低溫等離子體引發(fā)接枝制備溫敏型滌綸紡織品.pdf

1、為制備溫敏型的滌綸紡織品,運(yùn)用了低溫等離子體引發(fā)接枝聚合的方法將溫敏材料聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)與滌綸纖維相結(jié)合。在環(huán)境溫度變化的刺激下,PNIPAAm溫敏凝膠通過吸水/失水而改變自身體積從而對環(huán)境溫度的變化作出響應(yīng)。這種體積變化具有自發(fā)、快速以及變化幅度大的特點(diǎn),能較好的滿足于制備溫敏性紡織品的需要。接枝于滌綸織物表面的PNIPAAm溫敏凝膠在調(diào)整自身體積變化時,導(dǎo)致了對織物紗線間的孔隙的“打開”或“閉合”,即產(chǎn)生所謂的

2、冷閉熱開的“開關(guān)效應(yīng)”。開關(guān)效應(yīng)使接枝滌綸織物發(fā)揮蓄熱調(diào)溫、可控釋放等作用成為可能,可用于開發(fā)智能調(diào)溫紡織品、藥物控制釋放紡織品、智能傷口敷料、智能抗浸服、智能透氣可呼吸紡織品等多種高性能紡織面料。
　　 基于以上設(shè)計,本文進(jìn)行了如下研究:
　　 (1)通過單因素法分析了各反應(yīng)條件(包括等離子體放電功率、氣體壓強(qiáng)、處理時間、單體濃度、BIS濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間)對織物接枝增重率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:等離子體處理中過重

3、的刻蝕作用會降低對織物的活化效果。較大的處理功率、較長的處理時間和較小的處理壓強(qiáng)均會加重等離子體對織物的刻蝕,保持處理功率50-75W,處理時間2-3min,處理壓強(qiáng)40-50Pa有利于對織物的充分活化,從而獲得較高的接枝增重率。單體溶液濃度和反應(yīng)溫度的提高會相應(yīng)的提高接枝增重率,但BIS濃度過高會降低織物表面接枝凝膠的剛度,使接枝凝膠在后處理過程中過多的被洗除。為保證反應(yīng)能徹底進(jìn)行,反應(yīng)時間8h為宜。
　　 (2)采用差示掃描

4、量熱和自制水通量測試裝置分別測試了接枝織物的溫敏性能。結(jié)果顯示經(jīng)接枝改性后的滌綸織物在32℃附近具有明顯的相轉(zhuǎn)變吸熱和開關(guān)效應(yīng)。
　　 (3)探討了接枝增重率、BIS濃度以及反應(yīng)溫度對織物開關(guān)效應(yīng)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在一定范圍內(nèi),織物的開關(guān)效應(yīng)隨著接枝增重率的提高而愈顯強(qiáng)烈,達(dá)到某一臨界值后,織物能完全的開關(guān)閉合,此時再增大接枝增重率會相應(yīng)地削弱開關(guān)效應(yīng);BIS濃度的提高在一定程度上有利于織物的接枝增重率的提高以及織物的接枝均

5、勻性的提升,但相應(yīng)會降低PNIPAAm溫敏凝膠溶脹比。通過對織物開關(guān)系數(shù)的計算,確定BIS濃度為5％-7.5％為宜;反應(yīng)溫度提高雖然有利于提高織物的接枝增重率,但過高的反應(yīng)溫度會使PNIPAAm凝膠喪失了其三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而極大的削弱了其溫敏性能,控制反應(yīng)溫度為15-20℃為宜。
　　 (4)對接枝織物的服用性能及熱穩(wěn)定性進(jìn)行了相關(guān)測試。測試結(jié)果顯示,接枝織物彎曲長度隨著接枝增重率的提高而增大,白度隨著接枝增重率的提高而略有下降

6、?？椢锝?jīng)5次水洗后,有一定的失重,但隨著洗滌次數(shù)的增多,失重率逐漸較小并趨于平衡。經(jīng)接枝聚合后的織物靜水壓有較大提高,說明織物具有一定了的抗?jié)B水能力。熱重分析結(jié)果顯示接枝后的滌綸織物具有較好的熱穩(wěn)定性,表面接枝聚合物分解溫度較高。
　　 (5)通過丙烯酰胺的添加調(diào)控織物的相轉(zhuǎn)變溫度并測試了相轉(zhuǎn)變溫度的鹽效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著丙烯酰胺的添加量增大,織物的相轉(zhuǎn)變溫度逐漸提高;而隨著測試NaCl溶液濃度的提高,織物相轉(zhuǎn)變溫度逐漸下降