论文部分内容阅读
相变材料具有广阔的应用空间，本论文主要讨论了相变微胶囊在纺织领域的冷暖调节及防护性能。目前市面上已经有许多类型的相变材料，但是它们提供的热焓值还不能够调节微环境温度达到人体所需的舒适度，并且生产成本高，对环境不友好，因此本论文设计了一种新型的相变微胶囊，当与织物结合时能达到更好的热滞后效果。
首先根据相变微胶囊的应用方向挑选合适的相变芯材，这是使得相变微胶囊能够拥有高热焓值的关键因素。在根据壳材、芯材的种类挑选合适的引发剂、乳化剂、溶剂。采用原位聚合法合成牢度强，热焓值高的相变微胶囊。具体实验结果如下：1)正十八烷的相变温度在28℃左右，选择正十八烷为相变芯材，偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂，二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为壳材，S-20和Span-80为乳化剂，水为溶剂，采用原位聚合法在75℃反应4h，85℃反应2h后制得粒径小，热焓值高，不易破裂的相变微胶囊。2)实验结果表明，当乳化剂用量为20%(%芯材)，HLB值为10，引发剂用量为2%(%壳材)，核/壳比值为2，并且以1∶1添加了单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)后，能够得到包封率高达96.2%，平均粒径为3.115μm的相变微胶囊。
采用各种仪器对新制得的相变微胶囊进行性能分析，通过红外分析(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、差式扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)和激光粒度仪等仪器分析得出，微胶囊粒径小，有部分粘连，微胶囊粒径仍主要分布在1-5.3μm之间。经过壳材包封后，芯材的相变温度和相变温度范围没有因此而改变，红外光谱分析谱图也说明，正十八烷和壳材的特征峰值都出现在了相变微胶囊中，壳材很好的包覆住了芯材，并且壳材和芯材没有发生反应。壳材的包封作用，能够提高正十八烷的热稳定性，丙烯酸单体的添加也使得相变微胶囊的耐热性能提高。
将适当的工艺制得的相变微胶囊使用涂层的方法处理到桃皮绒涤纶织物上，最佳的工艺参数为：30%相变微胶囊，50%丙烯酸酯涂层胶(玻璃化温度≈-30度)，20%去离子水，3%增稠剂，配制成总重量103g的涂层浆料。然后涂层处理两遍，120℃焙烘3min。能够得到手感柔软，克重增加在74g/m2左右的涂层织物。
采用扫描电子显微镜(SEM)、差式扫描量热仪(DSC)、瞬间接触凉感测试(Q-Max)及白度测试对涂层涤纶凉感织物进行表征，结果表明，微胶囊黏附到织物表面后，未有明显的破裂现象，涂层织物的热焓值最高可达21.12J/g，温变范围符合人体微环境温度的需求，瞬间凉感Q-Max值为0.25J·(cm2·s)-1，符合对凉感织物的评判标准。
首先根据相变微胶囊的应用方向挑选合适的相变芯材，这是使得相变微胶囊能够拥有高热焓值的关键因素。在根据壳材、芯材的种类挑选合适的引发剂、乳化剂、溶剂。采用原位聚合法合成牢度强，热焓值高的相变微胶囊。具体实验结果如下：1)正十八烷的相变温度在28℃左右，选择正十八烷为相变芯材，偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂，二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为壳材，S-20和Span-80为乳化剂，水为溶剂，采用原位聚合法在75℃反应4h，85℃反应2h后制得粒径小，热焓值高，不易破裂的相变微胶囊。2)实验结果表明，当乳化剂用量为20%(%芯材)，HLB值为10，引发剂用量为2%(%壳材)，核/壳比值为2，并且以1∶1添加了单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)后，能够得到包封率高达96.2%，平均粒径为3.115μm的相变微胶囊。
采用各种仪器对新制得的相变微胶囊进行性能分析，通过红外分析(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、差式扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)和激光粒度仪等仪器分析得出，微胶囊粒径小，有部分粘连，微胶囊粒径仍主要分布在1-5.3μm之间。经过壳材包封后，芯材的相变温度和相变温度范围没有因此而改变，红外光谱分析谱图也说明，正十八烷和壳材的特征峰值都出现在了相变微胶囊中，壳材很好的包覆住了芯材，并且壳材和芯材没有发生反应。壳材的包封作用，能够提高正十八烷的热稳定性，丙烯酸单体的添加也使得相变微胶囊的耐热性能提高。
将适当的工艺制得的相变微胶囊使用涂层的方法处理到桃皮绒涤纶织物上，最佳的工艺参数为：30%相变微胶囊，50%丙烯酸酯涂层胶(玻璃化温度≈-30度)，20%去离子水，3%增稠剂，配制成总重量103g的涂层浆料。然后涂层处理两遍，120℃焙烘3min。能够得到手感柔软，克重增加在74g/m2左右的涂层织物。
采用扫描电子显微镜(SEM)、差式扫描量热仪(DSC)、瞬间接触凉感测试(Q-Max)及白度测试对涂层涤纶凉感织物进行表征，结果表明，微胶囊黏附到织物表面后，未有明显的破裂现象，涂层织物的热焓值最高可达21.12J/g，温变范围符合人体微环境温度的需求，瞬间凉感Q-Max值为0.25J·(cm2·s)-1，符合对凉感织物的评判标准。