热致变色液晶微胶囊的制备及在纺织上的应用研究

摘要

胆甾相液晶（CLC）对温度敏感、色谱齐全且对人体无毒害的特点使其成为制作热致变色织物的良好材料。本论文旨在探索胆甾相液晶材料在热致变色织物领域的应用，文章中首先对光在液晶材料内的传播方式及胆甾相液晶的显色原理进行了分析，之后将胆固醇油醇碳酸酯（COC）和胆固醇壬酸酯（CPE）进行复配，得到了与人体体温相近的液晶变色复配物，再通过微胶囊技术制得热致变色液晶微胶囊，最后分别用浸轧法和涂层法将热致变色液晶微胶囊整理于织物上，并结合 L*a*b*值对其热致变色能力和服用性能进行了测试和分析，得到的主要结论有：
　　（1）为得到变色温度区间与人体体温接近的液晶材料，将COC和CPE按照一定比例进行复配实验，得到COC和CPE的最佳混配比为1:1，此时的液晶复配物在34.1~37.6℃的温度区间内依次显示出红黄绿蓝紫的颜色变化。
　　（2）在微胶囊制备时，使用的是原位聚合法，以COC和CPE按1:1的比例制得的混合物为芯材，以三羟甲基三聚氰胺（M-F）为壁材，乳化剂为XP，分散剂为NNO。通过实验发现，制备热致变色液晶微胶囊的最佳工艺参数是：乳化速度是6000rpm，乳化时间是25min，反应pH是4.0，芯壁比是3:2，反应时间是2.5h，最后需要在液晶微胶囊悬浊液中加入NNO，搅拌5min后再用超声波分散处理，经过抽滤和干燥得到微胶囊粉末。
　　（3）为观察液晶微胶囊的形貌特征，检查其制备情况，分别使用光学显微镜、SEM和激光粒度分布仪对其进行观察，发现微胶囊为球形。制备情况良好，表面光滑且粒径分布均匀，大多分布在8~12μm。对微胶囊的热致变色能力进行了测试，发现这种液晶微胶囊具有较好的变色性能，可以在34.4~38.0℃的温度区间内看到颜色变化。
　　（4）最后，分别用浸轧法和涂层法将制得的液晶微胶囊整理于涤棉混纺的平纹织物上。对比两种工艺，发现经过涂层法整理的织物有较好的变色能力，而使用浸轧法整理的织物变色能力较弱。在服用性能方面，织物的平方米克重数有所增加，透气性有所降低。
　　通过一系列实验发现将胆甾相液晶微胶囊化是完全可行的，这种微胶囊具有良好的变色性能，可用于制作热致变色纺织材料，扩展纺织的应用领域。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 热致变色材料概述

1.2 传统热致变色材料

1.3 液晶热致变色材料

1.4 微胶囊技术

1.5 国内外研究现状

1.6 本课题的研究内容

第二章 胆甾相液晶显色原理分析

2.1 液晶材料的分子结构与液晶性能的关系

2.2 胆甾相液晶材料的分子排列结构和光学性能

2.3 液晶混配对变色温度的影响

2.4 本章小结

第三章 液晶的表征及芯材的制备

3.1 实验药品和设备

3.2 液晶材料的选择及其性能测试

3.3 CPE、COC混配体系颜色随温度变化

3.4 本章小结

第四章 液晶热致变色微胶囊的制备及性能分析

4.1 实验药品和设备

4.2 制备方法及材料选择

4.3 变色微胶囊的性能评价方法

4.4 变色微胶囊的制备工艺探究

4.5 液晶变色微胶囊的性能评价

4.6 本章小结

第五章 液晶变色微胶囊在织物上的应用

5.1 实验药品和设备

5.2 试验方法

5.3 织物变色性能及服用性能测试

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

发表论文情况

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