论文题目: 温度感应型织物防水透湿整理剂的研制及性能研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 纺织化学与染整工程
作者: 权衡
导师: 顾振亚
关键词: 温度感应,形状记忆聚氨酯,智能,防水透湿,涂层,性能
文献来源: 天津工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 在查阅了大量文献的基础上,回顾了国内外生产防水透湿织物的技术方法及其发展历史:综述了这一领域的技术现状和发展趋势。并就每一技术方法的理论基础及其相对于其它方法的优势及不足之处进行了较为详尽的论述。 同时,就形状记忆聚氨酯(SPU)的性能特点、发展历史、研究现状及其在纺织领域中的应用等方面给出了较为深入的讨论。此外,还特别地论述了形状记忆聚氨酯材料用于开发“智能型”防水透湿纺织品的理论基础和SPU材料的合成反应原理及其结构与性能。 本研究通过对形状记忆聚氨酯物理及各项应用性能的研究,探讨了在其临界转变温度附近形状记忆聚氨酯各项性能的变化规律,从而通过对聚氨酯材料的分子设计、组合和结构调整,赋予它以新的功能。 采用预聚体法(或称两步法),以4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(纯MDI)为硬段,以聚己二酸1,4-丁二醇酯二醇1000(PBA1000)、聚乙二醇1000或2000(PEG1000或PEG2000)、聚四氢呋喃二醇1000或2000(PTMG1000或PTMG2000)以及聚醚三醇(PMG)为软段,以1,4-丁二醇(BDO)为扩链剂,制备了大量具有不同软段组成及配比、不同软段平均分子量、不同硬段百分含量、不同分子结构(线性或交联SPU)及超分子结构(软段无定形或结晶SPU)的溶剂型形状记忆聚氨酯材料。 应用了诸如扫描电子显微镜(SEM)、示差量热扫描仪(DSC)、凝胶色谱仪(GPC)、广角X衍射仪(WAXD)、动态粘弹谱仪(DMA)及红外光谱仪(FT-IR)和接触角/表面张力测试仪等先进仪器设备分析测试了这些SPU材料的结构及性能,并进行了较为深入的理论分析。进而还利用织物耐静水压试验机和织物透湿性测定装置分析测试了这些聚氨酯涂层剂涂覆在织物上后的防水透湿效果。 通过以上的研究工作,掌握了影响形状记忆聚氨酯材料临界转变温度T_c(或称临界记忆温度和临界响应温度)、防水性、透湿性及其对环境温度变化所能做出的响应精度和灵敏度等主要应用性能的各种因素和规律。在此基础上,确定了“智能型”聚氨酯防水透湿涂层剂所必须的软段品种及配比、软段平均分子量、软段百分含量及其中的亲水性醚键的浓度等;制备出了临界转变温度稍高于人体最为舒适的环境气温15.6～21.0℃的亲水性交联结晶型织物防水透湿涂层剂,其
论文目录:
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英文摘要
第一章 防水透湿织物及其加工技术
1.1 织物的防水透湿技术发展
1.2 织物的防水透湿技术现状
1.2.1 超高密度结构法
1.2.2 微孔技术法
1.2.3 致密亲水膜技术法
1.3 织物的防水透湿技术展望
1.3.1 防水透湿织物的智能化
1.3.2 防水透湿织物的多功能化
1.3.3 防水透湿工艺的绿色化
1.4 问题的提出及本论文的研究工作
1.4.1 该领域研究目前存在的问题及本课题拟解决的关键技术暨研究重点
1.4.2 拟采取的研究方法、技术路线
1.4.3 本课题研究的意义
参考文献
第二章 形状记忆聚氨酯与“智能型”防水透湿织物
2.1 有机异氰酸酯化合物与活泼氢化合物的反应
2.1.1 反应机理
2.1.2 异氰酸酯与羟基化合物的反应
2.1.3 —NCO基与—OH基之间的反应中可能存在的副反应
2.1.4 对副反应的控制
2.2 形状记忆聚氨酯的结构与性能
2.2.1 形状记忆聚氨酯的微相分离结构、性能及应用
2.2.2 形状记忆聚氨酯的分子及超分子结构对其性能的影响
2.2.3 “智能型”形状记忆聚氨酯防水透湿整理剂
2.3 亲水性形状记忆聚氨酯的“智能化”透湿汽性
2.4 防水透湿织物的湿热传递性与服用舒适性
2.4.1 保暖性与舒适性
2.4.2 透湿／透气性与舒适性
2.4.3 拒水／防水性与舒适性
2.4.4 “智能型”防水透湿织物的服用舒适性
参考文献
第三章 材料与方法
3.1 主要原料及仪器设备
3.2 聚氨酯的制备及其主要性能测试
3.3 涂层织物的制备及其主要性能测试
参考文献
第四章 高透湿性形状记忆聚氨酯的制备
4.1 聚氨酯预聚反应时间和温度的确定
4.2 “智能型”聚氨酯织物防水透湿整理剂的研制
4.2.1 聚酯／聚醚嵌段共混型聚氨酯防水透湿整理剂的制备及其性能
4.2.2 聚醚嵌段共混型聚氨酯防水透湿整理剂的制备及其性能
4.2.3 聚氨酯软段平均分子量及其含量对其性能的影响
4.2.4 结晶性聚醚嵌段共混型聚氨酯防水透湿整理剂的制备及其性能
4.2.5 结晶性交联聚醚嵌段共混型聚氨酯防水透湿整理剂的制备及其性能
4.2.6 结晶性交联聚醚嵌段共混型聚氨酯防水透湿整理剂的优化
4.2.7 自乳化型结晶-交联聚醚嵌段共混型聚氨酯防水透湿整理剂的制备
4.2.8 水性外交联剂暨封闭型水性聚氨酯的制备
4.3 本章小结
参考文献
第五章 “智能型”聚氨酯防水透湿涂层剂的基本性能
5.1 涂层剂的结构与性能分析
5.1.1 涂层剂的分子结构／红外分析
5.1.2 涂层剂的微观结构／扫描电镜分析
5.1.3 涂层剂的分子量及其分布／凝胶色谱分析
5.1.4 涂层剂的热性能／差热分析
5.1.5 涂层剂的动态机械性能／温度谱分析
5.2 涂层基布的“智能化”透湿性能
5.3 涂层工艺与涂层基布的基本服用性能
5.3.1 涂层工序对涂层基布服用性能的影响
5.3.2 涂层量对涂层基布服用性能的影响
5.3.3 焙烘温度对涂层基布服用性能的影响
5.3.4 交联剂用量对涂层基布服用性能的影响
5.4 本章小结
参考文献
第六章 形状记忆聚氨酯透湿汽机理
6.1 高聚物对水汽小分子的吸附
6.1.1 亨利吸附等温线
6.1.2 朗格谬尔吸附等温线
6.1.3 Flory-Huggins吸附等温线
6.1.4 BET吸附等温线
6.2 小分子在高聚物内部的扩散
6.2.1 跃迁扩散理论
6.2.2 自由体积扩散理论
6.3 水汽于形状记忆聚氨酯涂膜中的吸附与扩散
6.4 本章小结
参考文献
第七章 结论与展望
7.1 本课题的特点及取得的突破与创新
7.2 结论
7.3 展望
致谢辞
附：攻读博士学位期间所发表的论文及相关科研立项情况
发布时间: 2006-07-08
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