毕业论文微胶囊相变材料的主要制备工艺.doc

摘要相变材料是近年来研究最为广泛，最具有应用前景的储能材料之一。如何对固液相变材料进行有效的封装，提高其稳定性，是阻碍其规模化应用的主要问题。本文以石蜡为芯材,苯乙烯_马来酸酐共聚物(SMA)为乳化剂,单体甲苯2,4-二异氰酸酯（TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、多醚聚元醇(分子量为500和1000）为反应性单体,采用界面聚合制备微聚氨酯壳体微胶囊相变材料。通过光学显微镜、称重法对所制备微胶囊的表面形貌、热稳定性和化学结构作了表征和分析。将相变材料微胶囊通过浸轧法整理于织物的表面，实现纺织品蓄热调温功能。也是目前蓄热调温智能纺织品的研究热点之一。为此，总结了相变材料微胶囊化的反应机制和影响微胶囊性质的主要因素，以及这类微胶囊与纺织品的复合技术，系统介绍了相变材料微胶囊在蓄热调温智能纺织品中的应用现状，并指出其中存在的问题及解决的方法，从而为智能纺织品的开发与应用提供参考。通过光学显微镜、称重法、热温度计法对所制备微胶囊的表面形貌、热稳定性及整理织物效果进行测试。实验结果表明：TDI和多醚聚元醇(分子量为500)为单体制备的微胶囊的稳定性、整理到织物上的效果明显较好；同一反应单体在不同温度下下制备的微胶囊效果也有巨大的差异，太高的温度和过低的温度所制备的微胶囊的效果都不好。关键词:微胶囊,聚氨酯,相变材料,多醚聚元醇,界面聚合，蓄热调温，织物目录前 言是1第1章 概 述21.1 微胶囊相变材料的定义21.2微胶囊相变材料的特性21.3微胶囊相变材料的主要制备工艺2第2章 实 验112.1实验药品及仪器112.1.1实验仪器112.1.2实验药品及试剂112.2聚氨酯微胶囊制备方法及工艺12 前 言能源是社会发展的动力，几乎一切的人类活动都和能源有着密切的关系。开发可再生能源和新能源的理论与应用研究一直很受关注,在热能的存贮和有效利用方面更是研究的热点。相变材料是一种利用相变潜热来储能和放能的化学材料。在实际当中,人们为了应对环境温度的变化对材料温度造成的影响,期望通过相变材料对热能的存放功能,来控制材料周围的温度,达到材料需求温度,从而提高能源利用率,相变材料的重要性自然得到了提升。20世纪30年代以来,特别是受80年代能源危机的影响,相变储能基础理论及应用技术研宄在欧洲、北美、日本等发达国家迅速崛起并得到不断的发展。材料科学、太阳能技术、航天技术和工程热物理等学科领域 的相互渗透与发展进一步为相变储热研宄和应用创造了条件。随着生活水平的提高，人们对纺织品的服用性能提出了更高的要求，多种功能性纺织品应运而生，其中，调温纤维作为一种新型的智能纤维引起了人们广泛的关注。20世纪80年代,将相变材料结合到纺织材料上的想法得到了最初的体现,之后随着纺织材料开发技术的提高,发展到现在主要以相变微胶囊的开发为主流,目前这种具有调温功能的微胶囊被应用在了一系列调温纤维以及后整理织物的开发上。在当前阶段，微胶囊相变材料壳体的制备方法有界面聚合法和界面聚合法。原位聚合要以三聚氰氨、脲醛树脂等为壁材，这些原料在使用过程中会释放甲醛，不利于环保，而且合成过程较复杂，过程不易控制等。界面聚合法适用于多种聚合反应。与原位聚合法不同，界面聚合法的两种反应单体分别溶于分散相和连续相中，依靠一定浓度的表面活性剂的存在使得体系稳定，反应开始时，两种反应单体分别从两相内部向两相界面发生移动，在相界面发生聚合反应生成壁材将囊芯进行包覆而形成相变微胶囊，其具有反应速度快、过程易控制等优点。但调温织物的制备方法一般包括纺丝法和织物后整理的方法。纺丝法要求 PCM 具有耐高温的性质且微胶囊的致密性优良，因此工业化难度大；而后者操作简单、对整理装置要求不高，使用性强，是研究者比较倾向的选择。后整理的方法主要包括涂层法、浸渍法以及浸轧法。由于涂层法整理织物会影响织物的手感和透气性。