高吸水纤维的制备与研究

发布时间：2020-09-07 11:44

　　高吸水纤维是在高吸水树脂的基础上发展起来的一种功能性纤维。高吸水纤维具有吸水能力和保水能力强，吸水后仍具有较好的强度，能保持纤维吸水后的完整性，而且易于加工的特点，因此高吸水纤维应用前景广阔。目前只有少数几个发达国家能够生产高吸水纤维，在国内高吸水纤维的研究正处于初级阶段。本课题采用溶液聚合法合成了纺丝液，并将其纺制成高吸水纤维，主要研究内容如下： 1．研究了聚乙烯醇、粘度对纺丝液可纺性的影响以及表面活性剂对粘度的影响。研究表明，聚乙烯醇的加入大大改善了纺丝液的可纺性，纺丝液的可纺性随聚乙烯醇用量的增加而提高，以聚乙烯醇的用量为单体重量的20％为佳。体系的粘度为30000mpa.s时可纺性最佳。加入表面活性剂能够减小聚合体系的粘度，对体系粘度的调节比较理想。 2．研究了丙烯酰胺用量、丙烯酸中和度、引发剂用量、聚乙烯醇用量、交联时间对高吸水纤维吸液倍率的影响。高吸水纤维的吸液倍率随丙烯酰胺用量的增加先增大后减小，丙烯酰胺用量为单体重量的25％时吸液倍率最大；吸液倍率随丙烯酸中和度的增加而增加，在中和度为75％时，吸液倍率出现极值，丙烯酸中和度大于75％后吸液倍率又下降；吸液倍率随引发剂用量的增加先增加后下降，当引发剂用量为单体重量的3％时出现最高吸液倍率：吸液倍率随聚乙烯醇用量的增加而下降，考虑到纺丝液的可纺性随聚乙烯醇用量的增加而增加，选择聚乙烯醇的用量为单体重量的20％为宜：吸液倍率随交联时间的增加先增大后减少，交联时间为130℃下交联20min为宜。选择上述各最佳条件，高吸水纤维的最高吸水倍率可达320g/g，最高吸盐水倍率可达50g/g。 3．研究了高吸水纤维的吸水速率、耐热稳定性和力学性能。与高吸水树脂相比，高吸水纤维具有较好的吸水速率，2min可吸水100g/g；在50℃下高吸水纤维的稳定性很好；随高吸水纤维吸水倍率增加，断裂强度下降，而断裂伸长率增大。 4.借助DSC、SEM研究了高吸水纤维及其吸水凝胶的结构。DCS谱图显示高吸水纤维具有两个玻璃化转变温度区间，表明在高吸水纤维内形成了相分离。高吸水纤维的横截面SEM照片显示出纤维内部有许多微孔，微孔直径一般在1哪~20哪之间，其有利于提高纤维的吸水速率。高吸水纤维的表面sEM照片显示纤维表面有许多微小的凹槽，其长度一般为10哪左右，有利于吸水倍率的提高。
【学位单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2004
【中图分类】：TB324
【部分图文】：

纤维,纺丝原液,凝固收缩,高聚物

丙烯酸与丙烯酞胺的共聚物和聚乙烯醇贝然溶解在同以分子聚集体的形态存在于纺丝原液中，微观方面观察，，那么，在湿法纺制共混纤维的过程中，在相界面处就会丝中，凝固过程是以扩散为前提而得到完成的。扩散包扩散，也包括原液中溶剂向凝固浴扩散。当纺丝原液进入度不断下降，达到临界浓度时，高聚物就会从原液中沉实验中的共混高聚物湿法纺丝，当纺丝原液进入丙酮的醇首先脱溶剂化，发生很大的收缩，使界面上产生微孔，;接着连续相高聚物开始凝固收缩。凝固剂的存在使界于连续相凝固收缩而造成微孔闭合。纤维横截面SEM分析

纤维,聚乙烯醇,高吸水纤维,微多相

图268#纤维吸水前放大2000倍的电镜照片4一26可以看出，在纤维内存在许多微孔，这些微孔的之间。微孔的存在使其吸水表面积大大增加，而且水分纤维内部渗透，从而导致高吸水纤维的吸水速率增大。，横截面上有许多微小突起，显示出聚乙烯醇与共聚物共混体系中，同种分子之间的引力远远地大于异种分子条件的作用下，虽然从宏观方面观察，聚乙烯醇和共聚物从微观方面分析，只能以大大小小分子聚集体的形式相混体系是一种微多相体系。

后放,纤维,高吸水纤维,吸水纤维

图278#纤维吸水30倍后放大2000倍横截面图为8#纤维吸水30倍后放大2000倍横截面图。从图中可胀得比较均匀，纤维内部的微孔有利于高吸水纤维的吸水纤维的表面SEM分析

【引证文献】