序號：編碼：第九屆“挑戰杯”廣東大學生課外學術科技作品競賽作品申報書作品名稱：水性形狀記憶聚氨酯的發明學校全稱：華南農業大學申報者姓名（集體名稱）：李斌楊子明指導老師：楊卓鴻華南農業大學理學院，廣州，510642類別：□自然科學類學術論文 □哲學社會科學類社會調查報告和學術論文√科技發明制作A類□科技發明制作B類報送方式：□省級報送作品□高校直送作品說明1.申報者應在認真閱讀此說明各項內容后按要求詳細填寫。2．申報者在填寫申報作品情況時只需根據個人作品或集體作品填寫A1或A2表，根據作品類別（自然科學類學術論文、哲學社會科學類社會調查報告和學術論文、科技發明制作）分別填寫B1、B2或B3表。所有申報者可根據情況填寫C表。3.表內作品填寫時一律用鋼筆或打印，字跡要端正、清楚，此申報書可復制。4.序號、編碼由第十屆“挑戰杯”廣東大學生課外學術科技作品競賽組委會填寫。5．學術論文、社會調查報告及所附的有關材料必須是中文（若是外文，請附中文本），請以4號楷體打印在A4紙上，附于申報書后，字數在8000字左右（文章版面尺寸14.5×22cm）。6．作品申報書須按要求由各省或各校競賽組織協調機構統一寄送。7.其他參賽事宜請向本校競賽組織協調機構咨詢。

A2申報者情況（集體作品）說明：1．必須由申報者本人按要求填寫；2．申報者代表必須是作者中學歷最高者，其余作者按學歷高低排列；3．本表中的學籍管理部門簽章視為申報者情況的確認。申報者代表情況姓名李斌性別男出生年月1985年8月學校華南農業大學系別、專業、年級理學院2004級應用化學學歷本科學制四年入學時間2004年9月作品名稱水性形狀記憶聚氨酯的發明畢業論文題目通訊地址華南農業大學華山宿舍19棟408郵政編碼510642辦公電話常住地通訊地址華南農業大學華山宿舍19棟408郵政編碼510642住宅電話85285747其他作者情況姓名性別年齡學歷所在單位楊子明男22本科華南農業大學理學院資格認定學校學籍管理部門意見以上作者是否為2006年7月1日前正式注冊在校的全日制非成人教育、非在職的高等學校中國籍專科生、本科生、碩士研究生或博士研究生。√是□否（部門簽章）年月日院系負責人或導師意見本作品是否為課外學術科技或社會實踐活動成果√是□否負責人簽名：年月日

B3．申報作品情況（科技發明制作）說明：1．必須由申報者本人填寫；2．3．本表必須附有研究報告，并提供圖表、曲線、試驗數據、原理結構圖、外觀圖（照片）,也可附鑒定證書和應用證書；4．作品分類請按照作品發明點或創新點所在類別填報。作品全稱水性形狀記憶聚氨酯的發明作品分類（E）A．機械與控制（包括機械、儀器儀表、自動化控制、工程、交通、建筑等）B．信息技術（包括計算機、電信、通訊、電子等）C．數理（包括數學、物理、地球與空間科學等）D．生命科學（包括生物、農學、藥學、醫學、健康、衛生、食品等）E．能源化工（包括能源、材料、石油、化學、化工、生態、環保等）作品設計、發明的目的和基本思路，創新點，技術關鍵和主要技術指標本作品目的：目前，現有的織物防皺整理劑均存在不同程度的缺點，影響了其推廣和應用，而隨著生活水平的提高，人們需求更高品質，更舒適的織物服飾；同時隨著人們環保意識的增強,世界各國都在競相開發水性環保型產品,由水性產品來取代傳統的溶劑型產品是當今大勢所趨。因此，研究和開發具有普通防皺功能的環保型水性形狀記憶織物整理劑以及具有形狀記憶功能的織物顯得十分必要。本作品擬通過對聚氨酯原料進行分子組合和改性，合成具有形狀記憶功能的多種類型水性聚氨酯。該水性形狀記憶聚氨酯（AqueousShapeMemoryPolyurethane，簡稱ASMPU）可用于作織物防皺功能整理劑。該整理劑應用于織物功能性整理，可使被整理織物具有良好的抗折皺功能、免燙整理功能及形狀記憶功能。用該水性形狀記憶聚氨脂整理的織物，不但具有普通防皺整理的功能，還能在受到擠壓變形后，經加熱處理可自動除去痕跡，恢復到織物的自然原始形態，即具有記憶織物原始形態的功能，可有效彌補以往防皺整理助劑單純防皺功能的不足，可明顯提高織物服裝的外觀質感和穿著舒適感，滿足人們的需求。此外，該水性形狀記憶聚氨酯不含有機溶劑，無甲醛釋放，對環境無污染，所整理織物各項性能指標均可達到國內外環保要求。本作品基本思路：對于合成形狀記憶水性聚氨酯，我們在原料上選擇具有親水性能的聚醚二元醇，具形狀記憶功能的某種有機聚合物以及新型不泛黃的異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI）制備水性聚氨酯預聚物，然后在聚合過程中用擴鏈劑進行進一步反應；合成方法上采用多步法制得結構規整，軟硬鏈段相分離的聚氨酯結構（選擇不同的軟段原料和硬段原料以及軟段和硬段的比例可以合成具有不同性能的聚氨酯，保證軟段區和硬段區相分離，試驗已表明這種相分離的程度越高，形狀記憶特性越好），可以得到具有性能進一步優化的水性形狀記憶聚氨酯，并對其在織物防皺功能整理的應用性能進行研究和探討。本作品創新點：首次開發水性形狀記憶聚氨酯具免燙整理的功能織物整理劑。以往文獻報道的聚氨酯大多是溶劑型聚氨酯，或者是一般性能的水性聚氨酯，并且大多都是在涂料和粘合劑領域應用廣泛，但在織物整理方面的應用較少，或在織物整理應用中存在不同程度的缺點。