新型高效无氟泡沫灭火剂的制备及其性能表征

提出了一种由黄原胶、纳米二氧化硅颗粒和复配表面活性剂组成的新型环保型泡沫灭火剂,用于迅速扑灭易燃液体火灾。利用荧光分光光度计、液滴形状分析仪、润滑油抗泡沫特性测试仪以及双目透射偏光显微镜等试验研究了泡沫灭火剂的表面性能、聚集特性和发泡行为。结果表明,黄原胶以及二氧化硅纳米颗粒的加入使得10 min之内的泡沫稳定性保持在85%以上。通过泡沫性能测试,配比出最优异的泡沫性能,初始泡沫体积为905 mL,25%排水时间为300 s,10 min之内的排水量为105 mL,显著提升了泡沫的起泡性能和泡沫稳定性。随后使用该配方进行小型灭火试验,灭火时间为18 s,抗烧时间为650 s。

表面活性剂与纳米颗粒协同稳定Pickering有机硅乳液的制备及其应用性能

针对目前有机硅平滑剂乳液往往存在分散稳定性差或高剂量表面活性剂引起的应用性能降低等问题,以聚丙烯酸异辛酯的共聚物胶乳(PEHA)为Pickering颗粒,协同表面活性剂,用于制备“油/水”Pickering有机硅乳液,并将其用于织物后整理。考察了PEHA粒径、表面亲水改性及PEHA质量分数对有机硅乳液分散稳定性的影响,通过对整理残液化学需氧量(COD)和整理织物表面摩擦因数的研究,考察了表面活性剂与Pickering纳米颗粒协同稳定对有机硅乳液应用性能的影响。结果表明:PEHA颗粒吸附在有机硅液滴的表面,形成机械阻隔,提升有机硅乳液的分散稳定性,180 nm的PEHA颗粒的稳定效率最佳,90 nm时的稳定效率最差;表面亲水改性能显著提高PEHA稳定乳液的效率,在质量分数仅为10%时,即可实现乳液稳定;最佳稳定方案可使表面活性剂质量分数降低60%以上;浸轧整理织物时,相比表面活性剂独自稳定的体系,Pickering体系吸附织物效率更高,整理后残液的COD值降低63%,整理织物表面静、动摩擦因数分别降低至0.51与0.49,即“Pickering/表面活性剂”协同稳定有机硅乳液具有良好的应用性能。

衣康酸聚乙二醇单醚酯封端水性聚氨酯织物涂层剂的制备及其性能

为丰富水性聚氨酯亲水单体的来源与种类,从而提高涂层织物水蒸气透过率,以聚乙二醇单醚(MPEG)和衣康酸(IA)为原料,通过酯化反应合成含碳碳双键的衣康酸聚乙二醇单醚酯(IM)。将IM和甲基丙烯酸羟乙酯型水性聚氨酯(HWPU)混合,经紫外线接枝得到IM封端水性聚氨酯织物涂层剂(WPU-IM),采用直接涂覆法将其涂布于涤纶织物。通过吸水率、拉伸、耐静水压和水蒸气透过率测试对WPU-IM涂膜、织物涂层的性能进行分析。结果表明:当IM质量分数为2.1%时,WPU-IM涂膜断裂强度为8.61 MPa,断裂伸长率为325%,吸水率为17.4%,水接触角为79.2°;WPU-IM涂层织物耐静水压值为18.86 kPa,透湿率为4086.3 g/(m^(2)·d),综合性能达到最佳。

γ-脲基丙基三乙氧基硅烷/苯基膦酸阻燃抗菌棉织物的制备及其性能

针对棉织物易燃烧、易为有害细菌的滋生提供适宜生长环境,给人们正常生活带来重大安全隐患和健康危害等问题,采用γ-脲基丙基三乙氧基硅烷(TESPR)和苯基膦酸(PPOA),通过溶胶-凝胶法制备了阻燃抗菌棉织物。借助扫描电子显微镜、热重分析仪、锥型量热测试仪、万能材料试验机、织物透气仪等对制得的阻燃棉织物进行表征,研究了其阻燃性能、热稳定性能、力学性能、抗菌性能以及透气性能等。结果表明:TESPR/PPOA成功附着于棉织物表面,极限氧指数达到27.2%;TESPR/PPOA涂层阻燃整理棉织物初始热降解温度低于未处理棉织物,但高温区的残炭量增加,表明在低温区生成的残炭能够作为隔热屏障保护内部棉织物;此外,TESPR/PPOA在棉织物表面的沉积,在大幅度提升抗菌性能的同时,保留了较好的透气性。

