油酸鈉與聚乙烯醇混合體系的材料制備及其性能研究.pdf

1、本文以聚乙烯醇(PVA)溶液中加入不同濃度的油酸鈉(Na01)，使游離在溶液中的鹽離子可以干擾PVA分子間和分子內(nèi)的氫鍵，減少大分子的纏結(jié)，有助于使高分子鏈形成較低能量構(gòu)象的穩(wěn)定的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而提高PVA材料的熱力學(xué)性能。提出鹽離子作為形成弱化氫鍵和成為物理交聯(lián)點(diǎn)的新構(gòu)想，并通過以下幾個(gè)方面來研究： 首先，在不同濃度油酸鈉存在的條件下，對聚乙烯醇(PVA)水凝膠的性能進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)油酸鈉的加入對PVA水凝膠的熱性能有較大影

2、響：油酸鈉的加入使得整個(gè)PVA/NaOl/H<,2>O混溶體系的溶解性降低，溶解時(shí)間變長；PVA/NaOl/H<,2>O體系的凝膠時(shí)間隨油酸鈉含量的增加而縮短，PVA/NaOl/H<,2>O體系的凝膠時(shí)間隨油酸鈉含量的增加而縮短，且相對于NaCl等其他鹽類，油酸鈉的影響較為明顯；加入很少量的油酸鈉即可使體系的凝膠溶解溫度明顯升高，7 g/dl純PVA水凝膠體系的凝膠時(shí)間大約為45 min，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)7wt％的油酸鈉后，凝膠時(shí)間約為18

3、 min。8g/dl的純PVA水凝膠體系的凝膠溶解溫度在20℃左右，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)2wt％的油酸鈉后，凝膠溶解溫度升到50℃左右，同時(shí)對比其他的鹽類，油酸鈉的作用要更加明顯。對紅外光譜和DSC的分析也符合以上的結(jié)論觀點(diǎn)。 其次，在不同濃度的油酸鈉存在的條件下，對不同條件下制作和靜止一定的時(shí)間后，對于凝膠體系的物理非平衡狀態(tài)的性質(zhì)變化情況進(jìn)行了研究。水凝膠也是通過水溶液經(jīng)過低溫或常溫進(jìn)行物理交聯(lián)而形成的，在低溫下形成凝膠也是在鏈段被

4、凍結(jié)的情況下形成的熱力學(xué)不平衡態(tài)。在一定的溫度下，其會隨著時(shí)間的變化而逐漸通過鏈段的微布朗運(yùn)動使其的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)從非平衡態(tài)向平衡態(tài)馳豫。在較低的溫度下，凝膠比較容易形成，并且隨著溫度的提高，其凝膠時(shí)間逐漸增長。通過凝膠宏觀熱力學(xué)性質(zhì)的表征，體現(xiàn)了鹽離子對于形成高分子鏈形成較低能量構(gòu)象的穩(wěn)定的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的作用。在低溫下形成的凝膠的凝膠溶解溫度一般要高于常溫或較高溫度下形成的凝膠。如果將在低溫下形成的水凝膠在較高的溫度下溶解，在于低溫下凝膠，反

5、復(fù)幾次可以形成深度交聯(lián)的水凝膠，并且在低溫下保存，這種水凝膠的溶解溫度會有一定程度的提升。這種交聯(lián)體系對于物理遲豫具有一定的緩解作用。油酸鈉組分的存在使得整個(gè)凝膠體系的物理交聯(lián)，使體系具有較短的凝膠時(shí)間和較高的凝膠溶解溫度，并且對整個(gè)物理遲豫過程有著緩解解交聯(lián)的作用。 最后，通過對于混合體系薄膜的制作，并且由DSC熱分析儀、FT-IR、X-衍射等儀器分析油酸鈉含量對于PVA/NaOl膜結(jié)構(gòu)，尤其是對大分子間氫鍵、以及成穩(wěn)定交聯(lián)結(jié)

6、構(gòu)的積極影響，測試表明：對NaOl含量不同的α-PVA薄膜的水溶性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)油酸鈉的加入有利保持薄膜在熱水中保持比較好的熱力學(xué)穩(wěn)定性；通過對混合體系薄膜的紅外光譜圖的觀察，發(fā)現(xiàn)油酸鈉的加入改變薄膜的結(jié)構(gòu)，削弱了原來氫鍵的密度，有利于形成較致密的交聯(lián)結(jié)構(gòu)和能量較低的構(gòu)象。對薄膜的熱分析發(fā)現(xiàn)，油酸鈉對于薄膜的熱穩(wěn)定性有著較為積極的影響，并且對于油酸鈉的濃度具有依賴性；對薄膜的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的觀察與分析，發(fā)現(xiàn)油酸鈉提高了薄膜的結(jié)晶度，這同樣對提