PNIPAAm类温敏材料接枝棉的研究

发布时间：2018-11-08 18:29

【摘要】：聚N-异丙基丙烯酰胺PNIPAAm是一种同时含有亲水基团和疏水基团结构的温敏高分子,其水溶液在低临界溶解温度LCST(33℃左右)附近会发生亲/疏水性的可逆相转变。但PNIPAAm较差的力学强度很大地限制了其应用,所以有研究采用纳米复合、接枝聚合等改性方法来改善PNIPAAm的力学性能。而本文是采用过氧化氢-抗坏血酸(H2O2-H2A)氧化还原引发体系和过硫酸铵APS引发剂这两种引发体系来引发天然棉纤维接枝PNIPAAm,不仅可以改善PNIPAAm的力学性能,还能赋予棉纤维温敏亲/疏水功能。用APS引发N-异丙基丙烯酰胺NIPAAm聚合,获得PNIPAAm。采用红外、X-射线衍射、乌氏粘度计、液相凝胶色谱分别对PNIPAAm进行结构分析和分子量表征;采用差示量热扫描DSC和紫外-可见光分光光度计分别测量PNIPAAm的玻璃化转变温度Tg和LCST。再将PNIPAAm涂敷到棉纤维上,用接触角仪表征其亲/疏水性:环境温度低于LCST时呈现亲水性,而环境温度高于LCST时呈现疏水性。经红外分析和电镜分析表明,H2O2-H2A和APS引发剂这两种引发剂,在水作为溶剂和氮气保护下,分别成功引发棉纤维接枝上了PNIPAAm,制得了接枝棉。H2O2-H2A引发体系是通过溶液自由基接枝聚合的原理引发棉纤维接枝上PNIPAAm温敏高分子;而APS是通过在60℃下的沉淀自由基接枝聚合原理引发棉纤维接枝上PNIPAAm温敏高分子。分别研究了单体浓度、引发剂浓度和二者浓度在固定配比下的浓度变化对接枝棉的接枝率的影响规律,都存在获得最高接枝率的最佳浓度。H2O2为0.06mol/L,H2A为0.036mol/L,单体为0.6mol/L时获得最高接枝率21.1wt%的接枝棉;APS为0.24mol/L,单体为1.2mol/L时获得最高接枝率23.9wt%的接枝棉。采用DSC的调制技术MDSC直接测量接枝棉的可逆热容来表征其温敏性,接枝棉都获得了LCST(33℃附近)。采用接触角仪表征接枝棉在LCST上下的温敏亲/疏水性,并研究了接枝率对接枝棉的温敏亲/疏水性影响。研究表明,由上述两种引发体系引发获得的接枝棉都具有温敏亲/疏水功能,且受接枝率的影响不大。根据标准AATCC 79-2000滴水试验测量接枝棉在LCST上下的润湿时间来表征接枝棉的温敏吸水性,并研究了接枝率对接枝棉的温敏吸水性影响。研究表明,由H2O2-H2A引发得到的接枝棉的温敏吸水性随接枝率的增大而增强;而由APS引发得到的接枝棉的温敏吸水性随接枝率的增大存在一个最佳范围1.5wt%-3.5wt%,这是由APS引发的接枝层在较高接枝率情况下分布不均导致的;但由APS引发得到的接枝棉总体比由H2O2-H2A引发得到的接枝棉的温敏吸水性要好。
[Abstract]:Poly (N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm) is a kind of thermo-sensitive polymer with both hydrophilic and hydrophobic groups. The hydrophilic / hydrophobic reversible phase transition occurs in aqueous solution near LCST (about 33 鈩，

本文编号：2319311