生物質(zhì)PHA纖維的性能及染整加工技術(shù)研究.pdf

1、聚羥基脂肪酸酯（PHA）是一類(lèi)由微生物合成的羥基脂肪酸組成的線性聚酯，具有優(yōu)良的生物可降解性和生物相容性，已成為當(dāng)前較為熱門(mén)的高分子材料之一。因此，研究PHA纖維的性能和染整加工工藝具有重要的意義。本課題主要對(duì) PHA纖維的基本性能、加工處理后纖維結(jié)構(gòu)的變化以及纖維的染色性能進(jìn)行了研究。
　　通過(guò)掃描電鏡、X-射線衍射、熱分析等手段對(duì)PHA纖維表觀形態(tài)、結(jié)構(gòu)組成、結(jié)晶性能、熱學(xué)性能和力學(xué)性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，PHA纖維表面光滑

2、、富有光澤；結(jié)晶度約為54.59％，相對(duì)較高；斷裂強(qiáng)力為21.71cN·dtex-1，斷裂伸長(zhǎng)率為29.55%；PHA纖維的耐熱性較差，熔融溫度僅為152.61℃。
　　為了給 PHA纖維染整工藝條件的制定提供依據(jù)，測(cè)定 PHA纖維的耐熱穩(wěn)定性、酸堿穩(wěn)定性、氧化穩(wěn)定性和還原穩(wěn)定性。試驗(yàn)結(jié)果表明，PHA纖維熱穩(wěn)定性較差，干熱處理溫度應(yīng)該控制在150℃以?xún)?nèi)，濕熱溫度控制在110℃以?xún)?nèi)。PHA纖維的耐酸、耐氧化劑和還原劑穩(wěn)定性較強(qiáng)，即使

3、在濃度為10%的硫酸中95℃處理30min，纖維的強(qiáng)力損失和結(jié)晶度下降不明顯。但是，PHA纖維的耐堿性很差，在30℃的0.4%的氫氧化鈉溶液處理30min后，纖維變細(xì)，強(qiáng)力損失25.70%，結(jié)晶度也下降。
　　選用不同結(jié)構(gòu)類(lèi)型的分散染料對(duì)PHA纖維進(jìn)行染色動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)研究。研究結(jié)果表明，分散染料在PHA纖維上的染色符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)PHA纖維的吸附符合能斯特型吸附模型。分散橙30染色的染色熵(ΔS0)為-4.51J·mol

4、-1·K-1，染色熱(ΔH0)為-21.53 kJ·mol-1；分散深藍(lán)79染色的染色熵(ΔS0)為-6.02J·mol-1·K-1，染色熱(ΔH0)為-21.31 kJ·mol-1。兩種分散染料的染色熵和染色熱都為負(fù)值，說(shuō)明染色過(guò)程為自發(fā)放熱的過(guò)程。研究了分散染料在PHA纖維上染色的影響因素，得出最佳工藝條件為：pH值=5，溫度100℃，染色60min。分散染料對(duì)PHA纖維的提升性不是太好。染色后纖維的皂洗牢度均在4級(jí)以上，達(dá)到聚酯纖

5、維染色織物的要求。
　　選用不同類(lèi)型的陽(yáng)離子染料進(jìn)行染色動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)研究。研究結(jié)果表明，陽(yáng)離子染料在PHA纖維上的染色符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)PHA纖維的吸附符合能斯特型吸附模型。其中陽(yáng)離子紅 X-GRL的染色熵為-9.43J·mol-1·K-1，染色熱為-14.29 kJ·mol-1；陽(yáng)離子紅GTL的染色熵為-8.48J·mol-1·K-1，染色熱為-14.60 kJ·mol-1。陽(yáng)離子染料染色的染色熵和染色熱都為負(fù)值，染色過(guò)