纖維素?zé)崴芨男约捌鋺?yīng)用基礎(chǔ)研究.pdf

1、本課題在西南科技大學(xué)博士基金課題《纖維素?zé)崴芨男约皯?yīng)用研究》(批準(zhǔn)號(hào)：08zx0113)的資助下，以開(kāi)發(fā)環(huán)境友好的纖維素基新材料為目的，運(yùn)用接枝共聚方法，分別采用丙烯酸甲酯(MA)和乙酸乙烯酯(VAC)為反應(yīng)單體，對(duì)羧甲基纖維素進(jìn)行熱塑改性，并利用靜電紡絲技術(shù)將熱塑性羧甲基纖維素(TCMC)與聚乳酸共混紡絲制備納米纖維復(fù)合膜。應(yīng)用現(xiàn)代分析測(cè)試手段，研究了熱塑性羧甲基纖維素(TCMC)及其紡絲膜的熱學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、流變性質(zhì)、光譜學(xué)性質(zhì)等

2、。初步探頭了共混紡絲膜在重金屬離子吸附分離中的應(yīng)用。研究結(jié)果如下：
　　 (1)以羧甲基纖維素(CMC)為原料，過(guò)硫酸銨為引發(fā)劑，丙烯酸甲酯為接枝單體，制備出粉末狀熱塑性羧甲基纖維素(TCMC)。最佳反應(yīng)條件為：1.5 g羧甲基纖維素，200mg過(guò)硫酸銨，35ml丙烯酸甲酯，溫度75℃，時(shí)間4h?，F(xiàn)代測(cè)試技術(shù)分析表明：CMC成功接枝上MA單體，降低了TCMC的結(jié)晶度，TCMC呈現(xiàn)非晶態(tài)結(jié)構(gòu)；與CMC的熱穩(wěn)定性相比較，改性后獲得的

3、TCMC熱穩(wěn)定性明顯增強(qiáng)，其分解溫度為290℃；TCMC熱分解前分別出現(xiàn)了一個(gè)明顯的玻璃化轉(zhuǎn)變，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為19.20℃由于接枝上的MA柔性基團(tuán)運(yùn)動(dòng)從而使得TCMCs呈現(xiàn)低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，且都含有單一的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，TCMC具有熱塑性；TCMC熔體的線性黏彈區(qū)形變范圍為0.01％～3.52％，TCMC的儲(chǔ)能模量(G’)和損耗模量(G”)隨著分子量的增加而增加，其中TCMC熔體的復(fù)合黏度對(duì)溫度變化敏感，可通過(guò)溫度的改變來(lái)調(diào)節(jié)TCM

4、C的加工流動(dòng)性，有利于材料的加工應(yīng)用。
　　 (2)以羧甲基纖維素(CMC)為原料，過(guò)硫酸銨為引發(fā)劑，乙酸乙烯酯為接枝單體，制備了粉末狀熱塑性羧甲基纖維素(CMC-g-VAc)，其最佳反應(yīng)條件為：2.0g羧甲基纖維素，200mg過(guò)硫酸銨，30ml乙酸乙烯酯，溫度65℃，時(shí)間3h。研究結(jié)果表明：CMC成功接枝上VAc單體；CMC的接枝共聚反應(yīng)，引進(jìn)了VAc基團(tuán)，明顯降低CMC-g-VAc的結(jié)晶度，CMC-g-VAc為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)；隨

5、著VAc單體的成功接入，CMC-g-VAc的分解溫度為316.4℃，其熱穩(wěn)定性較CMC明顯增強(qiáng)；CMC-g-VAc的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為42.3℃，這是由于接枝上的VAc單體鏈運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。旋轉(zhuǎn)流變儀分析顯示CMC-g-VAc熔體的線性黏彈區(qū)形變范圍為0.32％～16％，CMC-g-VAc熔體的復(fù)合黏度對(duì)溫度變化敏感，可通過(guò)溫度的改變來(lái)調(diào)節(jié)CMC-g-VAc的加工流動(dòng)性，CMC-g-VAc是典型的黏彈性材料。
　　 (3)采用靜電紡絲

6、技術(shù)將熱塑性羧甲基纖維素與聚乳酸共混紡絲，考察了剪切速率對(duì)PLA/TCMC共混紡絲液剪切黏度的影響，以及聚乳酸(PLA)與。TCMC的質(zhì)量比對(duì)紡絲液的電導(dǎo)率、粘度，進(jìn)而對(duì)溶液紡絲能力的影響。結(jié)果表明：紡絲液的剪切黏度隨著剪切速率的增加而下降，并逐步趨于某極限值；紡絲液的電導(dǎo)率與粘度隨著TCMC的含量增加而逐漸增大，電導(dǎo)率從0.12μs/cm增加到0.52μs/cm，粘度從758.6 mPa·s增加到3616.4 mPa·s。PLA與TC

7、MC的質(zhì)量比例為60:40時(shí)，靜電紡絲得到纖維直徑比較均勻，纖維形貌較好、具有較好的熱穩(wěn)定性的PLA/TCMC共混紡絲膜。隨著PLA/TCMC質(zhì)量比的變化，紡絲膜出現(xiàn)不同的分解溫度與玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。通過(guò)拉伸測(cè)試得到質(zhì)量比為60:40的共混膜斷裂強(qiáng)度最大可達(dá)4.944Mpa，具有一定的力學(xué)性能。
　　 (4)將PLA/TCMC靜電共混紡絲膜初步應(yīng)用于溶液中重金屬銅離子的吸附分離，考察了溶液初始濃度、流速、使用次數(shù)等對(duì)PLA/TCM