壳聚糖基膨胀阻燃涤纶/棉混纺织物的制备及其性能

为得到阻燃且满足实际应用需求的涤纶/棉混纺织物(T/C),选用亚磷酸化壳聚糖(PCS)和γ-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷(GP-108)制备阻燃整理剂(PCS/GP),通过一步浸渍法对涤纶/棉混纺织物进行整理,并研究其微观表面形貌、热稳定性能、阻燃性能、拉伸性能以及白度等。结果表明:PCS/GP成功在涤纶/棉混纺织物表面沉积成膜,包裹住涤纶/棉纤维;T/C-PCS/GP呈现典型的涤纶/棉混纺织物二步热降解过程,在700℃时保留有28.5%的残炭量,说明PCS/GP提高了阻燃涤纶/棉混纺织物在高温区的热稳定性能;T/C-PCS/GP的LOI值提升至26.5%,实现了垂直燃烧测试中的离火自熄,残炭扫描电镜照片表明,PCS/GP的沉积改善了涤纶/棉混纺织物燃烧时存在的“支架”效应;T/C-PCS/GP的热释放速率峰值和火灾蔓延指数较T/C分别降低了20%和40%,表明其火灾危险性大幅度降低;锥形量热测试后的残炭电镜照片表明,T/C-PCS/GP能够保留完整的织物编织结构,残炭表面存在明显的膨胀炭层,与垂直燃烧测试结果相符;热重红外测试结果表明,T/C-PCS/GP分解提前,主要影响棉组分热降解并促进其成炭,而高温区的红外谱图表明,在致密炭层的保护下,T/C-PCS/GP的热降解得到抑制。T/C-PCS/GP与T/C-PCS相比,断裂强力提升17%,其断裂强力与T/C的断裂强力相差不大;同时,GP-108的使用改善了T/C-PCS的黄变问题,提升了T/C-PCS/GP的白度。然而,阻燃样品耐久性较差,需要后续改进。

石蜡Pickering乳液及其微胶囊相变非织造材料的制备与性能

Pickering乳液固含量和储存稳定性等性能显著优于传统乳液,但是,其乳化剂品种仍然稀缺,以苯乙烯(St)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为主要单体,二乙烯基苯(DVB)为交联剂,乙醇为助溶剂,用无皂乳液聚合法制备了阳离子型共聚物颗粒(P(St-co-DMC)),并将其作为乳化剂制备了石蜡Pickering乳液;并将石蜡乳液浸渍粘胶水刺非织造布制备石蜡微胶囊相变材料(Vis-PCM)。借助红外光谱仪、扫描电子显微镜、热重/差热联用仪、差示扫描量热仪和接触角测量仪等对共聚物及相变材料微观结构与性能进行表征与测试。实验结果表明:随着DMC用量、引发剂用量和乙醇含量的增加,单体转化率先增大后减小,P(St-co-DMC)粒径和分散指数先减小后增大,其Zeta电位则先快速增大而后趋于恒定,而亲水性持续增强;所得石蜡Pickering乳液的油水体积比高达3∶1,储存稳定性超过3个月;Vis-PCM的相变潜热高达139.3 J/g,经过20次冷热循环处理后,Vis-PCM中的石蜡泄漏率仅0.6%。本文制备的Vis-PCM具有良好的储热与放热性能,在相变储能领域具有广阔的应用前景。

抗氧化功能纺织品的研究进展

抗氧化护肤功能近年来受到越来越多的关注,抗氧化功能纺织品的开发成为纺织产品升级的新机遇。首先简介了抗氧化功能纺织品的功能作用机理,其次综述了目前抗氧化功能纺织品的制备研究现状,最后指出了抗氧化功能纺织品的研究关键问题和未来发展方向。