所以在本实验中，通过界面聚合的方式制备微胶囊，探讨反应速度较温和的TDI和IPDI分别与聚醚多元醇反应制备具有三维网状的微胶囊的表现形态，采用浸法将聚氨酯微胶囊整理到织物上，探讨聚合过程中相关因素变量及最佳工艺。第1章 概 述1.1 微胶囊相变材料的定义相变材料是利用物质发生相变时需要吸收或放出大量热量的性质来储热。微胶囊相变材料是应用微胶囊技术在固-液相变材料微粒表面包覆一层性能稳定的高分子膜而构成的具有核壳结构的新型复合材料，它是利用聚合物作壁材，相变物质为芯材制备的微小颗粒，具有储热温度高、设备体积小、热效率高以及放热为恒温过程等优点，利用微胶囊相变材料这种储热、放热作用，可以调整、控制工作源或材料周围环境的温度。在微胶囊相变材料中发生相变的物质被封闭在球形胶囊中，从而可有效解决相变材料的泄漏、相分离以及腐蚀性等问题，有利于改善相变材料的应用性能，并可拓宽相变蓄热技术的应用领域。相变材料在产生相变时能够吸收发热体的热量，使其温度不再升高或升高较小；当发热体不工作时，其温度降低，相变材料可以恢复原来的相结构，因此可以多次重复使用。1.2微胶囊相变材料的特性微胶囊相变材料具有如下的特性：（1）提高了传统相变材料的稳定性。传统相变材料稳定性差，易发生过冷和相分离现象。形成微胶囊后，这些不足会随着胶囊微粒的变小而得到改善。（2）强化了传统相变材料的传热性。微胶囊相变材料颗粒微小且壁薄（0.210m），提高了相变材料的热传递和使用效率。（3）改善了传统相变材料的加工性能。微胶囊相变材料颗粒微小，粒径均匀，易于与各种高分子材料混合构成性能更加优越的复合高分子相变材料。（4）微胶囊相变材料便于封装，可以降低相变材料的毒性，绿色环保。1.3微胶囊相变材料的主要制备工艺微胶囊的制备方法分为物理法、化学法和物理化学法.其中：物理法有喷雾干燥法和空气悬浮喷涂法等；化学方法主要有界面聚合法、原位聚合法和悬浮聚合法等；物理化学法主要相分离法，相分离法又包括单凝聚法和复凝聚法。 最常用的制备微胶囊的方法是主要有界面聚合法、原位聚合法、相分离法、喷雾干燥法等。其制备方法的原理及其优缺点的比较如表1-1所示。制备方法原理优点缺点界面聚合法将芯材分散到含有活性单体A（形成壁材）的溶液中，再将溶液乳化到另一种连续相中，加入另一种活性单体B。两种单体向芯材界面移动并进行反应形成聚合物.工艺简单，反应单体纯度要求低，芯壁材配比要求不严，反应速率快，时间易控制，且包封率高.反应单体活性要求较高，必须能够进行缩聚反应.原位聚合法将芯材被分散到含有成壳单体的溶液中，预聚体在液滴表面发生聚合反应并沉积形成壁材.粒径尺寸与囊壁厚度易控制，工艺简单，成本低.要求单体可溶，聚合物不可溶.相分离法将芯材分散到含有壁材的溶液中，加入凝聚剂使壁材凝聚形成微胶囊.聚合物不溶解并沉淀，制备的微胶囊形态规则，粒径较小.凝聚的过程可逆，体系不稳定.1.4相变调温纺织品的工作原理所谓调温纺织品是一种新型智能产品,其中所包含的相变物质能根据外界环境温度的变化发生相态的可逆反应,既可以吸收热量存储于服装内部,也可以将服装内部的热量放出,从而在服装周围形成温度基本恒定的微气候,实现温度调节功能。相变调温材料在纺织服装中的应用更好的提高了人体温度舒适性。在正常情况下,人体产热与散热均得到动态平衡,才能保持体温的相对恒定。对于含有相变材料的服装来说,在外部环境条件与自身活动条件的交互作用下,该类服装能够发挥辅助体温调节功能,使人体保持热平衡,即净产热量与净散热量相等。相变材料在整个热交换过程中能够根据人体体温或外界环境温度主动吸收及储存热量,从而起到管理和降低热量、湿度的作用虽然其热调节的效率与相变材料本身的热洽值及添加量等因素有关,但从原理上看,确实能在一定程度和时间段内起到调温的效果。相变调温技术作为一种新的服装微气候调节手段与吸湿排汗类纺织品不同。