用离子液体制备壳聚糖改性纤维及性能的研究

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由于不可再生石油资源的日趋枯竭,纺织品的研究也将目标转向天然的高分子材料。壳聚糖是第二大天然高分子,因其具有良好的可纺性、天然的抗菌性、粘结性、生物相容性,且年产量巨大,壳聚糖纤维已经开始替代传统的化纤产品在生产生活及医疗领域发挥重要的作用。离子液体是近年来备受关注的一种绿色环保的新型溶剂,已知的可以溶解壳聚糖的离子液体不多,且溶解条件苛刻,溶解量十分有限,溶液粘度大。因此,寻找一种合适的离子液体溶剂溶解壳聚糖成为亟待解决的问题。本文以壳聚糖为基体,围绕离子液体这种环保溶剂,以制备壳聚糖改性纤维为目标主要进行以下三方面研究:1.以质量分数36%的浓盐酸和天冬氨酸合成天冬氨酸盐酸盐离子液体,并用红外光谱表征其结构。讨论了溶解温度及离子液体的用量对壳聚糖溶解度的影响。通过对溶解前与再生后壳聚糖红外光谱、TGA、XRD的对比可以得出溶解过程中[Asp]Cl离子液体与壳聚糖没有发生化学反应,再生后壳聚糖未发生结构的变化。2.用丙烯腈处理碱壳聚糖一段时间得到氰乙基壳聚糖,60℃下将氰乙基壳聚糖溶解于[Asp]Cl离子液体水溶液中配制成一定浓度的氰乙基壳聚糖纺丝溶液,然后将该溶液纺制成纤,丙烯腈处理反应时间为3h的氰乙基壳聚糖,溶于[Asp]Cl离子液体水溶液中配制成7.5wt%纺丝原液,以VNaOH:V乙醇=1:1(质量分数10%NaOH溶液)混合液为凝固浴,凝固浴温度30℃,一定压力下纺制得纤维的断裂强度为2.212CN/dtex。3.在60℃下将不同质量比的壳聚糖与PVP溶解于[Asp]Cl离子液体水溶液中配制成具有一定粘度的纺丝溶液,以VNaOH:V乙醇=1:1(质量分数10%NaOH溶液)混合液为凝固浴,凝固浴温度30℃,在一定压力下通过湿法纺丝制备具有良好力学性能的丝条,水洗之后在空气中自然成纤。红外光谱分析和SEM照片显示了共混纤维中壳聚糖与PVP具有良好的相容性。当壳聚糖与PVP质量比为4:3时纤维断裂强度最高为2.38CN/dtex,保水值为210%。
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