SiO_(2)气凝胶芳香微胶囊的制备及缓释性能

为提高芳香微胶囊的缓释性能,以SiO_(2)气凝胶为载体,利用真空法将香精负载到SiO_(2)孔道内,并进一步利用层层自组装方法在SiO_(2)气凝胶微胶囊表面包覆海藻酸钙/壳聚糖皮层,制备SiO_(2)气凝胶复合微胶囊。对包覆前后的芳香微胶囊的香精含量、缓释性能及释放机理进行研究。研究表明:在制备温度70℃,制备时间6 h条件下,微胶囊中精油质量分数可达到54.7%。微胶囊可以在常/高温下有效地实现香精的缓释,且包覆处理后的微胶囊的缓释效果得到增强。两种微胶囊在常温条件下释放香精遵循Fick扩散的特征。

基于二苯甲酮季铵盐化合物改善PA6的抗紫外性能

以2,4-二羟基-二苯甲酮、二甲氨基氯乙烷盐酸盐和溴代烷为原料,采用二步法制备了二苯甲酮季铵盐化合物(BP-Qas)。将BP-Qas引入聚己内酰胺(PA6)中,以溶液流延方式制备抗紫外PA6薄膜。其紫外光谱结果表明,当BP-Qas质量分数为1.5%时,抗紫外膜在200~350 nm实现了对紫外光线的零透过、零反射。同时,采用BP-Qas对PA6织物进行后整理,当pH=4、BP-Qas质量分数为3%时,PA6织物具有良好的抗紫外效果,其紫外线防护系数(UPF)达到50+。

耐久阳离子聚酯聚醚亲水整理剂的合成及性能

采用对苯二甲酸二甲酯(DMT)、乙二醇(EG)、聚乙二醇(PEG)以及正丁基三羟乙基溴化铵(NTAB)为原料,通过酯交换反应与缩聚反应,成功制备了一系列具有不同结构的季铵化三乙醇胺聚酯聚醚(CPP)亲水整理剂。探究PEG相对分子质量、原料物质的量比等对涤纶织物亲水性、耐洗性和抗静电性能的影响,确定CPP亲水整理剂的优化合成工艺,并对比市售亲水整理剂的性能,对其应用潜力进行评估。研究表明,CPP整理剂的优化合成条件为:PEG相对分子质量为2000,DMT和PEG物质的量比为3∶1,PEG和NTAB物质的量比为1.0∶0.2;整理涤纶织物的润湿时间最低可达2.89 s,比原织物的润湿时间提升50%;30 min芯吸高度能达到17.3 cm,比原织物高出57%,静电压半衰期可达2.7 s;经过20次洗涤后,CPP整理涤纶织物的毛效保留率高达95%以上,综合性能优于常用市售亲水整理剂。

木质素阻燃剂的研究进展

为解决传统阻燃剂引起的环境问题,提高产品的可持续性,研发绿色环保的阻燃剂具有重要意义。木质素因含有丰富的芳环结构、脂肪族和芳香族羟基等活性基团,广泛应用于制备多种生物基阻燃剂。文章首先分析了木质素的分子结构,介绍了木质素的阻燃机理及在阻燃领域的应用进展;然后总结了木质素在高分子复合材料中发挥阻燃作用的两种形式,即物理协同作用和化学改性作用;最后对未来木质素基阻燃剂研究进行了展望,分析了其发展趋势和面临挑战。

棉织物表面耐久超双疏涂层的制备方法及其性能

为实现超双疏棉织物的高效制备,将全氟癸基三甲氧基硅烷(PFDMS)与氨水和无水乙醇(EtOH)复配水解,通过一步浸渍法制备了耐久超双疏棉织物。采用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪对织物的表面形貌及元素组成进行分析,探讨了PFDMS用量及水解时间对织物表面润湿性的影响,测试了织物表面超双疏涂层的稳定性、耐久性和自清洁性能。结果表明:当PFDMS与EtOH的体积比为3∶50时,不同水解时间整理的棉织物均具有超双疏特性,水解10 min时整理棉织物的水接触角高达157.2°±0.3°,油接触角为150.0°±1.4°;PFDMS整理后的棉织物表面引入了CF_(2)、CF_(3)基团,F、Si元素的含量分别为0.66%和3.37%;整理棉织物经10000次循环磨擦、600 min超声波洗涤、24 h紫外光老化、24 h酸碱溶液或有机溶剂浸泡后,仍然具有超疏水和疏油特性。该方法及工艺简单高效,所制备的超双疏棉织物在自清洁领域具有潜在的应用前景和价值。