对于吸湿排汗类纺织品来说,它能够对皮肤出汗做出反应,吸掉皮肤上的汗水,从而控制湿度,而当其开始发挥作用时,人体已经感受到过热和出汗等不适。而相变调温技术能够主动管理热量,在皮肤出汗之前就能控制皮肤温度,防止出汗,能够更好的提升体感舒适度。相变微胶囊的蓄热调温机理示意图如图2 所示.固体芯材：相变材料液体芯材：相变材料壁材壁材温度升到材料熔点时，开始融化吸热温度降到材料凝固点时，开始凝固放热图2 相变微胶囊的蓄热调温机理1.5微胶囊相变材料整理织物的工艺用相变材料微胶囊整理织物是将MEPCM 添加到整理液或涂层剂中，通过织物后整理方法，依靠黏合剂的作用使相变材料黏接在纤维或织物上，从而获得蓄热调温纺织品。在纺织应用领域，一般通过浸轧法和涂层法将微胶囊相变材料附加到纺织品上制成蓄热调温纺织品。常用的PU、丙烯酸类黏合剂对MEPCM 具有良好的粘接性和成膜强度。通过选用适当比例的整理液配方，及后整理技术得到的织物具有较好的平整度和调温性能，但织物表面的涂层易形成薄膜覆盖纱线及中间空隙从而影响织物透气性。浸轧法采用浸轧方式可使MEPCM 均匀分布于织物表面并深入纱线内部，获得均匀的调温效果。通过浸轧法将MEPCM 整理到织物上要求整理液黏度低、分散均匀方可实现胶囊深入织物内并均匀分布。涂层法通过涂层加工的方式可将相变材料黏接在织物上，目前多采用直接涂层和泡沫涂层2 种涂层方法，其他涂层方法因对微胶囊自身的耐热性和抗拉、压缩性能要求较高而受限。受涂层剂的浓度和涂层厚度的影响，涂层织物的透气性和柔软性均比浸轧整理织物差。1.5微胶囊的界面聚合原理界面聚合法生成微胶囊流程及示意图 1.4一、异氰酸酯的反应机理异氰酸酯指结构中含有异氰酸酯（NCO，即-N=C=O）基团的化合物,其化学活性适中。一般认为异氰酸酯基团具有如下的电子共振结构：根据异氰酸酯基团中N、C、O元素的电负性排序：O(3.5)N(3.0)C(2.5),三者获得电子的能力是：ONC。另外：C=O键键能为733kJ/mol,-C=N-键键能为553kJ/mol,所以碳氧键比碳氮键稳定。因此，由于诱导效应在-N=C=O基团中氧原子电子云密度最高，氮原子次之，碳原子最低，碳原子形成亲电中心，易受亲核试剂进攻，而氧原子形成亲核中心。当异氰酸酯与醇、酚、胺等含活性氢的亲核试剂反应时，-N=C=O基团中的氧原子接受氢原子形成羟基，但不饱和碳原子上的羟基不稳定，经过分子内重排生成氨基甲酸酯基。反应如下：二、异氰酸酯的反应异氰酸酯基团具有适中的反应活性，涂料化学中常用的反应有异氰酸酯基团与羟基的反应，与水的反应，与胺基的反应，与脲的反应，以及其自聚反应等。其中多异氰酸酯同羟基化合物的反应尤为重要，其反应条件温和，可用于合成聚氨酯预聚体、多异氰酸酯的加和物以及羟基型树脂（如羟基丙烯酸树脂、羟基聚酯和羟基短油醇酸树脂等）的交联固化。配漆时nNCO:nOH一般在11.05：1。水性化多异氰酸酯用于水性羟基组分的交联，此时nNCO:nOH一般在1.21.6：1。异氰酸酯基和水的反应机理如下：该反应是湿固化聚氨酯涂膜的主要反应，也用于合成缩二脲以及芳香族异氰酸酯基的低温扩链合成水性聚氨酯。脂肪族异氰酸酯基活性较低，低温下同水的反应活性较小。一般的聚氨酯化反应在500C1000C反应，水的分子量又小，微量的水就会造成体系中NCO基团的大量损耗，造成反应官能团的摩尔比变化，影响聚合度的提高，严重时导致凝胶，因此聚氨酯化反应原料、盛器和反应器必须做好干燥处理。异氰酸酯基和胺的反应生成脲，反应如下：取代脲氮原子上的活性氢可以继续与异氰酸酯基反应生成二脲、三脲等，聚脲通常为白色的不溶物，因此可用苯胺检验NCO基的存在。反应温度对脲的生成影响较大，如在制备缩二脲时，反应温度应不高于1000C。异氰酸酯基和胺的反应常用于脂肪族水性聚氨酯合成时预聚体在水中的扩链，此时胺基的活性远大于水的活性，通过脲基生成高分子量的聚氨酯。另外，位阻胺（如MOCA，即3，3-二氯-4，4-二氨基二苯基甲烷）活性适中，可以同预聚体的NCO基在室温反应。