殼聚糖改性聚丙烯纖維的制備及性能研究.pdf

1、聚丙烯（PP）纖維是一種具有輕質(zhì)、耐霉、耐化學(xué)腐蝕、易加工等綜合性能優(yōu)良的四大合成纖維之一。常規(guī)紡制的聚丙烯纖維由于分子鏈規(guī)整度高，結(jié)構(gòu)緊密且表面不具有極性基團(tuán)，其親水性差，幾乎不可染，常需要經(jīng)過改性以滿足各種使用要求。殼聚糖（CTS）是自然界含量僅次于纖維素的一種天然高分子材料，具有高吸濕保濕性、生物降解性、生物相容性、廣譜抗菌性等多種獨(dú)特的性質(zhì)，在可吸收外科手術(shù)縫合線、無紡布、止血材料及抗菌織物等領(lǐng)域已經(jīng)得到應(yīng)用。但純殼聚糖纖維的生

2、產(chǎn)成本高，價(jià)格昂貴，這限制了殼聚糖在民用紡織品領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展。
　　本論文采用毛細(xì)管流變儀模擬共混熔體紡絲，熔融擠出制得殼聚糖改性聚丙烯纖維。探究了殼聚糖/聚丙烯共混熔體的流變性能及其纖維的結(jié)構(gòu)性能，以期為開發(fā)生產(chǎn)殼聚糖改性聚丙烯纖維提供理論依據(jù)，在改善聚丙烯纖維的服用性能的同時(shí)拓展殼聚糖在紡織材料中的生產(chǎn)應(yīng)用。
　　1.用干態(tài)球磨法制備殼聚糖微粒，實(shí)驗(yàn)研究了球磨中機(jī)械作用力對殼聚糖結(jié)構(gòu)和基本理化性質(zhì)的影響。干態(tài)球磨時(shí)，殼

3、聚糖由片狀、塊狀、絮狀變?yōu)榛野咨?xì)膩粉末，微粒呈現(xiàn)不規(guī)則的片狀和塊狀，表面形成類似“剝蝕”的片層結(jié)構(gòu)形貌。球磨使殼聚糖的粒徑迅速降低，球磨8h，平均粒徑降至843.7nm。粉碎處理后，殼聚糖的分子量下降，晶態(tài)結(jié)構(gòu)遭到破壞，趨向于無定形態(tài)，但其脫乙酰度和分子結(jié)構(gòu)未發(fā)生明顯變化，得到的殼聚糖微粒的吸濕性和水溶性均顯著增強(qiáng)。隨著熱處理溫度的提高，殼聚糖微粒的顏色從灰白色向黃色、褐色加深。在200 ℃下，殼聚糖的紅外吸收峰幾乎無變化；溫度提高到

4、300 ℃，羥基、氨基峰消失，分子結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞。
　　2.將殼聚糖微粒與聚丙烯共混，用毛細(xì)管流變儀探究了殼聚糖/聚丙烯共混熔體的流變性能。殼聚糖的加入使PP的表觀黏度和剪切應(yīng)力增大，非牛頓指數(shù)提高，黏流活化能顯著增大。在剪切速率為1500.48 s-1，殼聚糖添加量為4％的共混熔體與純PP相比，剪切黏度由37.10 Pa·s提高到43.89 Pa·s，剪切應(yīng)力從56.60 kPa提高到61.77 kPa，黏流活化能提高了125

5、.6%。殼聚糖/聚丙烯共混熔體屬于拉伸變稀型流體，熔體的拉伸應(yīng)力和表觀拉伸黏度隨著殼聚糖微粒添加量的增大而增大。在加工過程中，殼聚糖的加入使PP在低剪切速率下略有降解，在剪切速率高于1800 s-1，熔體的流變曲線重合，加工穩(wěn)定性良好。
　　3.以殼聚糖微粒為改性劑，與聚丙烯共混后熔融擠出，制備了殼聚糖改性聚丙烯復(fù)合纖維并對其結(jié)構(gòu)性質(zhì)進(jìn)行表征。添加殼聚糖不改變PP的晶型，但使得PP的晶面間距和微晶尺寸減小，結(jié)晶溫度和結(jié)晶度也相應(yīng)提