而本作品所研究的水性形狀記憶聚氨酯，不但具有水性和形狀記憶的雙重特點，而且經過改性優化后的水性形狀記憶聚氨酯，作為織物整理劑時能彌補以往整理劑不同程度的缺點，具有免燙防皺整理效果好，手感好，織物強力損失小，無泛黃現象，整理液無有機溶劑，整理和織物穿著過程中無甲醛釋放，織物整理劑無環境污染，成本低、火災隱患小和環保的優點，為環境友好產品。織物多功能整理工藝簡單，產品附加值高，綜合性能和性價比達到國際領先水平。本作品技術關鍵：水性聚氨酯防皺整理劑的設計：它包括原料組成、合成路線、合成條件的選擇等，所設計的水性聚氨酯要求不僅具有防皺整理功能和形狀記憶功能，而且要求無有機溶劑，相溶性好，性能穩定，整理織物無黃變等，因此是本作品的技術關鍵。本作品主要技術指標：水性形狀記憶聚氨酯乳液性能：1、外觀：白色或近似半透明。2、固含量：30％±2％3、PH值：6.0～7.04、儲存穩定性（25℃）：>12個月改性PU整理劑乳液5、粘度（25℃）：3～10MPa·s改性PU整理劑乳液6、水性形狀記憶聚氨酯濃度為10～50％，有機溶劑含量3％以下。成膜性能：1、拉伸強度：0.7～10MPa2、斷裂伸長率：500％～2000％水性形狀記憶聚氨酯乳液固化成膜水性形狀記憶聚氨酯乳液固化成膜整理后織物性能 1、經形狀記憶聚氨酯整理后棉織物平整度等級大于3.5，折痕保留率大于3.5，干折皺回復角大于320O，斷裂強力保留率大于70%。2、經形狀記憶聚氨酯整理后棉織物具形狀記憶功能，其褶皺在60℃熱水中能達到100％恢復。3、形狀記憶聚氨酯整理后棉織物甲醛釋放含量在10ppm以下，低于國際行業標準。作品的科學性先進性（必須說明與現有技術相比、該作品是否具有突出的實質性技術特點和顯著進步。請提供技術性分析說明和參考文獻資料）“形狀記憶”是指具有某一原始形狀的制品,經過變形并定型后,在特定的外界條件下能自動恢復原始形狀的現象[1]。形狀記憶聚合物都具有兩相結構，即由記憶起始形狀的固定相和隨溫度變化能可逆地固化和軟化的可逆相組成。形狀記憶聚合物會吸收熱量，發生相的轉變，因而會記憶起它最初始的形狀，最后恢復到原來的形態，達到抗皺和保持不變形的目的。下圖是聚合物形狀記憶形狀轉變和恢復過程圖。加熱變形加熱變形冷卻固形升溫形變回復本作品選擇形狀記憶織物作為研究對象，通過對聚氨酯原料進行分子組合和改性，合成水性形狀記憶聚氨酯，對其在紡織行業中的應用性能進行研究和探討。本研究制備的水性形狀記憶聚氨酯屬于水性聚氨酯中的一種，是由具有形狀記憶功能的聚氨酯粒子在連續相（水）中的二元膠體體系。其特點主要表現在該乳液固化后形成的膠膜具有明顯的形狀記憶功能。以往織物防皺整理劑及其弊端：1.含甲醛類整理劑的織物防皺整理含甲醛整理劑對織物的防皺整理研究較早，至今已有八十多年的歷史。此類產品主要有甲醛、N－羥甲基酰胺類樹脂、三羥甲基三聚氰胺（TMM）。甲醛：目前有如下幾種使用甲醛的整理方法：織物浸漬尿素或硫脲溶液后，將水分烘到10%以下，用100℃以上的甲醛氣體處理；將織物浸漬尿素或硫脲與甲醛系初縮體的溶液后，將水分烘干到10%以下，用100℃以上的甲醛蒸汽處理；賦予織物有兩個羥基且分子量在400以下的脂肪族、脂環族和芳香族化合物，或脂肪族胺的單獨或混合溶液后，烘至水分10%以下，用100℃以上的甲醛蒸汽處理。上述方法整理后的織物與甲醛形成的交聯穩定性好，但強度下降大，并且有甲醛釋放的問題ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>樹脂整理編寫組</Author><Year>1980</Year><RecNum>92</RecNum><record><databasename="referenceoffinalreport(finishingpart).enl"path="C:\DocumentsandSettings\wangjianming\Desktop\referenceoffinalreport(finishingpart).enl">referenceoffinalreport(finishingpart).enl</database><sourceappname="EndNote"version="8.0">EndNote</sourceapp><recnumber>92</recnumber><reftypename="Book">6</reftype><contributors><authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">樹脂整理編寫組</style></author></authors></contributors><titles><title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">纖維素纖維的防皺整理</style></title></titles><edition><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">第一版</style></edition><dates><year><styleface="normal"font="default"size="100%">1980</style></year></dates><publocation><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">北京</style></publocation><publisher><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">紡織工業出版社</style></publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[2]。