光致变色微胶囊的制备及其应用研究

论文摘要

光致变色材料在印刷、防伪、包装,尤其是国防工业等方面有着广泛的应用前景。有机光致变色材料具有变色灵敏、色泽鲜艳的特点,但易受温度、光照、pH值和氧等环境因素的影响而导致氧化劣变,耐疲劳性差,影响了它在纺织品领域的应用。本文以含有光致变色材料螺噁嗪的四氯乙烯溶液为芯材、蜜胺树脂为壁材、SDS为乳化剂、PVA为分散剂,采用原位聚合技术制备了光致变色微胶囊,并将其应用于纺织品中,制备光致变色织物。实验研究了光致变色溶液浓度对其变色性能的影响,甲醛/三聚氰胺摩尔比对微胶囊表面形貌及强度的影响;乳化速度、乳化时间、乳化剂的浓度、分散剂的浓度、酸化时间等条件对光致变色微胶囊表面形貌及粒径分布的影响;探讨了壁材/芯材体积用量比及乳化设备对光致变色微胶囊密封性及变色情况的影响。利用光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、热重分析仪（TGA）、激光粒度仪等仪器对光致变色微胶囊的性能进行表征。通过计算,得出光致变色微胶囊的囊壁厚度。采用乙酰丙酮法检测了光致变色微胶囊中游离甲醛的含量,并对制备的光致变色织物的耐皂洗牢度和摩擦牢度进行测试。研究结果表明,当变色溶液浓度为0.75%时,获得最好的变色效果;甲醛/三聚氰胺的摩尔比为3/1、搅拌速度为1000rpm、乳化时间为40min、酸化时间0.5h、乳化剂浓度为0.5%、分散剂浓度为0.2%、壁材/芯材体积比4/1时,制得的光致变色微胶囊在日光照射下显示紫色,并能实现快速可逆显色反应;光致变色微胶囊中的游离甲醛含量为35～142mg/kg ,符合GB18401-2001规定的甲醛含量限定标准。将高速乳化机制备的光致变色微胶囊涂覆到针织物表面,获得在日光下能够快速可逆变色的光致变色织物,该织物具有良好的耐皂洗牢度和摩擦牢度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 变色材料
• 1.1.1 热致变色材料
• 1.1.2 电致变色材料
• 1.1.3 溶剂致变色材料
• 1.1.4 湿敏变色材料
• 1.1.5 光致变色材料
• 1.2 微胶囊技术概述
• 1.2.1 微胶囊化的目的
• 1.2.2 微胶囊技术在纺织品上的应用
• 1.3 本论文的研究内容及意义
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验试剂、规格、仪器
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 光致变色微胶囊及其变色织物的制备
• 2.2.1 光致变色微胶囊的制备
• 2.2.2 光致变色涂层织物的制备
• 2.3 分析测试
• 第3章 结果与讨论
• 3.1 光致变色材料的性能
• 3.1.1 光致变色材料的结构及变色原理
• 3.1.2 光致变色溶液浓度对其变色性能的影响
• 3.2 微胶囊壁材
• 3.2.1 蜜胺树脂壁材形成机理
• 3.2.2 甲醛/三聚氰胺摩尔比对微胶囊表面及性能的影响
• 3.3 乳化条件对光致变色微胶囊平均粒径及粒径分布的影响
• 3.3.1 乳化剂的作用
• 3.3.2 乳化速度对光致变色微胶囊粒径的影响
• 3.3.3 乳化时间对光致变色微胶囊粒径的影响
• 3.3.4 乳化剂浓度对光致变色微胶囊的影响
• 3.4 分散剂PVA 浓度对光致变色微胶囊的影响
• 3.5 壁材/芯材体积用量比对光致变色微胶囊的影响
• 3.5.1 壁材/芯材体积用量比对光致变色微胶囊表面形态及粒径分布影响
• 3.5.2 壁材/芯材体积用量比比对光致变色微胶囊的密封性及颜色变化的影响
• 3.6 酸化时间对光致变色微胶囊的影响
• 3.7 乳化设备对光致变色微胶囊的影响
• 3.7.1 乳化设备对光致变色微胶囊粒径分布的影响
• 3.7.2 乳化设备对光致变色微胶囊的密封性及变色情况的影响
• 3.8 光致变色微胶囊的相关计算与测定
• 3.8.1 光致变色微胶囊的囊壁厚度计算
• 3.8.2 光致变色微胶囊中游离甲醛含量的测定
• 3.9 光致变色织物的研究
• 第4章 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