含相变材料涤纶织物的蓄放热性能及机械性能

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1、含相变材料涤纶织物的蓄放热性能及机械性能含相变材料涤纶织物的蓄放热性能及机械性能KyeyounChoiandGilsooChoDepartmentofClothingandTextiles,YonseiUniversity,Seoul120-749,SouthKoreaPilsooKimandChanggiChoDepartmentofPolymer&TextileEngineering,HanyangUniversity,Seoul133-791,SouthKorea摘要本文采用界面聚合法合成了含正十八烷的三聚氰胺-甲醛微胶囊,并采

2、用傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜及差示扫描量热法分析了该合成胶囊的尺寸、形状及蓄热/放热性能。在不同浓度、时/温条件下,采用罗拉刮刀(KOR)及筛网印花(SP)法对涤纶织物进行了微胶囊涂层处理。通过测试处理前后织物热性能、机械性能及物理性能来确定最适合的粘合方法。微胶囊的平均直径为1～1.5um,近乎球形。在最适宜的浓度、温度、时间处理下,经五次洗涤的织物热性能迅速下降,而且采用KOR处理的织物抗弯及剪切刚度比经SP处理的织物要高。也就是说,采用SP处理不如经KOR处理的织物硬挺,SP织物有较好的透气性,但吸湿性比KOR低。5含相

3、变材料涤纶织物的蓄放热性能及机械性能当热量和水分能够有效地通过服装从人体转移到外界而使人们感到物理、生理及心理满意时,我们就说服装很舒适[2]。因此包括能够在环境变化时,调节并保持舒适的可蓄放热织物在内的智能织物的发展是很重要和必要的。关于含有相变微胶囊应用的研究目前正在进行。由于碳原子数不同而具多种熔点和结晶度的石蜡是纺织业最常用的相变物质[4,15]。由于正十八烷的熔点在28.2℃左右,更适合服装用。它能够吸收大量的热量并在低于平均体温33.3℃的熔化状态下释放那些热量[7,8,15]。微胶囊化使含相变材料的微胶囊在整理过程更耐用

4、、安全[5,12]。经含有相变微囊处理过的织物须在恶劣环境下保持其热性能,能够吸热、储存、释放热量，且耐摩擦及反复洗涤。在含十八烷的聚脲微胶囊的合成研究中[6],通过界面聚合法复合成了粒径小于1um的微胶囊。在涂层过程中,由于对溶液的低稳定性,微囊破裂囊芯材料被释放出来,在采用含十八烷聚脲微胶囊的可蓄放热的热静力织物研发中[10],对热性能而言,最适宜的处理条件为较低的60℃/8min来满足一般为100-140℃烘焙温度。因此,选择适当的壁材生产更耐用的微胶囊很有必要,由于其高凸起三维结构及优良的热稳定性[14],三聚氰胺-甲醛(M/

5、F)是种很优良的壁材,而且与聚脲相比,更易通过界面聚合法合成。涂层过程有很多,比如罗拉刮刀,空气刮刀,压吸—干燥处理,凹版印压,浸渍涂层,转移涂层[5]。在这些方法中,KOR5含相变材料涤纶织物的蓄放热性能及机械性能常用于对织物进行涂层[11]。但采用这种方法织物整理更困难,因此需一种改善的粘合方法。在本研究中,作为另一种选择,我们采用SP来改善涂层。本研究目的是为热舒适织物发展提供基础资料。我们合成了三聚氰胺-甲醛微胶囊来比较经KOR和SP整理织物的蓄放热性能,并且测试了整理前后对耐洗涤性、机械性能、吸湿性及透气性的影响。实验基于之

6、前的研究,我们采用M、F作为单体,通过界面聚合法在乳液体系中合成了微胶囊[1]。其中以正十八烷为囊芯，苯乙烯顺丁烯二酸酐为乳液。通过FTIR和SEM我们可以得到含正十八烷合成微胶囊的大小和形状。本论文以纯涤纶织物为试样,用长丝纱线平纹组织织制而成,厚度为0.28m,单位面积重量为42g/m2。按照先前的测试由微胶囊和比例为9:1的丙烯酸粘合剂、尿烷合成了涂层混合液。在混合液中,微胶囊与粘合剂的浓度比分别为2:8(20%),3:7(30%),4:6(40%)。在压力及涂液数量相同的条件下对经KOR整理织物全面涂层对于经SP整理织物表面根

7、据筛网中网眼形状(图1)进行部分涂层。尽管对压力机涂液量进行了控制,由于印花机中存在的孔洞,经SP与KOR整理织物的厚度及重量仍不同。将经整理的织物放在恒温且每两分钟升温100℃,及每分钟分别升温110℃,120℃,140℃的烘箱内,此条件最适合干燥浓度为30%的织物。采用不同的扫描热量计(DSC)对微胶囊和经含正十八烷微胶囊处理过织物的蓄放热性能进行分析。通过测量熔融温度(Tm)及10-50℃的热熔热(Hm)来评定蓄热性能,测量结晶温度(Tc)及50-10℃的结晶热(Hc)来测定其放热性能。DSC曲线的加热及冷却速率均为10℃/mi

8、n,通过计算DSC曲线顶峰面积可以得到热熔热和结晶热。为了测定试样的耐洗涤性能，在采用AATCC标准洗5含相变材料涤纶织物的蓄放热性能及机械性能（a）罗拉刮刀（KOR）(b)筛网印花(SP)图1粘合方法5含相变材料涤纶织