N－羥甲基酰胺類樹脂：N－羥甲基酰胺類樹脂俗稱2D樹脂。該樹脂的兩個羥甲基可與纖維素纖維反應生成網狀交聯，對織物有很好的耐久防皺效果。但它使織物強度損失嚴重，甲醛的釋放量也比較高。改善的途徑是對分子中的羥甲基進行醚化，用此法甲醛釋放量可大大減少。但醚化后與纖維素纖維的反應速率降低，需要復合催化劑進行催化，而且防皺效果比原先稍低ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>樹脂整理編寫組</Author><Year>1980</Year><RecNum>92</RecNum><record><databasename="referenceoffinalreport(finishingpart).enl"path="C:\DocumentsandSettings\wangjianming\Desktop\referenceoffinalreport(finishingpart).enl">referenceoffinalreport(finishingpart).enl</database><sourceappname="EndNote"version="8.0">EndNote</sourceapp><recnumber>92</recnumber><reftypename="Book">6</reftype><contributors><authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">樹脂整理編寫組</style></author></authors></contributors><titles><title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">纖維素纖維的防皺整理</style></title></titles><edition><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">第一版</style></edition><dates><year><styleface="normal"font="default"size="100%">1980</style></year></dates><publocation><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">北京</style></publocation><publisher><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">紡織工業出版社</style></publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[2]。三羥甲基三聚氰胺（TMM）：三羥甲基三聚氰胺也是N－羥甲基酰胺類樹脂的一種，TMM與絲纖維大分子間可形成有效的交聯，交聯反應主要依靠織物的溶脹程度和反應的溫度。焙烘溫度越高，交聯作用越持久，耐洗性越好。但其缺點是經過TMM整理后的織物泛黃嚴重，手感不好且存在釋放甲醛問題。2.無甲醛類整理劑的織物防皺整理乙二醛類整理劑：近年來，二醛類化合物及其酸酐作為真絲織物的非甲醛防皺整理劑在國內外已有報道。然而該類織物整理劑存在整理后織物的干彈性或濕彈性提高不明顯或其他服用性能下降的問題。天然高聚物殼聚糖：殼聚糖（CTA）是從甲殼質中提取出的天然高聚物。有些研究者認為，用CTA整理過的面料，其防皺性可與2D樹脂媲美，耐洗性和耐磨性比2D樹脂好，強度降低比2D樹脂小[35]。但實際上，上述成果僅僅是實驗室水平，CTA的整理效果與2D樹脂相比還有很大差距，遠達不到耐久壓燙的要求。反應性有機硅：能賦予織物防皺整理功能并有較好耐洗性能的有機硅必須是反應型的，即帶有活性基團，這些基團可能與纖維中的活性基團發生交聯反應，交聯程度越高，整理后織物的彈性越好，親水性有機硅整理的織物手感柔軟滑爽、透氣性好。但成膜性和彈性不如憎水性有機硅[6][7]。反應性有機硅可在一定程度上提高織物的防皺性，但單獨使用不能達到要求，目前都是將活性有機硅加到整理液中，作為接枝聚合和各種交聯劑的輔助添加劑，以提高織物的斷裂強度、撕破強度和耐磨性。環氧樹脂類整理劑：用于織物防皺整理的環氧樹脂必須含有兩個或兩個以上環氧基的化合物。用環氧樹脂處理真絲綢,主要是利用它高度扭曲的三元環張力大、易開環的特點,易與絲素多肽鏈上的含有活潑氫的胺、醇、硫醇、苯酚、羧酸等基團反應形成共價交聯,從而改善絲綢的品質.近年來,國內關于用環氧樹脂對絲織物進行改性加工的報道很多,但大多僅限于單一結構的環氧樹脂[8]。與N羥甲基酰胺類相比，它具有較好的防縮性、耐水解性和耐氯性，以及在加工時沒有甲醛釋放的問題。但由于易自聚的原因，整理后手感不太好。水性聚氨酯：水性聚氨酯簡稱WPU，是由柔性鏈段－聚醚和剛性鏈段－氨基甲酸酯基嵌段共聚構成的彈性高聚物。這類整理劑不含甲醛，具有較好的成膜性和彈性，可賦予織物一定的防皺性。