專利名稱：一種測試熱智能紡織品溫敏特性的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紡織材料領(lǐng)域，尤其是涉及一種測試熱智能紡織品溫敏特性的方法及裝置。
背景技術(shù)：
利用接枝法將N-異丙基丙烯酰胺單體處理到織物上，使這種單體與織物接枝聚合形成聚N-異丙基丙烯酰胺長鏈，由于這種高聚物具有良好的溫度敏感特性，即溫度低于LCST(較低臨界溶解溫度，約35℃)時，高聚物長鏈與水分子形成氫鍵結(jié)合，長鏈呈伸展?fàn)顟B(tài)，在織物上表現(xiàn)為交織孔隙的關(guān)閉閥；溫度高于LCST時，氫鍵斷裂，高聚物長鏈?zhǔn)湛s，在織物上表現(xiàn)為交織孔隙的開通閥。這種溫度敏感特性可形象地被稱為“開關(guān)效應(yīng)”。
基于以上原理，通過不同的測試手段來對此進(jìn)行表征。天津工業(yè)大學(xué)崔桂新的碩士論文《MWLTP引發(fā)聚合poly(NIPAAMPS)交聯(lián)水凝膠及其在TC織物上的應(yīng)用》中采用等時恒溫描點法，即通過測定樣品溶脹比的變化研究樣品的溫敏性。將待測樣品在室溫下于足夠量的蒸餾水中浸泡48h達(dá)到溶脹平衡后，再將其分別放入不同溫度的蒸餾水中并恒溫1h后取出，(溫度范圍20-85℃)用濾紙拭干表面的水，稱重，測試水凝膠在不同溫度下的溶脹比。浙江理工大學(xué)張芳的碩士論文《熱智能化纖維素紡織品研究》中采用紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T01071《紡織品毛細(xì)效應(yīng)實驗方法》和美國紡織化學(xué)家和染色家協(xié)會AATCC79-滴水法進(jìn)行溫敏性表征，即在相應(yīng)溫度下，分別測定一定時間內(nèi)(5min)水分子在接枝織物上的毛細(xì)上升高度h1(20℃下)、h2(50℃下)和水滴完全滲入織物的時間t1(20℃下)、t2(50℃下)，兩者的差異越大，說明溫度敏感特性越明顯。這些方法來表征溫敏性織物的這種“開關(guān)效應(yīng)”總有旁敲側(cè)擊之嫌，尋找一種直觀且簡便的方法來對這種溫敏特性的織物進(jìn)行表征迫在眉睫。
在實踐中發(fā)現(xiàn)，可以將在膜技術(shù)上應(yīng)用較多的水通量測試引入到熱敏織物的測試當(dāng)中，如《溫度感應(yīng)式開關(guān)膜的接枝率對其開關(guān)特性的影響》中提到用真空微濾器進(jìn)行水通量測試，《納米ZnO涂層對Al2O3微濾膜的改性》中提到用自制的水通量測試裝置測試改性膜的水過濾通量。但至今國內(nèi)在水通量測試方面還未出臺一種標(biāo)準(zhǔn)，更不用提織物水通量的測試標(biāo)準(zhǔn)，在《AA接枝滌綸抗浸透濕靈巧織物及性能研究》一文中提及利用自制水通量試驗儀對處理樣進(jìn)行防水性能的測試，該儀器測試織物水通量原理與靜水壓測試有些相似，不同之處在于指標(biāo)。前者為在一定壓力下水通過織物的速率，后者為水要透過織物所需的壓力。