芳香族异氰酸酯基在100以上可以和聚氨酯化反应所生成的氨基甲酸酯基反应生成脲基甲酸酯。所以聚氨酯化反应的反应温度应低于100，以防止脲基甲酸酯的生成而导致支化和交联。异氰酸酯还可以发生自聚反应。其中芳香族的异氰酸酯容易生成二聚体脲二酮：该二聚反应是一个可逆反应，高温时可以分解。在催化剂存在下，二异氰酸酯会聚合成三聚体，其性质稳定、漆膜干性快，属于高端的双组分聚氨酯涂料的多异氰酸酯固化剂，预计其应用将不断增长。三聚反应是不可逆的，其合成催化剂主要有叔胺、三烷基磷、碱性羧酸盐等。二异氰酸酯合成三聚体时可以用一种单体也可以用混合单体，如德国Bayer公司的Desmoder HL就是TDI和HDI合成的混合型三聚体。三、异氰酸酯的反应活性异氰酸酯的反应活性主要受其取代基的电子效应和位阻效应的影响。1电子效应的影响当R为吸电性基团时，会增强基团中碳原子的正电性，提高其亲电性，更容易同亲核试剂发生反应；反之，当R为供电性基团时，会增加基团中碳原子的电子云密度，降低其亲电性，削弱同亲核试剂的反应。由此可以排出下列异氰酸酯的活性顺序：由于电子效应的影响，聚氨酯合成用的二异氰酸酯的活性往往增加。而当第一个-N=C=O基团反应后，第二个的活性往往降低。如甲苯二异氰酸酯，两个-N=C=O基团活性相差24倍。但当二者距离较远时，活性差别减少。如MDI上的两个-N=C=O基团活性接近。2位阻效应的影响位阻效应亦影响-N=C=O基团的活性。甲苯二异氰酸酯有两个异构体：2,4-甲苯二异氰酸酯和2,6-甲苯二异氰酸酯，前者的活性大于后者，其原因在于2,4-甲苯二异氰酸酯中，对位上的NCO基团远离CH3基团，几乎无位阻；而在2,6-甲苯二异氰酸酯中，两个NCO基团都在CH3基团的邻位，位阻较大。另外，甲苯二异氰酸酯中两个NCO基团的活性亦不同。2,4-TDI中，对位NCO基团的活性大于邻位NCO的数倍，因此在反应过程中，对位的NCO基团首先反应，然后才是邻位的NCO基团参与反应。在2,6-TDI中，由于结构的对称性，两个NCO基团的初始反应活性相同，但当其中一个NCO基团反应之后，由于失去诱导效应，再加上空间位租，故剩下的NCO基团反应活性大大降低。1.7 相变材料在纺织领域上的应用 1.7.1 军用服装 储热调温纺织品不但具有一般服装纺织品的基本性能，而且可以在一定的环境下自动调节温度，延长穿着的舒适性，因而越来越受到纺织行业的关注与重视。目前储热调温纤维利用去在军事上的应用并已经投入生产的主要有飞行员保暖手套、军用作战靴、潜水服以及海军陆战队冷却服等。此外，调温纺织品可应用于军事红外线伪装服，军事应用上的红外波段分布为 0.75-3m 的近红外和 3-15m 的远红外。红外热像仪利用高于环境温度的温度都会向外发射红外辐射而使之成像的原理进行侦查，而调温纺织品能缓冲人体散发的热，降低热红外辐射，从而减少或消除目标与背景的亮度差别达到伪装的目的。储热调温纤维及纺织品能够在一定的温度范围内缓冲人体散发热量，减低热辐射，有望在红外伪装领域起到一定的作用。 1.7.2 民用服装 PCM 能够吸收运动员因剧烈运动产生的大量热量，从而使穿着者避免过快的体温上升产生头晕、乏力等不良症状。因此相变材料最适宜应用于运动服装领域。此外，人体的足部温度一般都要低于体温 23，并且脚在日常生活中总是处于运动和静止的交替状态，因此将调温纺织品用于制造鞋衬材料和袜子是维持足部温度恒定，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。 1.7.3 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%。 1.7.4 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。 