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印染助剂 2008年第8期25卷 16-19,22页

作者：徐晓红王夏琴梁伯润陈思尧张彦华东华大学材料学院上海200051

采用多元羧酸交联剂1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)对粘胶纤维进行酯化交联处理,分析了交联温度、时间和BTCA质量分数对粘胶纤维酯化交联反应的影响,并进一步探讨了交联处理对粘胶纤维力学性能的影响,红外光谱证实BTCA与粘胶纤维之间发生了... 详细信息

采用多元羧酸交联剂1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)对粘胶纤维进行酯化交联处理,分析了交联温度、时间和BTCA质量分数对粘胶纤维酯化交联反应的影响,并进一步探讨了交联处理对粘胶纤维力学性能的影响,红外光谱证实BTCA与粘胶纤维之间发生了酯化反应.升高交联温度和延长交联时间可以使BTCA与粘胶纤维较充分地发生酯化反应,大大提高—COOH转化率.随着交联温度的升高、交联时间的延长、BTCA质量分数的增大,粘胶纤维的湿模量逐渐增大;经质量分数为8%的BTCA在180℃下交联3 min后,粘胶纤维的湿模量为15.28 cN/dtex,湿断裂强度达到最大值,提高率为23.73%.

关键词： 1,2,3,4-丁烷四羧酸粘胶纤维酯化交联反应力学性能

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丁烷四羧酸与水解聚马来酸酐酯化交联粘胶纤维的结构和性能研究

丁烷四羧酸与水解聚马来酸酐酯化交联粘胶纤维的结构和性能研究

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作者：徐晓红东华大学

学位级别：硕士

随着石油工业和煤炭储量的日益下降,以及各国对资源消耗的日益关注和重视,利用可再生资源-纤维素正日益受到研究领域和产业界的关注。粘胶纤维属于再生纤维素纤维,具有吸湿性高、透气性强、穿着舒适、价格低廉,制品用后易降解,符合环保... 详细信息

随着石油工业和煤炭储量的日益下降,以及各国对资源消耗的日益关注和重视,利用可再生资源-纤维素正日益受到研究领域和产业界的关注。粘胶纤维属于再生纤维素纤维,具有吸湿性高、透气性强、穿着舒适、价格低廉,制品用后易降解,符合环保要求等许多合成纤维不具有的优良性能;然而粘胶纤维也存在一些缺点,主要是它的强度较低,特别是在湿态时易溶胀,断裂强度显著下降,在较小负荷下,易伸长、弹性较差,所以织物不耐水洗、易变形、尺寸很不稳定。人们研究开发了不少加工方法,目前多元羧酸酯化交联处理是一种比较理想的能给予纤维良好性能的方法。由于多元羧酸与纤维的酯化交联反应,多元羧酸相当于桥键将不同的纤维素分子连接在一起,形成纤维内的空间网状交联结构,从而能赋予纤维良好的形态稳定性和物理机械性能。本文采用多元羧酸交联剂丁烷四羧酸(BTCA)对粘胶纤维进行酯化交联处理,研究了BTCA交联处理对粘胶纤维的结构、力学性能和对水的应答性的影响。傅立叶红外光谱分析证实了多元羧酸BTCA与粘胶纤维在一定的交联条件下发生了酯化反应。采用酸碱滴定法分析了不同交联条件对BTCA与粘胶纤维酯化交联的影响,探讨了不同交联条件下羧基转化率以及粘胶纤维的交联程度。从扫描电子显微镜观察到交联后粘胶纤维表面变粗、光滑、均匀,截面不再是呈不规则的形状而是呈圆形,内部的空洞变小,说明在纤维表面和内部发生了酯化交联反应,在粘胶纤维内形成了空间网状交联结构,从而能赋予粘胶纤维良好的形态稳定性和力学性能。通过对交联前后粘胶纤维力学性能的研究,发现交联后粘胶纤维的干、湿模量增大,干、湿断裂强度均有一定程度的提高,干、湿断裂伸长率减小。当BTCA的质量百分比浓度为8%,在180℃交联3min时,交联粘胶纤维的干、湿模量分别达到57.43cN/dtex和15.28cN/dtex,干、湿断裂强度都达到最大值,分别为2.56cN/dtex和1.46 cN/dtex,提高率为20.19%和23.73%,湿强提高的程度稍大于干强,弹性回复率达到46.62%,提高率为22.94%,经BTCA交联的粘胶纤维的应力松弛速度较慢,松弛时间较长,表现出较好的弹性。经BTCA交联前后的粘胶纤维对气态水的应答性的研究结果表明,交联前后粘胶纤维的回潮率随着相对湿度的提高而增加,且在吸湿-放湿过程中有明显的吸湿滞后现象。通过离心法测定经BTCA交联前后的粘胶纤维的保水值,进而研究交联前后粘胶纤维对液态水的应答性,结果表明,交联后粘胶纤维的保水值大大降低,随着BTCA浓度增加,交联粘胶纤维的保水值逐渐减小;升高交联温度和延长交联时间,可以使得BTCA与粘胶纤维较充分地发生酯化反应,交联粘胶纤维的保水值也随之进一步降低。测定交联前后粘胶纤维的湿膨胀率,结果发现交联处理后粘胶纤维的湿膨胀率大大减小。另外,本文还采用水解聚马来酸酐(HPMA)为交联剂对粘胶纤维进行酯化交联处理,分析了经HPMA交联前后的粘胶纤维结构和性能的变化,傅立叶变换红外光谱分析结果证实了HPMA在一定交联条件下与粘胶纤维发生了酯化反应;交联处理后粘胶纤维的断裂强度提高,保水率降低,湿膨胀率减小。因此HPMA交联处理粘胶纤维对改善其缺点有着一定的作用,但是HPMA交联处理粘胶纤维对提高其强度效果不如BTCA。

关键词：粘胶纤维丁烷四羧酸水解聚马来酸酐酯化交联反应力学性能对水的应答性

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