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《天津工业大学》 2005年
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微波低温等离子体引发聚合P(AMPS/NIPA)凝胶及其智能纺织品的研究

马晓光  
【摘要】:本文以设计的新型P(ANIPS/NIPA)二元智能凝胶为机敏材料,将其应用于纺织品上,研发具有温度和pH值双响应能力的智能纺织品。通过凝胶的吸水溶胀和失水收缩作用,封闭或敞开纺织品的纱线及纤维间的缝隙,使得织物的耐静水压、透湿性、透气性等服用性能指标得以智能调节,随外界环境因素(如:温度和pH值)的变化而变化。 首先用AMPS(2—丙烯酰胺—2—甲基丙磺酸)单体的微波低温等离子体引发聚合了PAMPS凝胶,通过正交设计初步探讨了微波低温等离子体处理时间、功率、交联剂浓度、单体浓度和聚合温度等因素对PAMPS凝胶性能的影响;并对凝胶的pH敏感性和温度敏感性进行了研究。结果表明,PAMPS凝胶具有很高的吸水能力和溶胀比,同时对pH值有较强的响应能力。 在此基础上,结合NIPA(N—异丙基丙烯酰胺)的结构特征和PNIPA的温敏性,用微波低温等离子体引发聚合了P(AMPS/NIPA)二元智能凝胶,详细探讨了微波低温等离子体处理功率、处理时间、总单体浓度、AMPS单体浓度、交联剂浓度及聚合反应溫度等因素对P(AMPS/NIPA)二元凝胶溶胀性能的影响;并对其三维交联结构、热稳定性、失水-吸水动力学、温度敏感性、pH敏感性、体积复原性等进行了研究;确定了适合微波低温等离子体引发聚合P(AMPS/NIPA)二元智能凝胶的最佳工艺。研究表明,P(AMPS/NIPA)二元智能凝胶具有高的溶胀比,较好的失水-吸水可逆性、体积复原性和响应速率,同时对温度和pH值有良好的响应性。 此后用微波低温等离子体引发纺织材料的接枝聚合反应,分别研究了棉针织物接枝AMPS和棉、涤棉混纺针织物接枝AMPS/NIPA二元单体,使智能凝胶以接枝的方式添加到纺织材料上;详细探讨了微波低温等离子体处理功率和时间、总单体浓度、AMPS单体浓度、交联剂浓度及聚合反应温度和时间等因素对增重率(接枝率)的影响,通过正交设计、方差分析及数理统计对各影响因子进行分析,确定了微波低温等离子体引发接枝聚合的最佳工艺条件;对接枝纺织材料的失水-吸水动力学、温度敏感性、pH敏感性等进行了研究;对接枝前后棉、涤棉混纺针织物的静水压、透湿性和顶破强力等服用性能指标进行了对比和综合评价。研究表明,P(AMPS/NIPA)二元智能凝胶接枝到纺织材料后,仍具有较好的温度敏感性、pH值敏感性以及较好的失水-吸水可逆性和响应速率,但溶胀比有所下降;接枝后织物的耐静水压有大幅度提高,透湿性有所下降,顶破强力有所降低。
【学位授予单位】:天津工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TQ316.33;TS106

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