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智能型抗浸透湿织物的开发与研究

牛家嵘  
【摘要】:抗浸服面料需要面对“干态——湿态”两种截然不同的环境,现有的抗浸服面料难以兼顾防水性和热湿舒适性(透湿性),如欲二者兼顾,面料结构势必非常复杂,技术难度大、成本高。本研究将水凝胶高分子材料引入纺织品设计与开发领域,开发智能型抗浸透湿织物,通过接枝改性的方法使纤维表面形成智能凝胶层,从而获得对“干态——湿态”环境变化做出响应的能力:在干态的环境中,凝胶分子处于收缩状态,织物中的孔隙开放,透湿透气性良好;织物一旦浸入水中,凝胶层迅速速溶胀,将织物中的各级孔隙封闭,阻止水向织物内部渗透,发挥抗浸功能。 首先对引发接枝的方法进行了研究。聚酯(PET)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜以及涤纶(PET)织物经低温等离子体(LTP)引发接枝丙烯酸(AAc)后表面亲水性大为提高,但是由于基质表面生成的活性基团浓度太低,导致接枝率太低,无法获得水凝胶的溶胀性能,在低接枝率的情况下透水性反而有所升高。 进而利用硝酸铈铵(CAN)为引发剂,在棉织物及T/C织物上接枝AAc或AAm,接枝改性后,T/C织物的强力保留率在90%以上,透湿性明显提高:透气性最初有所下降,在接枝率较高的情况下透气性优于未改性织物。 接枝T/C织物遇水后能够迅速做出响应,接枝率越高,织物对水的响应强度越高,响应速度越快。在接枝率相近的情况下,AAm接枝织物对水的响应速度快于AAc接枝织物:接枝链分子量的在数万到数十万之间,提高接枝链分子量及接枝频率对于增强织物抗浸性能更为有利。织物只需获得适当的接枝率即可将平衡透水率降至接近于O的水平,继续提高接枝率不能阻止水的微量渗漏。另外对溶液中的NaCl浓度、工作水压、工作水温、凝胶的水解作用等因素对抗浸性能的影响进行了测试与研究。 织物在紧度相近、纱线号数相同的情况下,平纹组织抗浸效果最好,斜纹次之,缎纹最差;在微孔水力半径概念的基础上,根据Hagen-Poiseuille定律建立了改性织物溶胀过程中t时刻透水率的计算模型,对影响织物抗浸性能的因素进行了理论分析。在此基础上,对改性织物进行了单面拒水整理,平衡透水率显著下降。 最后,对双层抗浸织物进行了初步研究。未经改性的双层织物即表现出与AAm改性T/C织物相似的阻水现象,同时发现表层PET织物面向水流时的平衡透水率明显高于背对水流的情况:接枝AAm后,平衡透水率明显低于接枝率相近的T/C织物。


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