溫度感應(yīng)型織物防水透濕整理劑的研制及性能研究.pdf

1、本文在查閱了大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，回顧了國內(nèi)外生產(chǎn)防水透濕織物的技術(shù)方法及其發(fā)展歷史；綜述了這一領(lǐng)域的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。并就每一技術(shù)方法的理論基礎(chǔ)及其相對于其它方法的優(yōu)勢及不足之處進(jìn)行了較為詳盡的論述。 同時，就形狀記憶聚氨酯(SPU)的性能特點(diǎn)、發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀及其在紡織領(lǐng)域中的應(yīng)用等方面給出了較為深入的討論。此外，還特別地論述了形狀記憶聚氨酯材料用于開發(fā)“智能型”防水透濕紡織品的理論基礎(chǔ)和SPU材料的合成反應(yīng)原理及其結(jié)構(gòu)與性

2、能。 通過對形狀記憶聚氨酯物理及各項(xiàng)應(yīng)用性能的研究，探討了在其臨界轉(zhuǎn)變溫度附近形狀記憶聚氨酯各項(xiàng)性能的變化規(guī)律，從而通過對聚氨酯材料的分子設(shè)計(jì)、組合和結(jié)構(gòu)調(diào)整，賦予它以新的功能。 采用預(yù)聚體法(或稱兩步法)，以4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(純MDI)為硬段，以聚己二酸1，4-丁二醇酯二醇1000(PBA1000)、聚乙二醇1000或2000(PEG1000或PEG2000)、聚四氫呋喃二醇1000或2000(PTMG1

3、000或PTMG2000)以及聚醚三醇(PMG)為軟段，以1，4-丁二醇(BDO)為擴(kuò)鏈劑，制備了大量具有不同軟段組成及配比、不同軟段平均分子量、不同硬段百分含量、不同分子結(jié)構(gòu)(線性或交聯(lián)SPU)及超分子結(jié)構(gòu)(軟段無定形或結(jié)晶SPU)的溶劑型形狀記憶聚氨酯材料。 應(yīng)用了諸如掃描電子顯微鏡(SEM)、示差量熱掃描儀(DSC)、凝膠色譜儀(GPC)、廣角X衍射儀(WAXD)、動態(tài)粘彈譜儀(DMA)及紅外光譜儀(FT-IR)和接觸角/

4、表面張力測試儀等先進(jìn)儀器設(shè)備分析測試了這些SPU材料的結(jié)構(gòu)及性能，并進(jìn)行了較為深入的理論分析。進(jìn)而還利用織物耐靜水壓試驗(yàn)機(jī)和織物透濕性測定裝置分析測試了這些聚氨酯涂層劑涂覆在織物上后的防水透濕效果。 通過以上的研究工作，掌握了影響形狀記憶聚氨酯材料臨界轉(zhuǎn)變溫度Tc(或稱臨界記憶溫度和臨界響應(yīng)溫度)、防水性、透濕性及其對環(huán)境溫度變化所能做出的響應(yīng)精度和靈敏度等主要應(yīng)用性能的各種因素和規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，確定了“智能型”聚氨酯防水透濕

5、涂層劑所必須的軟段品種及配比、軟段平均分子量、軟段百分含量及其中的親水性醚鍵的濃度等；制備出了臨界轉(zhuǎn)變溫度稍高于人體最為舒適的環(huán)境氣溫15.6～21.0℃的親水性交聯(lián)結(jié)晶型織物防水透濕涂層劑，其Tc約為20～26℃。該涂層劑具有良好的防水性、較強(qiáng)的透濕能力以及對環(huán)境溫變較高的響應(yīng)精度和響應(yīng)靈敏度。 隨后，對適合于這種“智能型”織物防水透濕涂層劑的涂層工藝進(jìn)行了初步地研究，包括：涂層工序的安排、涂層工藝條件和涂層劑涂覆量等。并對涂

6、層織物諸如強(qiáng)力、手感及耐洗性等服用性能進(jìn)行了評價。 最后，對“智能型”聚氨酯防水透濕整理劑的透濕行為進(jìn)行了較為深入的理論分析。 研究結(jié)果表明：經(jīng)所研制的SPU涂層劑整理后，織物的防水性達(dá)到耐靜水壓約8kPa；透濕量隨環(huán)境溫度的升高由不足500g/m2.24hr(10℃)增加到2500g/m2.24hr以上(30℃)，在不到20℃的溫變間隔內(nèi)(約15℃)，涂層織物的透濕率可提高5～6倍、透濕性提高1.5～2.0倍。即涂層織