化學(xué)工程中的傳熱和傳質(zhì)過程，是把熱量和質(zhì)量從區(qū)域1通過一個界面?zhèn)鬟f到區(qū)域2。單位時間內(nèi)單位界面積傳遞的量稱為通量。若傳遞的是熱量稱為熱通量；若傳遞的是質(zhì)量則稱為物料通量?？椢锼靠啥x為單位時間內(nèi)單位面積的織物所透過的水量，J＝V·S-1·t-1，單位為L·m-2·s-1。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種測試熱智能紡織品溫敏特性的方法及裝置，能直觀且便簡的對處理有溫敏高聚物的織物進(jìn)行表征。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一、一種測試熱智能紡織品溫敏特性的方法先用蓋子粘合體固定接枝聚合有N-異丙基丙烯酰胺的棉織物、加料瓶和接料瓶，然后堵塞插在接料瓶的滴管小口，向加料瓶倒入溶液，松開滴管小口開始計時，當(dāng)溶液滲過織物規(guī)定體積的溶液，計時結(jié)束，記錄水通時間；水通量是通過單位時間滲過單位面積被測織物的溶液體積來求得，計算公式如下 根據(jù)不同溫度的溶液通過不同接枝率織物的水通量的不同來表征它的溫敏特性。
二、一種測試熱智能紡織品溫敏特性的裝置包括加料瓶、接料瓶和滴管；接枝聚合有N-異丙基丙烯酰胺的被測織物平鋪置于接料瓶的瓶口，然后用兩個內(nèi)環(huán)鏤空的瓶蓋粘合體將被測織物旋緊在接料瓶口上，作為測試開關(guān)閥的滴管向下斜插入到接料瓶的側(cè)面并密封固定，滴管小端朝向接料瓶外側(cè)，加料瓶側(cè)面標(biāo)識有體積刻度尺。
所述的滴管與接料瓶的側(cè)面為10-20度；滴管離接料接料瓶瓶口以下頸部弧度區(qū)之間。
本發(fā)明具有的有益效果是通過測試不同溫度下接枝聚合有N-異丙基丙烯酰胺的棉織物水通量的不同，直觀且定量地對熱智能紡織品的“開關(guān)效應(yīng)”進(jìn)行了溫敏性表征。這種方法亦可以對處理過其它溫敏性高聚物、pH敏感特性高聚物等的織物進(jìn)行條件敏感特性表征。
附圖是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、加料瓶，2、兩個內(nèi)環(huán)鏤空的瓶蓋粘合體，3、滴管，4、接料瓶，5、接枝聚合有N-異丙基丙烯酰胺的棉織物。
具體實施例方式
如附圖所示，本發(fā)明包括加料瓶1、接料瓶4和滴管3；接枝聚合有N-異丙基丙烯酰胺的被測織物5平鋪置于接料瓶4的瓶口，用兩個內(nèi)環(huán)鏤空的瓶蓋粘合體2將被測織物旋緊在接料瓶口4上，作為測試開關(guān)閥的滴管3向下斜插入到接料瓶4的側(cè)面并密封固定，滴管小端朝向接料瓶外側(cè)，加料瓶1側(cè)面標(biāo)識有體積刻度尺。
所述的滴管3與接料瓶4的側(cè)面呈10-20度；滴管3插在接料瓶4瓶口以下頸部弧度區(qū)之間。
具體操作如下先拿一小塊待測織物(表面積大于瓶蓋的面積)浸入溶液內(nèi)(溶液根據(jù)要求而定如調(diào)好一定溫度、pH值或溶質(zhì)的去離子水，或有機(jī)物溶劑等等)一分鐘，擰半干，平鋪置于聚酯塑料的接料瓶瓶口，將聚酯塑料加料瓶與粘合的瓶蓋組裝一起，然后瓶蓋一端和接料瓶將織物夾住，旋緊，俯視確定待測織物表面部分沒有過度拉伸或起皺且兩聚酯塑料瓶盡量保持在一條線上。
測試開始，先用手指堵塞滴管在瓶外的小口，倒入測試用溶液至一定體積(溶液滲入接料瓶后，水平線以不接觸滴管在瓶內(nèi)的大口為準(zhǔn))，放開手指按下秒表開始計時，滲過織物指定體積溶液后計時結(jié)束。為了使測試數(shù)據(jù)可靠，我們做重復(fù)實驗2次或以上，再求平均值。
實施例(1)低密織物的準(zhǔn)備取6cm×6cm低密針織純棉織物一塊。
(2)測試溶液和測試織物的準(zhǔn)備取400ml，50℃水溫的去離子水，將棉織物浸入，計時1min，取出織物擰半干待測。
(3)測試組裝將織物平鋪于接料瓶瓶口，組裝好粘合瓶蓋的聚酯塑料加料瓶利用瓶蓋將織物與接料瓶夾住，旋緊。
