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多功能涂层织物的研究

作　者: 王慧玲
导　师: 于湖生；徐维敬
学　校: 青岛大学
专　业: 纺织工程
关键词: 多功能涂层织物水性聚氨酯羊毛角蛋白溶液抗紫外线纳米粉体
分类号: TS106
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

多功能化是涂层织物的发展趋势之一。目前，通过涂层的方法赋予织物单一的防水、透湿、抗紫外线等功能并不少见，但对将这几种功能集于一身的涂层织物的研究并不多。本文采用成膜后表面没有微孔的成膜性较好的水性聚氨酯为涂层剂，利用自制的羊毛角蛋白溶液与抗紫外线纳米粉体对其进行改性，以提高涂层织物的透湿性和抗紫外线性，从而得到集防水、透湿、抗紫外线为一体的多功能涂层织物。首先将溶解羊毛的还原法与碱性法结合使用，制得羊毛角蛋白溶液。根据研究的内容，制成了四种类型的干法膜：纯的水性聚氨酯膜；聚氨酯与羊毛角蛋白溶液的共混膜；聚氨酯与抗紫外线纳米粉体的共混膜；聚氨酯，角蛋白溶液与抗紫外线纳米粉体的共混膜。通过扫描电镜观察这些膜的表面形貌，发现最终可以得到表面均匀分布着微孔的共混膜，利用红外光谱法对前两种膜的内部成分进行测试，证实了羊毛角蛋白溶液只是以物理共混的状态存在于聚氨酯膜中。然后分别以锦纶与涤纶这两种机织物作为基布，采用不同的增重率进行聚氨酯干法直接涂层试验，对得到的涂层织物各项主要性能(包括透湿性、防水性、强力、耐磨性)进行测试，采用多目标灰色局势决策的数学方法对实验结果进行分析，确定了涂层织物的最佳增重率为20％～30％。保持该增重率不变，向聚氨酯溶液中加入不同比例的羊毛角蛋白溶液，制成涂层织物，并对其性能进行测试，结果显示制成的涂层织物透湿性与撕裂强力得到了提高，而防水性、拉伸断裂强力与耐磨性有所下降。再次采用多目标灰色局势决策的数学方法进行最优化方案的确定。之后加入抗紫外线纳米粉体，得到多功能涂层织物，对该织物的各项主要性能进行测试，并对多功能的机理作了分析。结果表明加入纳米粉体以后涂层织物的抗紫外线性能显著提高，其它各项主要性能没有受到明显影响。最后总结了制得羊毛角蛋白溶液与多功能涂层织物的方法，并对进一步的研究工作提出了建议和设想。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-7
第一章绪论  7-11
  1.1 涂层织物简介  7
  1.2 多功能涂层织物简介  7-8
  1.3 国内外研究现状  8-9
  1.4 本文研究的意义与主要内容  9-11
    1.4.1 本课题的意义  9
    1.4.2 本文研究的主要内容  9-11
第二章羊毛角蛋白溶液的制备  11-18
  2.1 引言  11
  2.2 羊毛角蛋白溶液的制备方法  11-14
    2.2.1 氧化法  12
    2.2.2 还原法—A法  12
    2.2.3 还原法—B法  12-13
    2.2.4 还原法—C法  13
    2.2.5 碱性法  13
    2.2.6 铜氨溶液法  13
    2.2.7 酸性法  13
    2.2.8 金属盐法  13-14
    2.2.9 电化学氧化还原法  14
    2.2.10 其它方法  14
  2.3 本实验依据的原理及方法  14-15
  2.4 实验  15-17
    2.4.1 材料及仪器  15
    2.4.2 实验方案及结果分析  15-17
  2.5 本章小结  17-18
第三章干法膜的实验研究  18-25
  3.1 聚氨酯简介  18
  3.2 实验  18-24
    3.2.1 干法膜的制备  19
    3.2.2 干法膜表面形貌的扫描电镜(SEM)观察  19-21
    3.2.3 干法膜的红外光谱(IR)分析  21-24
  3.3 本章小结  24-25
第四章多功能涂层织物的实验研究  25-55
  4.1 纳米抗紫外线纺织品简介  25-27
    4.1.1 紫外线及其危害  25
    4.1.2 纳米材料及其纺织品简介  25-26
    4.1.3 纳米纺织品的紫外线防护性能  26
    4.1.4 纳米抗紫外线织物的制备方法  26-27
  4.2 涂层织物试样的制备  27-28
    4.2.1 主要原料与试剂  28
    4.2.2 制备方法  28
  4.3 涂层织物性能的测试原理及方法  28-33
    4.3.1 涂层织物的透湿性能测试  28-30
    4.3.2 涂层织物的耐静水压性能测试  30-31
    4.3.3 涂层织物的拉伸断裂强力测试  31
    4.3.4 涂层织物的撕破强力测试  31
    4.3.5 涂层织物的耐磨性能测试  31-32
    4.3.6 涂层织物抗紫外线性能的测试  32-33
  4.4 水性聚氨酯干法直接涂层织物性能的测试及结果分析  33-43
    4.4.1 涂层织物最佳增重率的确定方法  33-34
    4.4.2 不同增重率对涂层织物透湿性能的影响  34
    4.4.3 不同增重率对涂层织物耐静水压性能的影响  34-35
    4.4.4 不同增重率对涂层织物强力的影响  35-36
    4.4.5 不同增重率对涂层织物耐磨性能的影响  36-38
    4.4.6 最佳增重率的确定  38-43
  4.5 涂层剂中加入羊毛角蛋白溶液对涂层织物性能的影响  43-49
    4.5.1 不同含量的角蛋白溶液对涂层织物透湿性能的影响  44
    4.5.2 不同含量的角蛋白溶液对涂层织物耐静水压性能的影响  44-45
    4.5.3 不同含量的角蛋白溶液对涂层织物强力的影响  45-46
    4.5.4 不同含量角蛋白溶液对涂层织物耐磨性能的影响  46-47
    4.5.5 最佳角蛋白溶液比例的确定  47-49
  4.6 多功能涂层织物的性能测试及结果分析  49-54
    4.6.1 干法多功能涂层织物的抗紫外线性能测试  49-51
    4.6.2 干法多功能涂层织物的透湿性能测试  51-52
    4.6.3 干法多功能涂层织物的耐静水压性能测试  52-53
    4.6.4 干法多功能涂层织物的强力测试  53
    4.6.5 干法多功能涂层织物的耐磨性能测试  53-54
  4.7 本章小结  54-55
第五章结论  55-57
参考文献  57-60
攻读硕士学位期间的研究成果  60-61
致谢  61-62

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