天然薄荷醇改性聚丙烯酸酯防细菌黏附剂的制备及其在棉织物中的应用

利用天然小分子薄荷醇(MT)的立体防细菌黏附功能,通过酯化反应将其接枝到丙烯酸酐(AC)上,继而聚合生成新型含MT防细菌黏附侧链的聚丙烯酸酯共聚物[P(MAC-co-AA)]。采用浸轧法处理棉织物,赋予棉织物优良的防细菌黏附效果。结果表明,当MT和AC物质的量比为2∶1,反应温度为70℃,反应时间为5 h时,P(MAC-co-AA)酯化率高达70.9%,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的防细菌黏附效果最好。相比MT,P(MAC-co-AA)的最大分解温度由130℃提高到252℃,其热稳定性大幅提升。当P(MAC-co-AA)整理液用量为20 g/L时,P(MAC-co-AA)整理棉织物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的防细菌黏附率高达99.9%。

胶黏剂加固在纺织品文物保护中的应用

胶黏剂在文物保护领域的应用由来已久,在纺织品文物加固修复方面也渐渐得以使用。纺织品文物的修复方式主要以针线缝合加固的物理方法为主,但对于某些脆弱的文物,当针线法修复无法全面实施奏效时,胶黏剂加固便成为一种有效的补充方式。介绍了对于不同种类胶黏剂在纺织品保护修复中的应用现状,对应用案例进行阐述与评述;总结了纺织品文物常用胶黏剂的不同特性;讨论了胶黏剂使用的逆转性问题,并展望了胶黏剂加固在纺织品保护修复中的未来发展。

新型有机硅改性聚丙烯酸酯类无氟防水剂的开发及在化纤面料上的应用

文章以自制反应型硅油和丙烯酸酯类防水单体为原料,通过乳液聚合制备了新型有机硅改性聚丙烯酸酯类无氟防水剂,并研究了其在化纤面料上的整理工艺。优化的工艺条件为:该新型无氟防水剂在涤纶春亚纺、涤塔夫、尼丝纺、锦纶塔丝隆面料上的用量分别为20~30、40~60、40~50、30~50 g/L;焙烘温度为170℃,焙烘时间为60 s;其与交联剂搭配使用,选定的涤塔夫、尼丝纺面料在水洗30次后,室温晾干防水性能均可达80分,防水性能及耐洗性能优于市场畅销的无氟防水剂A、无氟防水剂B,且面料色变小,手感好;该新型无氟防水剂适用于大批量面料的防水加工,是无氟防水剂中综合性能突出的新一代产品。

植酸/壳聚糖对涤纶/棉混纺织物的协同阻燃整理

针对涤纶/棉混纺织物的易燃问题,采用植酸(PA)和壳聚糖(CS)构成膨胀阻燃体系,通过浸渍烘焙法对涤纶/棉混纺织物进行阻燃整理,并对整理前后织物的化学结构、表面形貌、热稳定性、燃烧行为、力学性能及耐水洗性等进行探究。通过工艺调控与优化,获得最佳阻燃整理工艺:烘焙温度160℃,烘焙时间120 s,CS质量浓度30 g/L,PA质量浓度400 g/L。经过阻燃整理后,所得涤纶/棉混纺织物的极限氧指数值由17.8%上升到28.7%,达到难燃级别;热重结果表明,相较于原涤纶/棉混纺织物,阻燃涤纶/棉混纺织物的分解速率下降,高温热稳定性显著提高,在氮气气氛下,800℃时残炭率提高到25%以上;阻燃涤纶/棉混纺织物的最大热释放速率由原涤纶/棉混纺织物的145.86 kW/m^(2)下降到96.96 kW/m^(2),总热释放量由原涤纶/棉混纺织物的2.75 MJ/m^(2)下降到2.06 MJ/m^(2);PA和CS在织物表面构成膨胀阻燃涂层,显著提高了织物的阻燃性能。