孫文章、蔡再生等采用實驗室合成的聚氨酯對真絲織物進行整理，折皺回復角達到250°左右ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>王衡東</Author><Year>2002</Year><RecNum>85</RecNum><record><databasename="referenceoffinalreport(finishingpart).enl"path="C:\DocumentsandSettings\wangjianming\Desktop\referenceoffinalreport(finishingpart).enl">referenceoffinalreport(finishingpart).enl</database><sourceappname="EndNote"version="8.0">EndNote</sourceapp><recnumber>85</recnumber><reftypename="JournalArticle">17</reftype><contributors><authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">王衡東</style></author><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">邱士龍</style></author><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">葉寅</style></author></authors></contributors><titles><title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">輻射接枝丙烯酸改善真絲綢防皺性能研究</style></title><secondarytitle><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">絲綢</style></secondarytitle></titles><periodical><fulltitle><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">絲綢</style></fulltitle></periodical><pages><styleface="normal"font="TimesNewRoman"size="100%">18</style><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">～</style><styleface="normal"font="TimesNewRoman"size="100%">19</style></pages><number><styleface="normal"font="TimesNewRoman"size="100%">1</style></number><dates><year><styleface="normal"font="TimesNewRoman"size="100%">2002</style></year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[9]。但是，到目前為止，水性聚氨酯整理后的織物仍然存在手感變差、變硬以及易泛黃的問題。除此之外，還有其他一些織物整理劑產品，但其在性能與使用過程中都存在著或多或少的問題。水性形狀記憶聚氨酯的合成：合成水性形狀記憶聚氨酯常用的原料包括聚酯二醇（其相對分子質量在200010000的范圍內），親水性聚二醇（其相對分子質量在4001000的范圍內），低分子擴鏈劑，如含羧基或叔氮原子的低分子二醇或三醇、普通的二醇或三醇以及芳香或脂肪族二異氰酸酯。對于合成水性形狀記憶聚氨酯，我們在原料上選擇具有親水性能的聚丙二元醇（PPG），具形狀記憶功能的有機硅油以及異佛爾酮－二異氰酸酯（IPDI）為主要原料，以辛酸亞錫作催化劑制備水性聚氨酯預聚物，然后在聚合過程中加入低分子擴鏈劑或聚乙二醇（PEG），N，N－二甲基甲酰胺（DMF）進行進一步擴鏈反應；最后在攪拌下加入無離子水乳化；合成方法上采用多步法制得結構規整，軟硬鏈段相分離的聚氨酯結構，從而得到具有性能進一步優化的水性形狀記憶聚氨酯。合成路線如下：離子型離子型二羥甲基丙酸（DMPA）＋二羥甲基丙酸（DMPA）＋異佛爾酮－二異氰酸酯（IPDI）＋聚丙二醇（PPG）預聚物加入低分子擴鏈劑，離子化試劑中和 攪拌，少量二甲基甲酰胺預聚物加入低分子擴鏈劑，離子化試劑中和 恒溫75℃反應23hr聚氨酯（PU）乳液聚氨酯（PU）溶液催化劑、攪拌 冷卻至50℃聚氨酯（PU）乳液聚氨酯（PU）溶液恒溫75℃反應3hr 加入三乙胺、H2O乳化非離子型非離子型少量N’N－二甲基甲酰胺（DMF）少量N’N－二甲基甲酰胺（DMF）＋預聚物（prepolymer）＋聚乙二醇（PEG）有機硅油＋異佛爾酮－二異氰酸酯（IPDI）＋聚丙二醇 催化劑（適量） 100℃油浴攪拌2hr 聚氨酯（PU）乳液聚氨酯（PU）溶液100℃油浴 冷卻至30℃聚氨酯（PU）乳液聚氨酯（PU）溶液攪拌3hr 加適量H2O乳化本研究發展了離子型和非離子型兩類水性形狀記憶聚氨酯。