透湿度可控的形状记忆聚合物的合成及其在织物上的应用

论文摘要

智能聚合物材料正引起当今世界材料领域的广泛关注。作为智能聚合物材料的智能防水透湿织物也成为热点研究领域之一。形状记忆聚氨酯材料由于其出众的性能和宽广的应用领域,本文对其进行了研究,并在此基础上引进了具有温度敏感的智能凝胶材料,使其透湿性能在现有水平上有所突破,其预期效果是对传统型和现有智能型防水透湿织物的透湿气性能的突破,并将其提升到一个新的层次,从而为人们提供更舒适、更优越、更智能的防水透湿织物。本实验利用溶液聚合的方法,通过选择适宜的原料种类和配比,合成出形状记忆温度在人体体温附近的热敏型聚氨酯。通过差示热力扫描仪（DSC）、X射线衍射仪（WXRD）、织物透湿仪、万能材料试验机张力拉伸测试仪对它们的形态,微观结构,机械性能和透湿性能等进行表征。DSC结果表明,形状记忆聚氨酯的相转变温度（软段结晶—熔融温度,Ts,m）随着硬段含量的增加和软段分子量的减少而降低;WAXD测试则证明了形状记忆聚氨酯的相分离程度亦随着硬段含量的增加和软段分子量的减少而降低。形状记忆聚氨酯膜透湿性在其相变温度附近发生明显增大。通过使用不同浓度的交联剂、不同单体配比,不同合成温度,合成出具有快速温度响应和较大溶涨率的聚N-异丙基丙稀酰胺（NiPAAm）/丙烯酸（SA）水凝胶。结果显示使用对单体摩尔百分比为2%的交联剂、单体摩尔比丙烯酸（SA）/NiPAAm为2/98、合成温度为35℃时可以得凝胶到溶胀率较大（>300）、反应速率较快,其响应温度在30～35℃。利用物理共混的方法制备出的水凝胶与形状记忆聚氨酯智能型聚合物复合薄膜,其透湿性水平要明显高于纯聚氨酯膜,而且随着其中凝胶含量的增加,其透湿性能也逐渐提高

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 概述
• 1.1 国内外防水透湿织物的研究现状
• 1.2 形状记忆聚氨酯
• 1.3 智能水凝胶高聚物
• 1.4 本论文的主要工作
• 2 实验部分
• 2.1 实验仪器
• 2.2 实验材料
• 2.3 实验装置
• 2.4 聚合物合成
• 2.5 分析测试方法
• 3.结果分析与讨论
• 3.1 水凝胶的合成
• 3.2 聚氨酯合成单体的选择和合成工艺的确定
• 3.3 线型形状记忆聚氨酯的合成和性能研究
• 3.4 透湿性研究
• 3.5 形状记忆聚氨酯与水凝胶混合物膜的透湿性
• 4.结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 参考文献
• 致谢