1.7.5 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。 1.7.6 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1.7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：通过不同单体制备的微胶囊，确定制备微胶囊的最佳单体；通过实验，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。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实验仪器仪器名称生产厂家剪切乳化搅拌器上海标本模型厂数显电动热恒温水浴锅北京科伟永兴仪器有限公司台式电热恒温干燥箱天津市泰斯特仪器红外线干燥箱上海光地仪器设备有限公司光学显微镜上海光学仪器有限公司点温计优德利有限公司电热恒温鼓风干燥鼓风箱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化学纯上海天虹化学试剂有限公司SMA工业品自制TDI化学纯天津市富宇化学试剂厂硬脂丁酸酯化学纯天津市光复精细化工研究所多醚聚元醇化学纯西安工程大学轻化工程实验室蒸馏水纯净物西安工程大学轻化工程实验室粘合剂化学纯西安工程大学轻化工程实验室2.2聚氨酯微胶囊制备方法及工艺2.2.1聚氨酯微胶囊的实验配方本实验是采用界面聚合的方式合成微胶囊相变材料。以硬脂丁酸酯为芯材，分别以甲苯-2，4-二异氰酸酯（TDI）、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚醚多2.2 微胶囊制备工艺流程 本实验是应用界面聚合法制备微胶囊相变材料，采用的工艺流程如图 2-1。 在恒温水浴中，将芯材（硬脂酸丁酯）和壁材单体甲苯-2，4-二异氰酸酯（TDI）（或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI) )，加到溶有乳化剂的水相中，进行充分乳化，形成 O/W 乳液。向乳液中缓慢滴加水溶性壁材单体多醚聚元醇的水溶液，在30下保温30分钟后，将水浴升温到指定温度，使两类壁材单体在液滴界面快速反应形成微胶囊包裹层。充分反应后，将产物抽滤、干燥，即制得微胶囊相变材料。指定温度 5h多醚聚元醇30 30过滤，干燥相变微胶囊整理工艺 整理剂配方：聚氨酯型相变微胶囊乳液（自制，固含量15%）；粘合剂：15%；工艺流程：浸轧整理液（二浸二轧，40）预烘（80 5min）焙烘（温度140；时间 60140s）。2.2微胶囊的制备方法组别反应温度()TDI150260370硬脂酸丁酯微胶囊相变材料的测试微胶囊的形貌观察对本实验制备的硬脂酸丁酯微胶囊相变材料使用光学显微镜(重庆奥浦科技有限公司)对其表面大致形貌进行观察;采用 KYKY-2008B型 SEM(北京中科科仪公司)对聚合后微胶囊的微观结构及表面形貌进行观察分析。微胶囊耐热稳定性的测试称取经充分干燥后的微胶囊2-3g,在120条件下持续烘1h,用电子天平称其质量, 据烘干前后质量的变化, 来计算微胶囊的重量损失率, 用以测定微胶囊的耐热稳定性。重量损失率计算公式:重量损失率=100%微胶囊整理织物后的温度测试使用热敏温度计对整理后的织物的保温性能进行测试。整理剂固着率计算整理剂固着率=100%相变微胶囊整理前后织物的升温曲线对本实验整理的相变微胶囊织物使用点温计每隔5秒织物的温度，做出织物上的温度随时间变化的曲线。结果与讨论不同温度下制备的微胶囊整理织物的保温效果测试在其他条件保持不变的情况下，缩聚反应温度升高会对粒径尺寸及其分布产生显著影响，温度过高，聚合反应速率加快，作为微胶囊壁材的聚合物的分子量急剧增加，致使囊壁形成太快，过厚，同时将若干易形成的微小胶囊包裹成多芯型胶囊，因此造成微胶囊粒径过大，分布过宽。