过程亦仅能在垂直于基底的方向上,以扩散的形式实现,从而导致温敏聚合物薄膜的转变行为较溶液更迟滞和平缓。(2)为进一步探究基底对聚丙烯酸酯类温敏聚合物温敏表面形貌、温敏性能的影响。首先合成了三甲基硅纤维素(tmsc)并在硅片上旋涂成膜,利用取代反应制备了再生纤维素(rc)薄膜,并进一步通过交联反应使p(meo2ma-co-egma360)与rc基底相结合。结果表明,取代度为2.21的tmsc在氯仿溶液中溶解性能好,通过旋涂在硅基底上获得均一的tmsc薄膜。经取代反应后,tmsc薄膜粗糙度明显增加,表面生成一层25nm的rc薄膜。转变温度以上时,p(meo2ma-co-egma360)交联聚合物薄膜相邻链段之间相互靠近,移动过的相应位置由于没有聚合物的覆盖,在最低处形成缝隙或者孔洞,导致底层纤维素部分区域裸露出来。p(meo2ma-co-egma360)交联薄膜厚度在30-35oc明显下降,且表面发生亲疏水性的转变,这为温敏聚合物p(meo2ma-co-egma360)在织物上的应用奠定了理论基础。(3)选用单体摩尔比为17:3的温敏性共聚物p(meo2ma-co-egma360)与棉织物发生交联,制备了具有温敏性的智能纺织品,测定并分析了其智能清洁以及舒适调控性能。结果表明,聚合物浓度为8%的交联整理液经130oc焙烘2min与棉织物反应,获得的交联棉织物平衡溶胀率(esr)、接触角(ca)以及润湿时间(wt)在35-40oc之间发生突变,表明制备获得的交联棉织物具备有较好的温敏性能。由于p(meo2ma-co-egma360)在转变温度以下的亲水性,显著增强了交联棉织物清洁性能;温度超过转变温度时,p(meo2ma-co-egma360)薄膜表面由致密的膜结构转变为多孔结构,因此能够实现对透气透湿的调节,提高织物的穿着舒适性。经交联反应后,织物耐洗性、耐摩擦牢度在可接受的范围内,且白度、柔软度、机械性能没有受到影响。(4)考虑到聚(n-异丙基丙烯酰胺)pnipam具有生物相容性,且与pegma360的共聚可大大降低其玻璃化转变温度(tg)。首先合成一系列不同单体摩尔比的共聚物p(nipam-co-egma360),采用交联方法,制备具有智能舒适调控以及抗细菌粘附性能的医用纺织品。结果表明,共聚物P(NIPAM-co-EGMA360)随着单体EGMA360含量的增加,Tg下降,热稳定性降低,TT升高。P(18NIPAMco-2EGMA360)的Tg为0 oC,TT为40 oC,热稳定性优良,因此P(18NIPAM-co-2EGMA360)的引入不会影响到交联棉织物的柔软度。P(18NIPAM-co-2EGMA360)交联棉织物的转变区间为36-39oC。基于PNIPAM的温敏性,在温度的刺激下,交联棉织物能够通过改变表面聚合物层的孔隙大小,实现透气/湿性能的调节,具有智能舒适调控功能。此外由于EGMA360的亲水性,在交联棉织物表面形成一层亲水性的薄膜,抑制交联织物表面细菌的吸附。同时,P(NIPAM-co-EGMA360)交联棉织物具有良好的耐洗牢度,且温度响应稳定,满足智能纺织品日常生活中功能稳定性的要求。
其他文献
通过对新疆林区林业有害生物吉丁类害虫进行初步调查研究,结果表明,吉丁类害虫是新疆林业的重要有害生物,该虫在新疆境内不同地点有不同程度的发生和危害,尤其幼虫对杨柳科树
知情权是金融消费者的基本权利。披露与金融交易相关的信息是金融机构和有权部门(特别是金融管理部门)的重要义务。但现实生活中,人们更多地关注金融机构的信息披露义务,而对
网络小说的电影改编是当前影视行业的一个热门话题和研究热点。尤其是随着中国网络文学商业模式的逐渐成熟,越来越多的热门网络小说被搬上大银幕,并受到广泛关注。但网络小说
论文就维修保障能力评估中木桶现象引起的评估不精确问题,深入分析了影响因素,提出了切实可行的解决方法,为装备维修保障能力精确评估决策提供了理论依据,并可以适用于其他类
本文通过分析影响高校图书馆私有云存储的安全因素,提出了构建合理的私有云存储架构,采取数据分片存储与备份策略,应用虚拟防火墙技术加强防护,采用集成监控自我修复机制,对
利用GDAL开源类库相关函数可以读取多源遥感影像的物理大小、坐标投影系统、传感器波段和影像范围等信息。介绍了多源遥感影像在GDAL框架下的解析模式与方法,从底层开发的关
<正>本组男性11例,女性24例,年龄16~48岁,病程20天~7年.普通型偏头痛21例,典型偏头痛6例.
目的观察重组酵母乙肝疫苗在儿童广泛使用后的免疫效果及免疫持久性。方法对2004-2007年在广州市黄埔区妇幼保健院体检入托与入学的2 500名儿童进行乙肝疫苗免疫后血清学调查
近年来,利用无机粒子对高分子聚合物进行改性,制备一般工程材料所不具有的优异性能成为复合材料的研究重点。传统的塑料聚苯乙烯(PS)由于具有良好的透明性、透气性等性能在包装材
教师教育政策是事关教师队伍建设和教育事业发展的制度选择。本文采用比较法,从政策的视角对国内外各国教师教育发展现状做宏观分析,总结概述了各国教师教育政策的一般特征,