摘要
相变微胶囊通过包裹相变材料存储大量的潜热，有着良好的温度调节性能，其中以聚氨酯（PU）为壳材的相变微胶囊不含甲醛、安全性高，其作为功能填料可应用于纺织和建筑等领域，为人们提供更加舒适的生活环境。水性聚氨酯（WPU）具有高强度、抗撕裂和耐磨等特性，是使用最广泛的合成聚合物之一。然而WPU合成原料中使用的多元醇主要来自不可再生的石化资源，聚碳酸亚丙酯多元醇（PPCD）是一种由CO2作为原料合成的多元醇，使用PPCD制备的WPU更加环保。本文采取PU作为壳材，制备了包裹硬脂酸丁酯的相变微胶囊，随后合成了PPCD基WPU,将相变微胶囊作为功能性添加剂与WPU配制成调温复合材料应用于涤纶织物上。论文主要内容如下: （1）采用界面聚合法，使用聚乙二醇（PEG400）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和三羟甲基丙烷（TMP）作为壁材原料制备聚氨酯外壳，以聚乙烯醇（PVA-1788）作为乳化剂，制备了包裹硬脂酸丁酯的聚氨酯相变微胶囊（PU-PCMs）。测试表明当选取浓度为2.5％的PVA水溶液，在200r/min转速下70℃进行界面聚合反应制备的PU-PCMs形貌最佳，为完整的球状，无粘连结块现象，副反应对微胶囊合成的影响最小。壁材合成中，合适的n-NCO∶n-OH（-NCO与软段PEG中-OH摩尔比）使壁材具有一定的力学强度。相比线性结构PU外壳的微胶囊，具有交联结构PU外壳的微胶囊有着更高的包覆率和致密性。当微胶囊壁材原料中的n-NCO∶n-OH为10、TMP用量为2.25g、芯壁比为2∶1时所制备的PU-PCMs具有良好的形状稳定性和热稳定性，产率达75.89％,熔融焓为92.24J/g。 （2）以聚碳酸亚丙酯多元醇（PPCD）为软段，异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、一缩二乙二醇（DEG）和二羟甲基丙酸（DMPA）为硬段，聚己内酯三元醇（PCL-3057）为交联剂制备了PPCD型WPU（PWPU）乳液，探究了n-NCO∶n-OH（-NCO与软段PPCD中-OH的摩尔比）、交联剂添加量以及亲水基团含量对WPU性能的影响，随着n-NCO∶n-OH的增加，胶膜的力学性能和光泽度增加，加入交联剂（PCL-3057）后，胶膜的拉伸强度增大。当n-NCO∶n-OH为5、D值（软段PPCD中-OH与交联剂中-OH摩尔比）为4、亲水基团含量为1.2％时，PWPU胶膜的吸水率为5.33％,拉伸强度为41.38MPa,断裂伸长率为478.88％,60°光泽度可达90.6GU。 （3）为了获得力学性能强、柔性好的WPU,以聚醚二醇N220和PPCD作为混合软段，与IPDI、DEG、PCL-3057以及DMPA反应制备了混合软段的水性聚氨酯（N-PWPU）,探究了软段N220与PPCD的质量比（mN220∶mPPCD）对WPU性能的影响。随着软段中N220含量的增加，胶膜的柔性越来越好，但拉伸强度降低，当mN220∶mPPCD为1∶1时，制备的N-PWPU性能最好，胶膜断裂伸长率达到634.84％,拉伸强度为38.77MPa,吸水率为5.66％,热稳定性好。将第二章制备的性能最佳的PU-PCMs作为功能性填料加入N-PWPU中并刮涂在涤纶织物上，制备出调温织物。调温织物的熔融焓随着PU-PCMs添加量的增加而增加，添加了40％PU-PCMs的织物熔融焓为11.13J/g,PU-PCMs含量高的织物有着更好的调温性能。
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