聚丙烯酸酯有机硅复合乳液的制备及涤纶织物的增深应用

针对涤纶纤维染料上染率低、织物染深性较差的问题,以聚丙烯酸异辛酯(PEHA)作为Pickering粒子,协同低剂量乳化剂制备Pickering有机硅乳液,考察了乳化剂及粒子用量对有机硅乳液稳定性的影响,并将有机硅乳液用于涤纶织物增深整理。结果表明:体系中加入Pickering粒子时,乳化剂用量较常规可降低50%。有机硅丙烯酸酯增深剂对黑色涤纶织物的最佳整理工艺为:增深剂质量浓度40 g/L,渗透剂质量浓度1.0 g/L,抗静电剂质量浓度4 g/L,此时织物增深度达53.0%,抗静电等级为B级。浸轧整理织物时,与仅用乳化剂稳定的硅油乳液相比,Pickering粒子协同乳化的硅油乳液整理后工作液COD值降低50%。

单季铵盐型防沾皂洗剂的制备及其应用性能

为提高酸性染料皂洗剂的防沾色效果,以脂肪胺聚氧乙烯醚1815为原料,以环氧氯丙烷为季铵化剂,合成1815单季铵盐,并与非离子表面活性剂平平加O-25和阴离子表面活性剂SDS复配,制得1815单季铵盐类防沾皂洗剂。研究了合成工艺因素对1815单季铵盐产率的影响,优化了1815单季铵盐的合成工艺条件,测试了1815单季铵盐防沾皂洗剂的皂洗效果,并与市售及同类皂洗剂进行比较。结果表明,1815单季铵盐的合成优化工艺条件为:n(1815):n(环氧氯丙烷)=1∶2.5,反应温度80℃,反应时间4 h,反应pH=8.0。单季铵盐防沾皂洗剂的沾色样K/S值为0.6098,皂洗残液吸光度为0.2713,染色织物耐皂洗色牢度达4~5级,表明1815单季铵盐防沾皂洗剂具有良好的防沾色性能和净洗效果。

基于MXene的导电织物构筑及其多功能应用

为拓展二维碳化钛材料在智能纺织品中的应用,以纤维素非织造布为基材,将Ti_(3)C_(2)T_(x)和碳纳米管(CNTs)喷涂在纤维素非织造布上,制备出一种集传感、储能、热能转换于一体的多功能复合导电织物。借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪及傅里叶变换红外光谱仪对Ti_(3)C_(2)T_(x)及其改性织物的表面形貌及结构进行表征。结果表明:Ti_(3)C_(2)T_(x)/CNTs/非织造布具有优异的电热和光热转化性能,在15 V电压下织物快速升温至115℃,且在室温(32℃)条件下,织物经阳光照射后表面快速升温至65℃;所制备的柔性半固态超级电容器,在电流密度为0.2 A/cm^(2)下,最大面积比电容达到125 mF/cm^(2),即使在10000次充放电循环后仍保持74%的电容;作为应变传感器时,表现出明显的负电阻变化和高灵敏度,能准确检测出手指弯曲、肘部弯曲、膝盖弯曲等人体动作。

阻燃剂及阻燃整理应用研究进展

阻燃材料在燃烧时可自熄或不燃,有效地延缓、阻止或终止火焰的蔓延,实现阻燃。高分子材料性能优良、价格低廉而被广泛应用于各个领域,但存在阻燃性不足,燃烧时放热速率快,放热量及发烟量大,火焰传播速度快,燃烧释放有毒和助燃气体等缺点,提高高分子材料阻燃性是目前亟需解决的问题。总结了阻燃机理及阻燃整理方法,重点阐述无机、卤系、氮系、磷系、磷氮协同、硅系阻燃剂性能及其作用机制,以提高高分子材料阻燃性能,拓宽材料应用。