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后整理法制備相變調(diào)溫紡織品

2026-04-15 05:16:54

后整理法通過涂覆、浸漬或印花等方式將相變微膠囊(PCMs)施加到織物上,使其具有智能調(diào)溫功能。后整理法制備過程更簡便,工藝更成熟,適用于各種天然纖維和化纖織物。

JIAN等以二十烷為芯材,甲基丙烯酸甲酯(MMA)和季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)共聚產(chǎn)物為殼材,合成了具有反應(yīng)活性的相變微膠囊,微膠囊殼層展現(xiàn)出高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和可重復(fù)熱性能,源自PETA單元的羥基分布在微膠囊表面,不僅提高PCMs的反應(yīng)活性,還能通過共價(jià)鍵將其接枝到棉纖維表面。與未改性棉織物相比,接枝后棉織物的手感、熱濕舒適性基本不變。制備殼層具有反應(yīng)活性的相變調(diào)溫微膠囊,能夠提高微膠囊與基材紡織品的結(jié)合牢度,改善黏合劑帶來的透氣透濕性差的問題。


相變調(diào)溫微膠囊的制備及其在織物上的應(yīng)用

將相變調(diào)溫微膠囊的調(diào)溫功能與織物結(jié)構(gòu)調(diào)控相結(jié)合,能夠獲得更好的熱濕舒適性功能紡織品。LI等首先制備了一種持久抗菌棉織物,然后通過印花方式將PCMs施加到織物表面,形成Janus結(jié)構(gòu)復(fù)合棉織物,然后通過UV-激光技術(shù)在織物上打孔,形成上寬下窄的錐形孔結(jié)構(gòu)。該織物可通過熱對流、汗液蒸發(fā)和相變儲熱3種冷卻模式實(shí)現(xiàn)對人體溫濕度的管理。此外,其還具有很好的抗菌和單向?qū)窆δ堋?/span>


3種冷卻模式復(fù)合面料制備過程

ROLLO等首先將還原氧化石墨烯(rGO)沉積在尼龍織物上,干燥后將其在含有丙烯酸樹脂和PCMs的混合液中浸漬,再在表面覆蓋一層織物,獲得多層復(fù)合織物層壓板。測試結(jié)果證實(shí),rGO能夠充分發(fā)揮PCMs的儲熱能力,并增強(qiáng)聚合物基體的熱調(diào)節(jié)性能,顯著減少復(fù)合織物層壓板的溫度波動。


含PCMs和rGO復(fù)合織物的調(diào)溫性能示意圖

Pickering乳液聚合以固體納米顆粒代替?zhèn)鹘y(tǒng)乳化劑作為穩(wěn)定劑,用來制備功能性微球材料,產(chǎn)物表面無小分子表面活性劑,綠色環(huán)保。通過顆粒種類、粒徑、用量的選擇,可精準(zhǔn)調(diào)控微球尺寸、表面形貌及殼層厚度等,一步實(shí)現(xiàn)有機(jī)無機(jī)材料的復(fù)合,賦予產(chǎn)物導(dǎo)電、磁性、催化、抗菌等性能。很多研究者通過Pickering乳液聚合法制備復(fù)合殼層的相變調(diào)溫微膠囊,如在壁材中引入導(dǎo)熱性高或輻射性強(qiáng)的粒子,提高相變微膠囊的導(dǎo)熱性。

密胺樹脂/十八烷微膠囊在早期相變調(diào)溫微膠囊研發(fā)中最常見,但當(dāng)時(shí)僅研究其相變功能。得益于不同學(xué)科交叉融合和測試技術(shù)的發(fā)展,ZENG等以十八烷為芯材、輕質(zhì)密胺樹脂為壁材制備了球形相變調(diào)溫微膠囊,并創(chuàng)新性制備了含有相變微膠囊的聚氨酯薄膜,該薄膜表面突起的相變微膠囊顆粒(粒徑0.2~3.4 μm)增強(qiáng)了其對太陽能的反射率(94.7%)、熱發(fā)射率(93.6%),薄膜的相變焓值達(dá)110.5 J/g。這種相變調(diào)溫薄膜與PET織物結(jié)合后的復(fù)合面料能產(chǎn)生顯著的降溫效果,在全天候、多場景下具備自我調(diào)節(jié)功能。


微膠囊制備過程及SEM圖

此外,隨著人們對于綠色環(huán)保紡織品的關(guān)注,研究者開始利用環(huán)保材料開發(fā)相變調(diào)溫微膠囊,并將其用于紡織品后整理。NIU等用可再生和無毒材料開發(fā)了一種環(huán)保相變調(diào)溫紡織品。其以生物基月桂酸(LA)和肉豆蔻酸(MA)混合物為芯材,通過溶膠-凝膠法制備了SiO2為殼層的球形LA/MA@SiO2相變調(diào)溫微膠囊,該微膠囊的熔融和結(jié)晶溫度分別是36.63℃和32.50 ℃,然后以水性聚氨酯為黏合劑,通過浸漬工藝將微膠囊結(jié)合到棉織物上,得到復(fù)合智能調(diào)溫紡織品,該紡織品展現(xiàn)出優(yōu)異的調(diào)溫性能。

來源:紡織導(dǎo)報(bào)