(4)水通量測試用手指堵塞滴管小口，倒入300ml，50℃水溫的去離子水，放開手指，按下秒表開始計時，待去離子水由加料瓶全部滲入接料瓶計時結(jié)束。記下水通時間t1。
(5)二次測試拆卸裝置，將接料瓶內(nèi)的水倒空，重復(fù)(2)-(4)步驟，記下水通時間t2，取t1和t2平均值t1、2(6)調(diào)溫測試調(diào)測試用去離子水至40℃，接著按(2)-(4)步驟，記下水通時間t3、4，然后分別調(diào)水溫至30℃和20℃，如上，記下水通時間t5、6和t7、8。
(7)不同樣品的測試將接枝率分別為4.86％、12.32％、20.40％、30.77％、44.10％、58.40％的接枝聚合N-異丙基丙烯酰胺的棉織物按(2)-(5)步驟實驗。記下水通時間t9、10-t55、56。
定義的水通量計算公式為
表1不同接枝率的針織棉在不同溫度下的水通量測試數(shù)據(jù) 利用此裝置測試，數(shù)據(jù)較穩(wěn)定，且所得結(jié)果與預(yù)期效果吻合。
上述具體實施方式
用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種測試熱智能紡織品溫敏特性的方法，其特征在于先用蓋子粘合體固定接枝聚合有N-異丙基丙烯酰胺的棉織物、加料瓶和接料瓶，然后堵塞插在接料瓶的滴管小口，向加料瓶倒入溶液，松開滴管小口開始計時，當(dāng)滲過織物規(guī)定體積的溶液，計時結(jié)束，記錄水通時間；水通量是通過單位時間滲過單位面積被測織物的溶液體積來求得，計算公式如下 根據(jù)不同溫度的溶液通過不同接枝率織物的水通量的不同來表征它的溫敏特性。
2.一種測試熱智能紡織品溫敏特性的裝置，其特征在于包括加料瓶(1)、接料瓶(4)和滴管(3)；接枝聚合有N-異丙基丙烯酰胺的被測織物(5)平鋪置于接料瓶(4)的瓶口，用兩個內(nèi)環(huán)鏤空的瓶蓋粘合體(2)將被測織物旋緊在接料瓶口(4)上，作為測試開關(guān)閥的滴管(3)向下斜插入到接料瓶(4)的側(cè)面并密封固定，滴管小端朝向接料瓶外側(cè)，加料瓶(1)側(cè)面標(biāo)識有體積刻度尺。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種測試熱智能紡織品溫敏特性的裝置，其特征在于所述的滴管(3)與接料瓶(4)的側(cè)面呈10-20度；滴管(3)插在接料瓶(4)瓶口以下頸部弧度區(qū)之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測試熱智能紡織品溫敏特性的方法及裝置。先用蓋子粘合體固定接枝聚合有N－異丙基丙烯酰胺的棉織物、加料瓶和接料瓶，然后堵塞插在接料瓶的滴管小口，向加料瓶倒入溶液，松開滴管小口開始計時，當(dāng)滲過織物規(guī)定體積的溶液，計時結(jié)束，記錄水通時間；單位時間滲過單位面積被測織物的溶液體積來表示水通量；根據(jù)不同溫度的溶液通過不同接枝率織物的水通量的差別，來直觀且定量地對熱智能紡織品的“開關(guān)效應(yīng)”進(jìn)行溫敏性表征。這種方法亦可以對處理過其它溫敏性高聚物、pH敏感特性高聚物等的織物進(jìn)行條件敏感特性表征。
文檔編號G06F19/00GK101051016SQ20071006835
公開日2007年10月10日 申請日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月27日
發(fā)明者俞堅磊, 劉今強, 邵建中, 李永強, 王 鋒 申請人:浙江理工大學(xué)