论文摘要
防水性（防止外界雨雪水侵入体内）和透湿性（及时将体表汗液蒸发）的统一是现代面料的重要特性。随着纺织材料科学在实践和理论上的发展,人类对面料防水透湿功能的理解和需求已经从静止、单一的防水透湿概念向动态智能化过程转变,要求面料能够根据温度变化实现对其温敏透湿性能的动态调整。温敏透湿膜的构建需要依靠温敏材料。为克服单一温敏材料的弱点,我们通过原位自由基交联聚合方法合成了基于形状记忆聚氨酯（SMPU）和N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）的半互穿网络（IPN）聚合物,并以之为基础,通过浸没沉淀相转化方法制得具有温敏透湿性能的膜材料。本文针对上述基于SMPU/PNIPAM IPN的温敏透湿膜的结构性能关系展开系统性研究,并对其温敏透湿机理进行了探讨。全文可分为两大部分。第一部分,采用两步法合成了以聚己内酯（PCL）为软段材料,4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）为硬段,1,4-丁二醇（BDO）为扩链剂组分的形状记忆聚氨酯。进一步通过原位引发交联聚合方法将上述形状记忆聚氨酯与N-异丙基丙烯酰胺相结合,制备得到基于SMPU/PNIPAM的semi-IPN材料。对此semi-IPN材料的结构通过FTIR.DSC等测试手段进行了表征。结果显示,SMPU与PNIPAM之间存在强烈的相互作用。这种相互作用使SMPU的相变温度发生了显著改变。第二部分工作主要研究了SMPU/PNIPAM semi-IPN材料的成膜过程及其所成微孔膜的温敏透湿机理。由于semi-IPN材料本身的结构特征,PNIPAM的组成含量、成膜时的凝固液组成和凝固浴温度等,对成膜的微观形貌都产生深刻影响。我们发现,PNIPAM含量的增加导致大孔结构的形成和孔隙率的提高；与之相反,成膜温度的升高和凝固浴中DMF含量的上升使微孔膜的结构变得致密,大孔结构减少,而均匀细小的海绵状孔增多。膜的孔隙率也因而下降。所制备的膜材料表现出温敏性透湿行为,其透湿性随温度的升高显著增加,触发温度大约在35℃左右。就机理而言,不同温度下的透湿量变化主要是由于微孔孔径改变所引起的,而孔径的改变则依赖于基体材料在不同温度下的溶胀度变化。随着PNIPAM含量的增加,IPN的体积变化愈加显著,微孔膜的温敏透湿性也表现得愈加明显。但与此同时,膜材料的力学性能却逐渐降低。因此,为了得到兼具温敏透湿性和良好力学强度的膜材料,应控制PNIPAM含量在25%以下。
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相关论文文献
- [1].SMPU/PNIPAM半互穿温敏聚合物的合成与表征[J]. 聚氨酯工业 2012(02)
标签：温敏透湿膜论文; 形状记忆聚氨酯论文; 聚异丙基丙烯酰胺论文; 互穿网络聚合物论文;