發(fā)布時(shí)間：2021-10-29 18:43

　　經(jīng)濕法紡絲法制備的海藻酸纖維具有高吸濕性和優(yōu)異的生物降解性,可作醫(yī)用敷料、傳輸藥物的載體、美容面膜及金屬離子吸附材料,已在醫(yī)療、美容護(hù)膚、紡織及工業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但由于海藻酸纖維中蛋殼結(jié)構(gòu)的特殊性,造成其強(qiáng)力較低,海藻酸纖維鈣離子在鹽溶液中易與鈉離子發(fā)生離子交換,耐鹽性較差,限制了海藻酸纖維的廣泛應(yīng)用。為提高海藻酸纖維的強(qiáng)度,本文通過(guò)物理共混及化學(xué)交聯(lián)法對(duì)海藻酸纖維進(jìn)行改性,探究不同工藝條件對(duì)海藻酸纖維力學(xué)性能的影響,并通過(guò)紅外光譜儀（FTIR）、X-衍射儀（XRD）、掃描電鏡（SEM）、熱重分析儀（TGA）等對(duì)改性海藻酸纖維進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征及性能測(cè)試。研究?jī)?nèi)容主要包括以下3個(gè)部分:（1）羥丙基纖維素（HPC）、羥丙基甲基纖維素（HPMC）改性海藻酸纖維的制備將具有良好水溶性與成膜性的HPC及HPMC與海藻酸鈉（SA）進(jìn)行物理共混,制備了不同共混比例的HPC、HPMC改性海藻酸纖維。紅外譜圖顯示改性海藻酸纖維締合羥基伸縮振動(dòng)峰較海藻酸纖維向高波數(shù)移動(dòng),表明HPC、HPMC與海藻鈉鈣大分子之間締合氫鍵增強(qiáng)。改性海藻酸纖維XRD譜圖中新峰的出現(xiàn)和舊峰的消失證明了改性海藻酸纖維各組分之間存... 

【文章來(lái)源】：青島大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：63 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

海藻酸鈉的化學(xué)結(jié)構(gòu)

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文3圖1.2海藻酸鈉與Ca2+形成的“蛋殼”結(jié)構(gòu)Fig.1.2Illustrationof“Egg-box”structureofcalciumalginate海藻酸鈉的濕法紡絲工藝流程包括：（1）溶解：室溫下，海藻酸鈉溶解在一定量的水中機(jī)械攪拌3~4h至溶脹完全。（2）消泡：溶解好的海藻酸鈉溶液經(jīng)靜置消泡后得到均勻的海藻酸鈉紡絲原液。（3）計(jì)量噴絲：將紡絲原液倒入紡絲泵經(jīng)過(guò)計(jì)量泵輸送至噴絲孔噴出。（4）凝固成型：紡絲液經(jīng)噴絲孔擠出后進(jìn)入氯化鈣凝固浴得到初生海藻酸纖維。（5）牽伸：將初生海藻酸纖維水洗后纏繞至第一個(gè)滾筒，再經(jīng)過(guò)無(wú)水乙醇洗，收集至第二個(gè)滾筒，兩個(gè)滾筒轉(zhuǎn)速比為1:1.2。1.2.3海藻酸纖維性能及其應(yīng)用（1）高的回潮率及吸水性：相比于棉、毛等天然纖維，海藻酸纖維回潮率較高。一方面是由于其大分子結(jié)構(gòu)上羥基和羧基等親水性基團(tuán)含量更高，且無(wú)定形區(qū)較大，促進(jìn)水分子的吸收；另一方面是濕法紡絲工藝制得海藻酸纖維在凝固成型時(shí)需脫去大量溶劑，造成表面收縮不均，出現(xiàn)溝槽與條紋結(jié)構(gòu)，有助于水分子的吸收和擴(kuò)散。因此海藻酸纖維具有高吸水性且其吸濕后易形成親水性凝膠[19-20]。（2）自阻燃性：海藻酸纖維LOI可達(dá)34%，為難燃纖維，其阻燃性主要與其結(jié)構(gòu)中的羧基和Ca2+的存在密切相關(guān)。羧基的存在有利于吸收空氣中水分同時(shí)還可通過(guò)脫羧反應(yīng)釋放出CO2，促進(jìn)了燃燒溫度的降低和可燃性氣體濃度的稀釋；羧基還可通過(guò)與羥基發(fā)生脫水酯化改變既有的熱裂解方式。海藻酸鈣纖維燃燒生成的氧化鈣和碳酸鈣沉積在纖維表面，起到隔絕氧氣的作用。海藻酸纖維特殊的組成賦予其自阻燃的性能[21-22]。（3）電磁屏蔽和抗靜電作用：向海藻酸纖維濕法紡絲凝固浴中添加不同種類金屬離子(Cu2+、Ba2+)，提高凝固浴金屬離子濃度，海藻酸纖維結(jié)合?

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文4海藻酸大分子獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其制備的材料具有高吸濕成膠性、易去除性、“凝膠阻塞”性等諸多優(yōu)良特性[27]。故海藻酸醫(yī)用敷料得到重要應(yīng)用。海藻酸醫(yī)用敷料與傳統(tǒng)棉質(zhì)紗布相比更易促進(jìn)傷口愈合，其在與傷口接觸時(shí)，可大量吸收傷口滲出液，在傷口表面形成濕潤(rùn)水凝膠，在保證傷口組織透氣的同時(shí)，又可隔絕細(xì)菌，且易去除，不致對(duì)傷口造成二次損傷。另外海藻酸纖維制品也已在組織工程[28]、藥物緩釋系統(tǒng)[29]、紡織品[30]、食品[31]等方面得到廣泛應(yīng)用。1.3羥丙基纖維素(HPC)1.3.1HPC的結(jié)構(gòu)特征纖維素是具有良好的生物降解性、阻隔性等諸多優(yōu)異性能的天然可再生生物質(zhì)材料[32]。HPC是一類由纖維素與環(huán)氧丙烷醚化改性而得到的羥丙基單醚[33]，其基本結(jié)構(gòu)單元D-吡喃葡萄糖殘基上含有-CH2-CHOH-CH3和未醚化羥基，可被取代基進(jìn)一步取代。經(jīng)過(guò)醚化改性后，纖維素大分子鏈間、鏈內(nèi)的氫鍵作用遭到破壞，大幅度提高了HPC在水中的溶解性[34]。根據(jù)醚化取代度的不同，可將HPC分為高取代羥丙基纖維素(H-HPC)和低取代羥丙基纖維素(L-HPC)。H-HPC由于羥基醚化取代度提高，使得纖維素大分子鏈內(nèi)、鏈間的氫鍵作用力明顯降低，取代側(cè)鏈上引入親水基團(tuán)(-OH)，大大提高了水溶性[35]。HPC結(jié)構(gòu)單元見(jiàn)圖1.3。圖1.3羥丙基纖維素結(jié)構(gòu)單元Fig.1.3Thestructuralunitofhydroxypropylcellulose1.3.2HPC的性能及其應(yīng)用HPC是經(jīng)過(guò)醚化取代后引入羥丙基支鏈結(jié)構(gòu)的纖維素衍生物，保留纖維素優(yōu)良的生物降解性和生物相容性的同時(shí)，又具有優(yōu)于纖維素的性能，如冷水易溶性，HPC可溶解在40°C以下的冷水中，且溶液具有一定的黏度。當(dāng)溫度過(guò)高，超過(guò)40°C時(shí)，

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3465199