温度恒定,黄杰足部交替变化过程中温度差异的一个有效的方法。相变调温材料生产的民用纺织品,己经逐步市场化。 1.8.3 床上用品,室内装饰
调温纺织品可用做床单、被面和睡袋等床上用品,还可用于窗帘、地毯等室内装饰上。调温织物在一定温度内,具有自动调节温度的性能。当环境温度发生波动时,相变调温织物能通过储存和释放出一定量的潜热维持环境温度的水平平衡,减小温度梯度,从而享受舒适的生活环境。同时采用调温织物制备窗帘,能够有效的减缓室内温度变化,有研究表明能量, 储热调温窗帘与不含相变材料的普通窗帘相比,其热流量可降低 30%。 1.8.4 保护性装置
PCM 还可以应用在头盔、膝盖及肘部护垫等保护性装置上。储热调温织物可以适当的控制这些部位汗液的产生及排放。通过 PCM 的吸收存储和重新分配再释放身体的热量调节身体局部温度的平衡,减少湿热的产生,从未提供适当的冷却度,保护人体的健康。现在具有储热调温性能的化学靴、登山靴已经面市。手套和调温鞋垫也是调温纺织品的重要用途之一,含有相变材料的手套还被应用于足球守门员。 1.8.5 汽车内织物
人的身体通过普通座椅与外界交换的热、湿量少,易引起人体不适。含 PCM 织物的座椅,可吸收多余热量,改善座椅的热舒适性。汽车内部采用智能调温纺织品作为内衬同样也可以为乘客提供温度调节效果。B.Pause 对汽车内部地板、座椅、车顶以及仪表盘等物品应用储热调温纺织品,研究结果显示对于面积为 1.5m2 的车顶,车顶内衬中相变材料能够吸收大约 150J 的热量;应用于座椅的调温纺织品不仅可以通过相变材料的相变吸收乘客多余的热量,也减少了乘客身体湿气的产生,同时也为汽车节约了能耗。 1.8.6 医疗卫生用品
采用储热调温纤维和纺织品用于制备医疗卫生材料,前景乐观。这主要由于手术过程中高强度、长时间的工作性质及高密闭的工作环境所导致的。在这种极度长时间精神紧张的环境下体力消耗大,身体散热难以排放,中暑事件时有发生。使用调温隔离服,可以提高工作效率和身体的舒适性及抵抗力。目前已经进行研究的颈套、枕芯具有医疗保健作用已经得到证实;采用储热调温织物作为绷带相对普通绷带可以使患者手术部位保持更加舒适的温度和湿度,加速伤口的愈合,减少感染,为患者和医护人员带来福音。此外智能调温织物还可以应用于婴儿尿布上,减小温度波动幅度,增强婴儿的舒适性。
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1.9本研究研究目的和意义
相变微胶囊的出现,带动了蓄热调温织物的发展。含相变微胶囊的织物可以有效地改善人体与织物间的微气候,增强织物的舒适性和功能性. 但是受到目前科技发展水平的局限,蓄热调温织物的热调节功能不是无限的.只有当织物周围环境温度不断在其相变温度范围变化时,织物中的相变微胶囊才能最大地发挥作用。为了进一步增加相变材料微胶囊壳体的交联密度,使得微胶囊相变材料的应用更加广泛,提出采用TDI和IPDI分别同多醚聚元醇反应来获得紧密性的微胶囊,在通过后整理的方法将制备的微胶囊相变材料整理到织物上, 为了提高织物的蓄热调温特性,本工作从以下几个方面研究:
探讨焙烘温度对微胶囊整理织物的影响。
通过不同温度下制备的微胶囊整理到织物后的温度曲线,找到制备微胶囊的最佳温度。
探讨粘合剂的用量对织物的蓄热调温的影响。
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第2章 实 验
2.1实验药品及仪器
2.1.1实验仪器
本实验使用的实验仪器、及生产厂家见表2-1所示。
表2-1实验仪器
仪器名称 剪切乳化搅拌器 数显电动热恒温水浴锅 台式电热恒温干燥箱 红外线干燥箱 光学显微镜 点温计
电热恒温鼓风干燥鼓风箱
生产厂家 上海标本模型厂
北京科伟永兴仪器有限公司
天津市泰斯特仪器
上海光地仪器设备有限公司 上海光学仪器有限公司 优德利有限公司
北京科伟永兴仪有限公司器
2.1.2实验药品及试剂
本实验需要的实验药品、规格及生产厂家见表2-2所示。
表2-2实验药品
药品名称 规格 生产厂家 二乙烯三胺 化学纯 天津市科密欧化学试剂有限公司 IPDI
SMA TDI 硬脂丁酸酯 多醚聚元醇 蒸馏水 粘合剂
化学纯 工业品 化学纯 化学纯 化学纯 纯净物 化学纯
上海天虹化学试剂有限公司
自制
天津市富宇化学试剂厂 天津市光复精细化工研究所 西安工程大学轻化工程实验室 西安工程大学轻化工程实验室 西安工程大学轻化工程实验室
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2.2聚氨酯微胶囊制备方法及工艺
2.2.1乳化剂的配制
本实验主要采用质量分数为5%,pH为6的乳化剂SMA,配置过程如下:先向500mL三口烧瓶中加入300mL蒸馏水和2.0g氢氧化钠,放入恒温水浴锅中加热,并用精密增力电动搅拌器不断搅拌,使其溶解,然后再称取15gSMA于三口烧瓶中,调节pH,多次少量添加氢氧化钠直到pH为6,温度升到90°时,再冷却至室温,装入容器中以待使用。
2.2.2乳化的过程工艺
在室温下,先用量筒量取150mL蒸馏水和上述已制备好的乳化剂30mL于烧杯,放入恒温水浴锅中加热至30℃时,再向大烧杯中加入24g左右芯材硬脂酸丁酯和2gTDI(或2.4gIPDI),然后将烧杯放在剪切乳化机下,逐渐将转速上升到1000r/min下搅拌,10min后即可得所需乳状液。
2.2.3聚氨酯微胶囊合成过程及工艺曲线
将制得的乳状液倒入500mL的三口烧瓶中,在40℃的条件下,缓慢滴加一定量已配置好的分子量为500的聚醚多元醇,并不断搅拌30min后升温至所需的温度,保温两小时后,再后缓慢滴加10滴的二乙烯三胺,保温三小时后即可制得微胶囊。表2-3为实验数据。
表2-3实验数据
组别
反应温度(℃) 50 60 70 50 60 70
TDI (g) 2.09 2.03 2.11 / / /
IPDI (g) / / / 2.41 2.41 2.44
1 2 3 4 5 6
硬酯丁酸酯 (g) 24.00 24.06 24.14 23.86 23.74 23.79
聚醚多元醇(g) 4.55 4.55 4.57 4.12 4.10 4.20
二乙烯三胺(D) 10 10 10 10 10 10
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