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交联海藻酸钙纤维的制备与性能研究

作　者: 朱立华
导　师: 夏延致
学　校: 青岛大学
专　业: 材料学
关键词: 海藻酸钙纤维 交联 戊二醛 环氧氯丙烷 溶胀度
分类号: TQ340.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


海藻酸盐是从褐藻中提取的一种可生物降解的高分子材料,可以与二价钙离子形成“蛋-盒”结构,形成不溶于水的凝胶而被广泛应用于纤维纺织、印染,重金属吸附与处理等方面。纤维的“蛋-盒”结构在含钠离子的水溶液环境中易发生离子交换被破坏,钙离子被置换出来,发生溶解,强力下降。本论文以不同交联剂化学交联海藻酸钙纤维,探讨交联工艺条件及改性纤维在盐水及碱性洗涤液中的稳定性,分析交联对纤维强度的影响,以期扩大海藻纤维的应用领域。研究内容主要包括以下部分：1、本文采用实验室制备的海藻酸钙纤维为原料,以戊二醛为交联剂制备了交联海藻酸钙纤维。研究了交联剂浓度、交联处理时间、温度等工艺条件对纤维交联性能的影响,确定了最佳的交联工艺条件：温度30℃,交联剂浓度为8%,反应时间为3h。红外光谱分析证明了交联反应的发生。通过对交联前后海藻酸钙纤维的扫描电镜分析、热失重、溶胀性能测试和拉伸性能测试证明了交联处理后纤维的耐盐性提高。改性后海藻酸钙纤维在盐水中的溶胀度只有98%,为纯海藻酸钙纤维的27%,盐水处理后纤维很好的保持了纤维形貌。改性纤维断裂强度为2.23cN/dtex。确定了羟醛缩合反应的发生。2、以环氧氯丙烷为交联剂进行反应,制备了交联海藻酸钙纤维。交联条件：环氧氯丙烷加入量为0.5*10-2mol/l,反应温度为45℃,反应时间3h,pH值10.0；采用各种测试手段对交联后纤维进行表征。实验结果显示,环氧氯丙烷交联海藻纤维能够提高纤维强度和耐碱性能。交联后纤维强度提高6.1%,达2.83cN/dtex,远高于棉、毛等纤维强度。纤维耐洗涤性测试分析表明改性后海藻纤维交联结构均匀,耐碱性提高,在3%的碱性立白洗衣液中洗涤45分钟后失重4.51%；改性后纤维有较好的吸湿性能,在盐水中稳定性好；

全文目录


摘要  2-3
Abstract  3-6
第一章 绪论  6-22
  1.1 海藻酸盐简介  6-9
    1.1.1 海藻酸的化学结构  7-8
    1.1.2 海藻酸钙凝胶  8-9
  1.2 海藻酸盐的应用  9-11
    1.2.1 在医学方面的应用  9
    1.2.2 纺织工业中应用  9-10
    1.2.3 废水处理方面的应用  10
    1.2.4 食品方面的应用  10-11
  1.3 海藻酸纤维的制备及其性质  11-14
    1.3.1 海藻酸盐纤维的制备  11-12
    1.3.2 海藻酸纤维的性能  12-13
    1.3.3 海藻酸纤维的应用  13-14
  1.4 海藻酸纤维的研究现状  14-15
  1.5 海藻酸盐的交联方法  15-20
    1.5.1 离子交联  15-16
    1.5.2 化学交联  16-20
  1.6 本论文的目的与意义  20-22
第二章 戊二醛交联海藻酸钙纤维的制备及性能研究  22-41
  2.1 引言  22-23
  2.2 实验仪器与原料  23
  2.3 实验方法  23-24
    2.3.1 海藻酸钙纤维的制备  23
    2.3.2 交联剂的制备  23-24
    2.3.3 交联海藻酸钙纤维的制备  24
  2.4 交联海藻酸钙纤维结构与性能分析  24-25
    2.4.1 红外光谱(IR)  24
    2.4.2 扫描电子显微镜(SEM)  24
    2.4.3 热失重(TG)  24-25
    2.4.4 溶胀度测试  25
    2.4.5 接触角测定  25
    2.4.6 耐碱性  25
    2.4.7 强度测试  25
  2.5 结果与讨论  25-39
    2.5.1 纤维结构分析  26-27
    2.5.2 纤维形貌分析  27-29
    2.5.3 海藻酸纤维热稳定性能研究  29-31
    2.5.4 溶胀度分析  31-34
    2.5.5 接触角分析  34-36
    2.5.6 耐碱性能分析  36-37
    2.5.7 交联工艺对纤维强度的影响  37-39
  2.6 本章小结  39-41
第三章 环氧氯丙烷交联海藻酸钙纤维的制备及性能研究  41-54
  3.1 引言  41-42
  3.2 实验材料与仪器  42
  3.3 实验方法  42-44
    3.3.1 交联剂的配置  42-43
    3.3.2 海藻酸钙纤维的交联  43
    3.3.3 分析测定  43-44
  3.4 结果与讨论  44-53
    3.4.1 红外光谱分析  44-45
    3.4.2 纤维形貌分析  45-46
    3.4.4 纤维耐洗涤性能分析  46-47
    3.4.5 纤维强度分析  47-50
    3.4.6 热失重分析  50-51
    3.4.7 纤维溶胀度分析  51-52
    3.4.8 两种交联剂的比较  52-53
  3.5 本章小结  53-54
结论  54-55
参考文献  55-60
攻读硕士学位期间的研究成果  60-61
致谢  61-62

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 化学纤维工业 > 一般性问题 > 生产工艺
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