離子型水性形狀記憶聚氨酯的制備方法主要包括如下步驟：1）先制備含端異氰酸酯基的聚氨酯預聚物。在裝有攪拌器、溫度計、冷凝管的三口瓶中加入IPDI和PPG，有機硅油、適量催化劑，在100℃左右的油浴中反應2小時；2）加入低分子擴鏈劑制備具有親水基團的聚氨酯，3）加入離子化試劑進行中和，4）強烈攪拌下將中間體溶液加入水中進行乳化，獲得水性聚氨酯乳液。非離子型水性形狀記憶聚氨酯的合成方法和離子型水性聚氨酯的合成方法相似，只是采用親水性聚醚多元醇（PEG）代替親水性擴鏈劑使用，主要包括如下步驟：1）先制備含端異氰酸酯基的聚氨酯預聚物，2）加入親水性聚醚多元醇制備具有親水基團的聚氨酯，3）強烈攪拌下將中間體溶液加入水中進行乳化，獲得水性聚氨酯乳液。本產品的優勢：由上述可知，現有的防皺整理劑均存在不同程度的缺點，或對環境污染大，或性能不夠好，或只是實驗室水平，難以工業化生產等，影響了其推廣和應用，也給人們生活帶來了不便。本作品提出發展的水性形狀記憶聚氨酯尚未見文獻報道，水性聚氨酯是相對于溶劑型聚氨酯而言的，它是聚氨酯粒子分散在連續相（水）中的二元膠體體系。粒子尺寸可從0.01μm到幾個μm，具有有效提高織物的形狀記憶性能的優點。同時，通過本產品整理后的織物具有火災隱患小、對機械強度無影響或影響較小、不影響手感、不使織物泛黃、耐水洗、可與其它添加劑相容、具有水溶性、無毒性、無氣味、價格便宜、易于工業化生產等優點。經過水性形狀記憶聚氨酯改性整理乳液整理后的織物，發生形變后，放入熱空氣中或者穿著在人體上，當溫度高于或等于形狀記憶玻璃化相轉變點時，由于形狀記憶高分子會吸收熱量，發生相的轉變，因而會記憶起它最初始的形狀，最后恢復到原來的形態，達到抗皺和保持不變形的目的。以下是采用水性形狀記憶聚氨酯乳液（ASMPU），加入混合樹脂、催化劑、去離子水配成整理液，將待整理織物浸入到整理液中，用二浸二軋工藝進行整理，軋余率為80～100％，170℃烘干定型2分鐘，所得的織物與未經過整理劑整理的織物前后對比圖片：圖2平整織物（經形狀記憶處理）圖1平整織物（未經形狀記憶處理）圖2平整織物（經形狀記憶處理）圖1平整織物（未經形狀記憶處理）圖3折痕保留織物（未經形狀記憶處理）圖3折痕保留織物（未經形狀記憶處理）圖4折痕保留織物（經形狀記憶處理）圖4折痕保留織物（經形狀記憶處理）[參考文獻][1]陳少軍,梁寶峽,彭志平,劉朋生.PHBA/BD/MDI體系形狀記憶聚氨酯材料研究.湘潭大學社會科學學報，研究生論叢2003年5月：217218[2]樹脂整理編寫組,纖維素纖維的防皺整理,第一版ed.北京:紡織工業出版社,1980.[3]黃玉麗.用殼聚糖對織物進行改性的探討.北京聯合大學學報,1998vol.12:206～211[4]柴平海,張文清,金鑫榮.甲殼素／殼聚糖開發和研究的新動向,化學通報,1999:8～11,[5]嚴淑蘭,陸大年.降解殼聚糖用于棉的防皺整理.染整技術,2001,vol.23,pp.13～17.[6]賀江平,田原,蔣志剛.有機硅在真絲織物防皺整理中的應用.印染,2001,pp.30～32.[7]王建明,劉晨紅.真絲織物的有機硅防皺整理.北京服裝學院學報,2001,pp.19～21.[8]刑鐵玲,陳國強.環氧樹脂對真絲綢的防皺整理研究.印染助劑,Vol.19,No.1,2326.[9]王衡東,邱士龍,葉寅.輻射接枝丙烯酸改善真絲綢防皺性能研究.絲綢,2002,pp.18～19.作品在何時、何地、何種機構舉行的評審、鑒定、評比、展示等活動中獲獎及鑒定結果`作品所處階段（B）A實驗室階段B中試階段C生產階段D（自填）技術轉讓方式作品可展示的形式√實物、產品□模型□圖紙□磁盤□現場演示√圖片□錄像√樣品使用說明及該作品的技術特點和優勢，提供該作品的適應范圍及推廣前景的技術性說明及市場分析和經濟效益預測使用說明：生產具有形狀記憶功能的棉、麻和絲等織物的整理工藝有層壓、涂層、后整理等多種，但是，采用后整理的方法生產形狀記憶紡織品的方法不僅適用面廣，而且加工過程簡單，易于工業化大批量生產。所采用的工藝過程為傳統的“浸軋－烘干－焙烘—后處理”。工作液的組成以及烘干、焙烘的條件等因素對整理后織物的形狀記憶功能都會產生不同的影響，現分別敘述如下：（1）整理工作液準備：整理工作液的組成不同，不僅會影響整理后織物的形狀記憶效果，同時，對織物的手感，強力和其它服用性能都會產生不同程度的影響。一般情況下，整理工作液的組成為：ASMPU：0～120g/L，滲透劑：2g/L，催化劑：xg/L，其它整理劑：Yg/L。上述配方中催化劑的種類要考慮到催化劑對后續反應的影響以及對織物性能的影響。催化劑的用量一般控制在樹脂用量的1/4～1/6之間，根據封端劑的種類不同做適當調整；還可以添加其它整理劑制備多功能織物整理劑，包括防油、防水整理劑，抗菌整理劑，柔軟劑等等，可以根據生產實際的要求進行添加。（2）浸軋浸軋過程一方面有利于ASMPU在織物中的滲透，另一方面有利于ASMPU在織物內部的分布均勻。通過控制軋液率，確定ASMPU在織物上的施加量。一般情況下，軋液率控制在70％左右。（3）烘干烘干過程要采用非接觸式烘干方式，即熱風烘干或紅外線烘干。在烘干過程中，織物上的水分隨著溫度的提高逐漸減少，一方面，ASMPU發生聚集成膜；另一方面，由于織物表面的溫度往往高于其內部溫度，隨著水分子從里到外的遷移，ASMPU也有從織物內部向織物表面遷移的趨勢，產生“泳移”現象，形成表面“樹脂”。表面樹脂的形成，不僅影響織物的手感，同時造成織物形狀記憶功能的下降。