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功能纺织品是指除具有一般“保温、蔽体”等基本服用功能外,还同时具有一些特殊物理、化学功能的纺织品。功能型纺织品是由功能高分子材料纺制,也可以由普通高分子材料通过加工、改性,或者添加功能材料创制而成。此外,通过功能化整理,将特定功能基团引入纺织品表面也是获得新型功能纺织品的可行途径。目前通常采用的表面整理技术,由于主要依靠的是物理涂覆技术,功能基团同纺织品基底间的结合力较弱,故此广泛存在着功能涂层容易剥落的问题,从而影响其使用效果。
本论文提出了将功能高分子以共价键连接到纺织品表面的方法,即通过辐照接枝法,将功能高分子链段直接接枝聚合到纺织品表面,或先将其前体接枝聚合至纺织品表面,再通过进一步反应以实现功能化。实验结果证明,通过该方法获得的纺织品具有良好的结合强度和耐久性。
具体而言,本论文进行了以下几个方面的研究和探索。
首先,应用共辐射接枝聚合的方法成功地将N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAM)接枝到尼龙纤维上(PA-g-PNIPAAm),以此制备了具有温度敏感特性的纺织品。在甲醇溶液接枝聚合体系中,产物的接枝率随单体体积/质量分数升高而升高。而随着样品接枝率变化,温敏纺织品的使用厚度变化不大,在124.33%的高接枝率下,其厚度仅增加了49%。针对产物纺织品所具有的温度敏感特性,本论文研究探索了接枝前后样品对热水的浸润响应时间变化。结果表明,随着接枝率的升高,样品对85℃去离子水的浸润响应时间逐渐延长,证实了产物纺织品具有温度敏感的特性。
其次,利用预辐射接枝聚合的方法成功地将丙烯酰胺(AAm)、丙烯酸(AAc)二元共聚物接枝到尼龙滤布表面,以此制备了具有自减阻功能的纺织品。随着接枝率的升高,样品对水的接触角逐渐降低,亲水性逐渐增强;虽然样品的平均丝径逐渐增加,从而导致了改性尼龙滤布的表观水通量随之降低,但是其孔内真实水通量却逐渐升高。同时,经过接枝聚合改性的尼龙滤布在浸润前后的厚度变化不超过70%。此外,本论文应用毛细管理论对改性尼龙滤布的水通量变化进行了分析阐述,确认了孔内真实水通量的增加是由于改性后样品的毛细作用力增加所致。
最后,应用共辐照接枝聚合法,将前体甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝聚合到棉布纤维表面,再经过叠氮化、点击化学反应两步将线性长烷基链段连接到棉布纤维表面实现了超疏水功能化。应用红外光谱、热重分析及扫描电子显微镜、X射线光电子能谱等对产品进行了物理化学性能表征;接下来,测定了产物的接触角,确定了接枝率在37.5%以上,产物即可实现超疏水性能。此外,测定了水滴在样品表面的铺展时间,随着接枝率的升高,水滴的铺展时间逐渐延长。同时,测定了不同反应阶段样品的接触角,确认了超疏水功能化的实现是由于点击化学反应一步线性长烷基链段的引入所致。