本实验采用反应温度为50为第一组，60为第二组，70为第三组，按照表3-8中所示。表2-8 TDI+多醚聚元醇(500)不同温度下的分组情况组别乳化剂用量/ml石蜡/gTDI/g多醚聚元醇(M500)反应温度/130242302433024图片从图 中不同温度的对比可知，60条件下反应时微胶囊化产率最高，70其次，50最低。这是因为在温度低于 60时，甲苯二异氰酸酯中 2 位上的NCO 活性太低，参与反应的NCO 较少，所以导致微胶囊化产率较低；而在温度高于 60时，NCO 与醇类反应活性提高的同时，NCO 水解反应的活性同时也提高，导致参加聚氨酯聚合反应的有效NCO 量减少，微胶囊化产率较低；当反应温度在 60时，NCO 与醇类具有较高的反应活性，同时水解副反应发生较少。所以，反应最佳温度为 60。组别乳化剂用量/ml石蜡/gIPDI/g多醚聚元醇(M500)反应温度/130242302433024图片由图3可得，在60时，微胶囊表面形态光滑，粒径分布均匀，且大多数为中性颗粒，且大多数为中型颗粒，说明此时的微胶囊的表面形态最优，包裹效率最高。所以粘合剂浓度对织物增重的影响使用在60下TDI和多醚聚元醇(M500 )制备的微胶囊整理织物，测定不同粘合剂与织物增重的关系。表2-1 不同浓度粘合剂整理织物的实验数据表组别整理前织物重(g)整理后织物重(g)粘合剂浓度(g/L)浸轧温度()轧车压强(MPa)预烘温度()焙烘温度()浴比微胶囊的浓度(g/L)11.051.0730400.158012040:110021.031.0940400.158012040:110031.101.2150400.158012040:110040.991.1660400.158012040:110051.061.2370400.158012040:110061.031.1980400.158012040:1100图1 粘合剂的量对织物增重的影响由图1 可以看出，在微胶囊添加量一定的条件下，经过浸轧整理的织物增重与粘合剂浓度有关。当粘合剂浓度为从30g/L 增加到60g/L 时，随着粘合剂的浓度增大，；当粘合剂浓度达到60g/L后织物增加的质量几乎没有什么变化。织物增重主要与溶液中固体含量的浓度有关，当粘合剂浓度增大时，溶液中的固体含量也相应增多，当织物经过烘焙处理后，固着在织物上的固体含量增多，织物增重明显。而随着粘合剂浓度的不断增大，溶液的浓度逐渐趋于饱和，而溶液中加入的微胶囊粒径较大，在过饱和的溶液中不能完全分散，容易出现沉降，影响了浸轧后织物增重。焙烘时温度对织物整理效果的影响微胶囊相变材料在织物上的耐洗性能是测试调温织物实际服用性能的重要指标，而采用浸轧法制得织物的耐洗性能与粘合剂在织物上的固着牢度有很大关系，焙烘条件又是粘合剂在织物上的固着牢度的重要影响条件。因此，首先固定焙烘时间为 120s，使用60下TDI和多醚聚元醇(M500 )制备的微胶囊整理织物在不同焙烘温度（分别为100，110，120，130）对耐洗性能的影响。组别水洗前织物重(g)水洗后织物重(g)粘合剂浓度(g/L)浸轧温度()轧车压强(MPa)预烘温度()焙烘温度()浴比微胶囊的浓度(g/L)11.161.0530400.158010040:110021.030.9440400.158011040:110031.091.0350400.158012040:110041.211.1650400.158012040:110041.131.0780400.158013040:1100从图 4.3 中可以得出，随着焙烘温度的增高，耐洗性能逐渐增加。这是因为焙烘温度较低时，粘合剂与纤维之间交联不充分，在水洗过程中经过机械摩擦，相变微胶囊产生脱落，而焙烘温度的增加有助于粘合剂与纤维之间充分交联，从而使相变微胶囊更加牢固的固着在纤维表面。考虑到节约能源等因素焙烘温度为120最合适。织物调温性能的测试将