通常采用的烘干條件為：溫度：80°C～90°C，時間：3～5分鐘。（4）焙烘焙烘的溫度和時間是由ASMPU在合成過程中所采用的“封端劑”的種類和催化劑的種類共同決定的，同時，還要考慮織物的品種。一般來講，焙烘溫度要達到ASMPU中活性基團的反應溫度。焙烘溫度越高，反應速度越快；焙烘時間越長，反應進行得越徹底。但是，無論棉織物還是麻織物，特別是絲織物，焙烘溫度越高，時間越長，織物泛黃越嚴重。因此，一般情況下，焙烘的條件為：溫度150°C～170°C，時間3～5分鐘。（5）后處理經過“浸軋－烘干－焙烘”整理后，絕大部分ASMPU成膜或與纖維上的活性基團發生交聯反應。織物上還有少量未反應的ASMPU、部分溶劑和其它添加劑等存在，通過水洗，將溶劑等從織物上去除，有利于改善織物的手感，提高織物的服用性能。技術特點：水性形狀記憶聚氨酯所整理織物不含有機溶劑，無甲醛釋放，具形狀記憶功能。優勢：采用本發明制備的水性形狀記憶聚氨酯整理織物，能使織物獲得防皺以及折痕保留等功能，同時保留良好的柔軟性、手感度和較佳的白度，具有極佳的耐水洗性，無明顯的強力損失。織物在熱水或熱空氣中能恢復日常穿著或洗滌中產生的折皺，具有明顯的形狀記憶功能。適用范圍：本發明所制備的水性形狀聚氨酯，除了主要用于織物整理外，還可以應用于做壓敏膠、粘合劑、皮革涂飾材料、形狀記憶涂料、形狀記憶泡沫材料，建筑用填充材料和密封材料，使用過程中易變形的制品，各種矯形、保形用品和醫用高分子等方面。推廣前景的技術性說明：盡管形狀記憶聚合物在織物上的應用才剛剛起步,但其特殊的形狀記憶效果如褶皺回復、折痕保持以及起拱回復性能已引起企業和消費者的極大興趣并受到廣泛關注。本發明的水性形狀記憶聚氨酯在功能上能滿足當今人們對服裝面料的某些需求，而且還有其他多方面的用途，因而具有廣泛的推廣應用前景。市場分析和經濟效益預測：紡織行業是我國傳統的出口創匯支柱行業，為國家的經濟建設做出了相當大的貢獻。近年來，紡織行業發展的速度非常快，特別是中國加入“WTO”以后，隨著紡織品配額的取消，給紡織、服裝行業的出口提供更大的機遇；同時，加入“WTO”以后，發達國家會設置很多的“技術壁壘”，限制我國紡織品的出口。同發達國家相比較，我國紡織加工技術比較落后，特別是紡織品的印染后整理技術尤其明顯，這些問題的存在，嚴重影響了我國紡織品的出口創匯能力。水性形狀記憶聚氨酯在織物上的應用將大大提高紡織品的技術含量，很大程度上可以滿足廣大消費者的要求。再者，技術含量的提高，我們相關行業在世界競爭中的優勢可以進一步擴大，對破除發達國家的“技術壁壘”、占領世界市場起著重要作用，同時也大大提高我國的出口創匯能力。由于水性形狀記憶聚氨酯在織物上的應用較其他同類織物整理劑在防皺整理及對身體健康的影響等方面有著較大的優勢，故該產品規模化生產后，不僅可以解決防皺方面的問題，其產生的經濟效益、社會效益和環境效益將對紡織業的發展產生深遠影響。專利申報情況□提出專利申報申報號申報日期年月日□已獲專利權批準批準號批準日期年月日√未提出專利申請科研管理部門簽章年月日

C.當前國內外同類課題研究水平概述說明：1.申報者可根據作品類別和情況填寫；2.填寫此欄有助于評審。形狀記憶聚氨酯（SMPU）作為智能材料是近年來在新材料領域研究的重大課題，特別是將具有形狀記憶功能的聚氨酯施加到紡織品上，開發具有形狀記憶功能的紡織面料更是其中的熱點課題之一。國外研究水平概述日本是研究SMPU和應用SMPU發展最快的國家,首例SMPU是1988年日本Mitsubishi（三菱重工業公司）開發成功的;后來Mitsubishi進一步開發出綜合性能優異的SMPU,室溫和高彈態的模量比達到200,甚至更大具有極高的濕熱穩定性及極強的減震性能[1];同時Hayashi[2]等研究了采用PEG和PTMG混合二元醇為軟段,BDO和EDO為擴鏈劑,MDI為硬段的SMPU涂層的水蒸氣透過率,發現SMPU在較高溫度下,具有高透濕氣性,在較低溫度下,具有隔熱性;2002年9月日本Kondo.Noruro[3]等開發了形狀記憶聚氨酯的泡沫材料。韓國在SMPU領域也有很大貢獻,2001年Lee等[4]合成了MDI/聚四甲撐二醇/BDO體系的SMPU,研究了硬段含量對機械性能以及形狀回復性能的影響。另外美國、澳大利亞、加拿大等國家也在SMPU上取得了一些成績,如2001年美國空軍研究實驗室和紐約州大學,對SMPU彈性體進行了化學改性,發現POSS(聚倍半氧化硅烷)引入到SMPU中,玻璃化轉變溫度更高,透氧性更強,阻燃性提高,機械性能也有增強[5]。澳大利亞的Gu2natiuateA[6]采用硅大分子二元醇,二元胺合成SM2PU,大大改善了其機械性能、透明度、加工性、生物穩定性和抗降解樹脂。形狀記憶聚氨酯以其優異的性能吸引了國內外大批研究者,目前為止已經取得了很大進展。但是，其中絕大部分都是處于實驗室水平的成果，都存在不同程度的缺點，并沒有真正達到工業化生產的要求，并且大部分都是在涂料和粘合劑領域應用廣泛，在織物整理的應用方面較少。國內研究水平概述我國對形狀記憶聚氨酯的研究起步較晚。20世紀70年代，荷蘭STAHL公司首先把水性聚氨酯（PUD）皮革涂飾劑介紹給我國,20世紀90年代初實現工業化生產，至此,PUD技術在國內開始迅速發展[7]。