Page 210 - 《精细化工》2020年第2期

·412· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

cotton fabric were significantly lower. During the heating process, BPTCD-PEG decreased the surface
temperature of cotton fabric, and during the cooling process, BPTCD-PEG increased the surface
temperature, which suggested that the cotton fabric treated by BPTCD-PEG had the property of heat storage
and temperature regulation in this temperature range.
Key words: phase change polymers; photo and thermal responsive polymers; liquid crystal composites;
cellulose fiber; temperature-regulated fabrics; dyeing and finishing auxiliaries

服装被称为人体的第二皮肤，对调节人体热舒 调节 [14] 。
适性起着非常重要的作用。随着人们生活水平的提 本文通过 3,3′,4,4′- 二 苯甲酮四甲酸二酐
高，单纯通过增加或减小服装厚度来维持人体适宜 （BPTCD）与聚乙二醇 2000（PEG2000）的酯化反
的温度已经不能满足人们的消费需求。具有蓄热调 应，合成了具有光热响应的 BPTCD-PEG 相变聚合
温功能的纺织品及其复合材料深受消费者欢迎和喜 物。该功能聚合物可以与纤维素反应，将该聚合物
爱，也逐渐成为研究者们关注的热点 [1-3] 。调温纺织 接枝到纤维素纤维上，获得具有蓄热调温性能的纤
品可在不同环境温度下进行双向温度调节，当环境 维素液晶复合材料。与传统微胶囊方法相比，该方
温度在一定范围内升高时，调温纺织品吸收热量， 法制备工序简单，且解决了相变微胶囊易泄漏挥发、
而当环境温度低于一定温度时，调温纺织品释放热 颗粒大易团聚等问题 [15] 。并讨论了该纤维素复合材
量 [4-6] ，这一特性极大地改进了服装对环境温度的适 料在不同温度下的调温性能，为蓄热调温纺织品的
应性，能有效地缓解因外界温度的变化给人体带来 开发提供理论指导。
的不适，从而提高了人体穿着服装的舒适性。
目前，制备调温纺织品最有效的方法是使用相 1 实验部分
变材料 [7-8] 。在一定温度下，相变材料从环境中吸收
1.1 试剂与仪器
热量或者将潜热自动释放到环境中，利用其自身的
纯棉平布半制品，经纬纱支为 10 tex×10 tex，
相转变实现储能与放能，从而达到调节温度的目的。
经纬密度为 354 根/10 cm×346 根/10 cm，绍兴金球
最常用的技术是将相变材料（芯材）包裹于成膜材
纺织整理有限公司；3,3′,4,4′-二苯甲酮四甲酸二酐
料（壁材）中，使之形成具有核壳结构的微小粒子，
（ BPTCD ，质量分数 99% ）、聚乙 二醇 2000
形成相变微胶囊，再通过织物后整理或者纺丝技术
制成蓄热调温织物 [9-11] 。但是微胶囊材料与纤维的 （PEG2000，CP）、对甲苯磺酸（质量分数 99%）、
一水合次磷酸钠（质量分数为 98%），国药集团化学
结合方式，以及形成微胶囊复合材料的体感、耐洗
性能、储热性能等一系列问题，仍然困扰着研究者， 试剂有限公司；高纯水，自制。
新的储能材料开发以及储能材料与基质的结合方式 DGG-9240 型电热鼓风干燥箱，上海森信实验
仍然是近年来该领域的研究热点 [12-13] 。除使用相变 仪器有限公司；S-4800 型扫描电子显微镜，日本
微胶囊外，常用的制备蓄热调温织物的方法还有纺 Hitachi 公司；HRTK350 型热台，上海绘统光学仪器
丝法及泡沫法。纺丝法是将相变材料加入纤维聚合 有限公司；DM2700 型徕卡偏光显微镜，德国徕卡
物溶液或熔体中，通过纺丝工艺制备含相变材料的 公司；DSC204F1 型差示扫描量热仪，德国耐驰公
纤维。相变材料包裹在纤维内部，大大增加了其使 司；Flir One Pro 型红外热成像仪，美国 Flir 公司；
用寿命，且对织物的颜色、柔软度、手感等性能影 YG461E-Ⅱ型全自动织物透气量仪，武汉国量仪器
响较小。但是纺丝法对设备的要求高且操作复杂。 有限公司；SW-12A Ⅱ型耐洗牢度试验机，温州大
泡沫法是将相变材料加入到发泡材料中，通过发泡 荣纺织仪器有限公司；BI-MWA 型凝胶渗透色谱-
成型得到含有相变材料的泡沫。调温泡沫通过热熔 光散射联用仪，美国 Waters 公司。
层压或涂层与织物粘合。由于泡沫材料孔隙率高， 1.2 方法
容量大，因此其相变材料的含量可大大提高，同时 1.2.1 相变聚合物的合成
可添加不同组分的相变材料，从而实现多个温度的 合成路线如下所示：