溶液和等離子體接枝法制備溫敏性-開關(guān)效應(yīng)-的棉針織物.pdf

1、溫敏性功能紡織品是一種能根據(jù)周圍溫度變化自動(dòng)調(diào)整以適宜人體在特殊環(huán)境下服用的紡織品。該類紡織品大多通過(guò)引入相變材料制得，根據(jù)設(shè)計(jì)思路和作用機(jī)理的不同可制成蓄熱調(diào)溫、隔熱防燙、防水透濕、吸濕排汗速干、抗浸保溫等多種功能紡織品。
　　 聚N-異丙基丙烯酰胺[Poly-（N-isopropylacrylamide），PNIPAAm]水凝膠具有良好的溫度敏感性能，在較低臨界溶解溫度（Lower critical solution tem

2、perature，LCST）附近表現(xiàn)出明顯的溶脹/收縮變化。但聚N-異丙基丙烯酰胺本身的機(jī)械強(qiáng)度很差，尤其是在被水溶脹后基本喪失了支撐其自身的能力。若將其引入到機(jī)械性能較好的紡織品上，不僅可以改善PNIPAAm的機(jī)械性能，而且可以賦予紡織品溫敏的體積相變特性，這為適宜在濕環(huán)境下穿著的智能服飾的開發(fā)提供了全新的思路。
　　 本文通過(guò)溶液接枝法和等離子體接枝法將NIPAAm接枝聚合到棉針織物上。溶液接枝法選用雙氧水/抗壞血酸作引發(fā)體

3、系，等離子體接枝法采用氬等離子體輝光放電處理。以增重率近似表示接枝程度，并將其作為指標(biāo)，固定棉織物和單體的克重比1:1，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)分析，優(yōu)選出溶液接枝法的最佳增重條件為：浴比20，引發(fā)體系H2O2/H2A濃度0.5％/1.0％（o.w.f.），反應(yīng)溫度25℃和反應(yīng)時(shí)間2h；氬等離子體接枝法的最佳增重條件為：放電功率150W，放電時(shí)間15min和氬氣氣流壓強(qiáng)60Pa。溶液接枝法最佳增重效率可達(dá)60％以上，而且可得到較高的增重率；而等離

4、子體接枝最佳增重效率在40％以下，而且得到產(chǎn)物的增重率較低。
　　 接枝棉（Cotton-g-PNIPAAm）織物主要通過(guò)測(cè)試白度和水洗牢度來(lái)表征其常規(guī)性狀，相比溶液接枝法，氬等離子體接枝法得到的棉織物水洗牢度差，藍(lán)光白度值下降較多，這是因?yàn)榈入x子體引發(fā)接枝容易在棉纖維表面生成大量PNIPAAm均聚物，而且大功率長(zhǎng)時(shí)間的處理容易造成棉纖維素和接枝高聚物的降解，引起泛黃。
　　 由SEM照片發(fā)現(xiàn)，在增重率相近的情況下，利用

5、溶液接枝法得到的纖維表面高聚物比較少，而等離子體引發(fā)接枝得到的纖維表面高聚物比較多。溶液接枝法改性織物的增重率達(dá)到30％以上時(shí)，30-40℃溫度段的水通量突變行為才開始明顯，其溫敏性方有可表征性；而等離子體引發(fā)接枝得到的織物增重率在10％左右時(shí)，織物已表現(xiàn)出這種溫敏性。這表明溶液接枝法引發(fā)除發(fā)生于纖維表面外，很大一部分始于纖維的無(wú)定型區(qū)；而等離子體接枝法由于制備方式的限制，引發(fā)絕大部分始于纖維表面。DSC測(cè)試發(fā)現(xiàn)，溶液接枝法得到棉織物的

6、LCST接近35℃，隨著增重率的提高，開關(guān)系數(shù)由1增加到2.7，溫度響應(yīng)性能變強(qiáng)，增重率太高，開關(guān)系數(shù)反而下降；等離子體引發(fā)接枝得到棉織物的LCST接近33℃，隨增重率的提高，開關(guān)系數(shù)由1增加到3.2，最佳溫度響應(yīng)強(qiáng)度好于溶液接枝得到的產(chǎn)物。本文還提出了溶液接枝法的引發(fā)機(jī)理。
　　 利用溶液接枝法，將甲基丙烯酸羥乙酯HEMA、甲基丙烯酸MAA或聚乙烯醇PVA與NIPAAm混合隨機(jī)接枝聚合到針織棉織物上，以此來(lái)調(diào)節(jié)接枝棉的溫敏性能