2000年南京大學[8]采用丙三醇合成了37℃的體溫SMPU,而ChenW[9]則合成了EGA交聯的SMPU;2002年清華大學[10]用雙酚A環氧丙烷加成物為軟段,以BDO,MDI為硬段的SMPU,其形狀回復溫度在75～90℃間,且該聚合物在100℃的形狀回復時間不超過10s;2003年中國專利[11]報道采用反式聚異戊二烯為軟段原料,經化學改性后制備了SMPU,其形狀回復溫度為40～80℃;2003年北京化工大學[12]以聚己二酸乙二醇酯為軟段,MDI和1,42BDO與含環狀結構的擴鏈劑DPA為硬段,采用一步法制備了SMPU;與此同時,還研究了形狀記憶聚氨酯的透濕性能及其在紡織領域的應用[13]。近年來，隨著水溶性聚氨酯合成技術的不斷提高和聚氨酯性能的改善，用聚氨酯作為織物防皺整理整理劑的研究報道越來越多。孫文章、蔡再生等采用實驗室合成的聚氨酯對真絲織物進行整理，折皺回復角達到250°左右ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>王衡東</Author><Year>2002</Year><RecNum>85</RecNum><record><databasename="referenceoffinalreport(finishingpart).enl"path="C:\DocumentsandSettings\wangjianming\Desktop\referenceoffinalreport(finishingpart).enl">referenceoffinalreport(finishingpart).enl</database><sourceappname="EndNote"version="8.0">EndNote</sourceapp><recnumber>85</recnumber><reftypename="JournalArticle">17</reftype><contributors><authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">王衡東</style></author><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">邱士龍</style></author><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">葉寅</style></author></authors></contributors><titles><title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">輻射接枝丙烯酸改善真絲綢防皺性能研究</style></title><secondarytitle><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">絲綢</style></secondarytitle></titles><periodical><fulltitle><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">絲綢</style></fulltitle></periodical><pages><styleface="normal"font="TimesNewRoman"size="100%">18</style><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">～</style><styleface="normal"font="TimesNewRoman"size="100%">19</style></pages><number><styleface="normal"font="TimesNewRoman"size="100%">1</style></number><dates><year><styleface="normal"font="TimesNewRoman"size="100%">2002</style></year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[14]。但是，到目前為止，水性聚氨酯整理后的織物仍然存在手感變差、變硬以及易泛黃的問題。本作品研究水平概述本作品對聚氨酯原料進行分子組合和改性，合成具有形狀記憶性能進一步優化的多種類型水性聚氨酯，該水性形狀記憶聚氨酯不含有機溶劑，無甲醛釋放，對環境無污染，為環境友好產品，并且具有成本低、火災隱患小等優點。該水性形狀記憶聚氨酯可用于織物防皺功能整理，使被整理織物具有良好的抗折皺功能、免燙整理功能及形狀記憶功能，并且在受到擠壓變形后，經加熱處理可自動除去痕跡，恢復到織物的自然原始形態，折皺回復角大于320O，同時保留良好的柔軟性、手感度和較佳的白度，具有極佳的耐水洗性，無明顯的強力損失，無泛黃現象，織物在熱水或熱空氣中能恢復日常穿著或洗滌中產生的折皺，具有明顯的形狀記憶功能，所整理織物各項性能指標均可達到國外環保要求，并且織物多功能整理工藝簡單，產品附加值高，易于進行工業化生產。[參考文獻][1]杜宗罡,朱光明,秦瑞豐,周海峰,彬.形狀記憶聚氨酯的發展現狀及應用前景.