高吸水纖維的制備與研究

發(fā)布時(shí)間：2020-09-07 11:44

　　高吸水纖維是在高吸水樹脂的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種功能性纖維。高吸水纖維具有吸水能力和保水能力強(qiáng)，吸水后仍具有較好的強(qiáng)度，能保持纖維吸水后的完整性，而且易于加工的特點(diǎn)，因此高吸水纖維應(yīng)用前景廣闊。目前只有少數(shù)幾個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家能夠生產(chǎn)高吸水纖維，在國(guó)內(nèi)高吸水纖維的研究正處于初級(jí)階段。本課題采用溶液聚合法合成了紡絲液，并將其紡制成高吸水纖維，主要研究?jī)?nèi)容如下： 1．研究了聚乙烯醇、粘度對(duì)紡絲液可紡性的影響以及表面活性劑對(duì)粘度的影響。研究表明，聚乙烯醇的加入大大改善了紡絲液的可紡性，紡絲液的可紡性隨聚乙烯醇用量的增加而提高，以聚乙烯醇的用量為單體重量的20％為佳。體系的粘度為30000mpa.s時(shí)可紡性最佳。加入表面活性劑能夠減小聚合體系的粘度，對(duì)體系粘度的調(diào)節(jié)比較理想。 2．研究了丙烯酰胺用量、丙烯酸中和度、引發(fā)劑用量、聚乙烯醇用量、交聯(lián)時(shí)間對(duì)高吸水纖維吸液倍率的影響。高吸水纖維的吸液倍率隨丙烯酰胺用量的增加先增大后減小，丙烯酰胺用量為單體重量的25％時(shí)吸液倍率最大；吸液倍率隨丙烯酸中和度的增加而增加，在中和度為75％時(shí)，吸液倍率出現(xiàn)極值，丙烯酸中和度大于75％后吸液倍率又下降；吸液倍率隨引發(fā)劑用量的增加先增加后下降，當(dāng)引發(fā)劑用量為單體重量的3％時(shí)出現(xiàn)最高吸液倍率：吸液倍率隨聚乙烯醇用量的增加而下降，考慮到紡絲液的可紡性隨聚乙烯醇用量的增加而增加，選擇聚乙烯醇的用量為單體重量的20％為宜：吸液倍率隨交聯(lián)時(shí)間的增加先增大后減少，交聯(lián)時(shí)間為130℃下交聯(lián)20min為宜。選擇上述各最佳條件，高吸水纖維的最高吸水倍率可達(dá)320g/g，最高吸鹽水倍率可達(dá)50g/g。 3．研究了高吸水纖維的吸水速率、耐熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能。與高吸水樹脂相比，高吸水纖維具有較好的吸水速率，2min可吸水100g/g；在50℃下高吸水纖維的穩(wěn)定性很好；隨高吸水纖維吸水倍率增加，斷裂強(qiáng)度下降，而斷裂伸長(zhǎng)率增大。 4.借助DSC、SEM研究了高吸水纖維及其吸水凝膠的結(jié)構(gòu)。DCS譜圖顯示高吸水纖維具有兩個(gè)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間，表明在高吸水纖維內(nèi)形成了相分離。高吸水纖維的橫截面SEM照片顯示出纖維內(nèi)部有許多微孔，微孔直徑一般在1哪~20哪之間，其有利于提高纖維的吸水速率。高吸水纖維的表面sEM照片顯示纖維表面有許多微小的凹槽，其長(zhǎng)度一般為10哪左右，有利于吸水倍率的提高。
【學(xué)位單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2004
【中圖分類】：TB324
【部分圖文】：

纖維,紡絲原液,凝固收縮,高聚物

丙烯酸與丙烯酞胺的共聚物和聚乙烯醇貝然溶解在同以分子聚集體的形態(tài)存在于紡絲原液中，微觀方面觀察，，那么，在濕法紡制共混纖維的過程中，在相界面處就會(huì)絲中，凝固過程是以擴(kuò)散為前提而得到完成的。擴(kuò)散包擴(kuò)散，也包括原液中溶劑向凝固浴擴(kuò)散。當(dāng)紡絲原液進(jìn)入度不斷下降，達(dá)到臨界濃度時(shí)，高聚物就會(huì)從原液中沉實(shí)驗(yàn)中的共混高聚物濕法紡絲，當(dāng)紡絲原液進(jìn)入丙酮的醇首先脫溶劑化，發(fā)生很大的收縮，使界面上產(chǎn)生微孔，;接著連續(xù)相高聚物開始凝固收縮。凝固劑的存在使界于連續(xù)相凝固收縮而造成微孔閉合。纖維橫截面SEM分析

纖維,聚乙烯醇,高吸水纖維,微多相

圖268#纖維吸水前放大2000倍的電鏡照片4一26可以看出，在纖維內(nèi)存在許多微孔，這些微孔的之間。微孔的存在使其吸水表面積大大增加，而且水分纖維內(nèi)部滲透，從而導(dǎo)致高吸水纖維的吸水速率增大。，橫截面上有許多微小突起，顯示出聚乙烯醇與共聚物共混體系中，同種分子之間的引力遠(yuǎn)遠(yuǎn)地大于異種分子條件的作用下，雖然從宏觀方面觀察，聚乙烯醇和共聚物從微觀方面分析，只能以大大小小分子聚集體的形式相混體系是一種微多相體系。

后放,纖維,高吸水纖維,吸水纖維