中國塑料，第18卷第4期2004,4：611[2]HayashiS,IshilawaN.Highmoisturepermeabilitypolyurethanefortextileapplications.JournalofCoatedFabrics,1993,(23):74[3]Inoac.Corp,MitsubishiHeavyLTD.ShapeMemoryPolyurethaneFoam.JP2002256052(2002)[4]LeeBS,ChunBC.Structureandthermomechanicalpropertiesofpolyurethaneblockcopolymerwithshapememoryeffect.Macromolecules,2001,34(18):6431～6437[5]左蘭,陳大俊.形狀記憶聚氨酯的研究進展.高分子材料科學與工程，第20卷第6期2004,11：3741[6]GunatiuateA(AU),SimonJM(US).ShapeMemoryPolyurethaneorPolyurethaneureaPolymers.USP20020161114(2002)[7]吳海平,馬建明,任志勇.中國水性聚氨酯市場現狀與展望劉戎.PU技術,2006,81[8]喻春紅,陳強,侯向輝等.化學交聯型形狀記憶聚氨酯材料的研究.機械科學與技術,2001,20(1):69[9]ChenW,ZhuCG.Thermosettingpolyurethaneswithwaterswollenandshapememoryproperties.Appl.Polym.Sci.,2002,84(8):1504～1512[10]于明晰,周嘯.溶液法合成聚氨酯的形狀記憶材料及性能.清華大學學報(自然科學版),2002,42(5):607～610[11]NiXiuyuan.ShapeMemoryPolyurethaneMaterialProducedfromTranspolyisoprene.CN1408742[12]吳嘉民,姜志國.硬段含量對熱致形狀記憶聚氨酯材料記憶性能的影響.北京化工大學學報,2003,30(1):89～91[13]曾躍民,嚴灝景,胡金蓮.形狀記憶聚氨酯的性能及其應用.印染,2001,No1:58[14]王衡東,邱士龍,葉寅.輻射接枝丙烯酸改善真絲綢防皺性能研究.絲綢,2002,pp.18～19.D.推薦者情況及對作品的說明說明：1．由推薦者本人填寫；2．推薦者必須具有高級專業技術職稱，并是與申報作品相同或相關領域的專家學者或專業技術人員（教研組集體推薦亦可）；3．推薦者填寫此部分，即視為同意推薦；4．推薦者所在單位簽章僅被視為對推薦者身份的確認。推薦者情況姓名樂學義性別男年齡46職稱教授工作單位華南農業大學理學院通訊地址廣州五山郵政編碼510642單位電話85280319住宅電話85282024推薦者所在單位簽章樂學義老師是華南農業大學理學院教授，情況屬實。（簽章）年月日請對申報者申報情況的真實性作出闡述該項目設計科學，圖片、數據準確，并且紡織產品絕大部分性能數據得到合作企業的認可和驗證，結論真實可靠。請對作品的意義、技術水平、適用范圍及推廣前景作出您的評價該類產品在國內外研究尚少，立意新穎，創新性強，具有較強的實用性。發明的水性形狀記憶聚氨酯尚未見文獻報道。所整理的織物具有免燙防皺整理效果好，無泛黃現象，整理液無有機溶劑，整理和織物穿著過程中無甲醛釋放等優點，為環境友好產品，該產品可廣泛應用于服裝染整企業。由于我國是世界紡織大國和我國紡織品面臨國外市場準入壓力等因素，該項產品將具有廣闊的推廣前景和市場潛力。其它說明推薦者情況姓名谷文祥性別男年齡53職稱教授工作單位華南農業大學理學院通訊地址廣州五山郵編510642單位電話85280319住宅電話85282637推薦者所在單位簽章谷文祥老師是華南農業大學理學院教授，情況屬實。簽章日期年月日請對申報者申報情況的真實性作出闡述該項目設計科學，具有合理的理論基礎，圖片、數據準確，紡織產品絕大部分性能數據得到合作企業的認可和驗證，結論真實可靠。請對作品的意義、技術水平、適用范圍及推廣前景作出您的評價該項目立意新穎，創新性強，所發明的水性形狀記憶聚氨酯為環境友好產品，與同類產品比較，該產品不采用有機溶劑，所整理織物無甲醛釋放，織物強力損失低，原料來源便宜易得，工藝簡單，產品易于工業化生產，產品性價比高，具有很好的實用性。由于我國紡織企業面臨國外環保組織的市場準入壓力，該產品的發明問世，將使我國紡織企業具有更好的競爭態勢和達到國外環保組織的要求，具有廣闊的推廣前景和市場潛力。其它說明學校組織協調機構確認并蓋章（團委代章）年月日校主管領導或校主管部門確認蓋章年月日

E．大賽組織委員會秘書處資格和形式審查意見組委會秘書處資格審查意見審查人（簽名）年月日組委會秘書處形式審查意見審查人（簽名）年月日組委會秘書處審查結果□合格□不合格負責人（簽名）年月日

F．參賽作品打印處水性形狀記憶聚氨酯的發明本研究制備的水性形狀記憶聚氨酯（AqueousShapeMemoryPolyurethane，簡稱ASMPU），屬于水性聚氨酯中的一種，是由具有形狀記憶功能的聚氨酯粒子分散在連續相（水）中的二元膠體體系。其特點主要表現在該乳液高溫固化反應后形成的膠膜具有明顯的形狀記憶功能，而且經過改性優化后的水性形狀記憶聚氨酯，作為織物整理劑時能彌補以往整理劑不同程度的缺點，具有免燙防皺整理效果好，手感好，織物強力損失小，無泛黃現象，整理液無有機溶劑，整理和織物穿著過程中無甲醛釋放，織物整理劑無環境污染，成本低、火災隱患小和環保的優點，為環境友好產品。一、水性形狀記憶聚氨酯的合成在水性