琼胶纤维的制备与性能研究

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琼胶是一种提取于红藻的天然多糖,用途广泛,可用于食品、医药、日用化工等领域。琼胶具有乳化、凝胶、增稠、成膜、无毒等特性,本论文应用琼胶的凝胶特性研究其成丝性能。本论文共分三部分:分别研究琼胶在水、酸碱性溶液、有机溶剂中的溶解性与溶液的流变性;琼胶纤维的制备与性能研究;琼胶纤维的燃烧性能。(1)本论文研究琼胶的溶解性能,研究发现琼胶在酸性溶液中不稳定,在水和碱性溶液中较稳定,然而流动性太差,不适合纺丝。在二甲基亚砜或N,N-二甲基甲酰胺中不但流动性强,而且在室温下不会发生凝胶,因此它们可以作为琼胶纺丝溶液的溶剂。静态流变学测试结果表明琼胶溶液是剪切变稀的假塑性流体,琼胶溶液的粘度随温度和剪切速率的升高而降低,随浓度的增大而增大,剪切力随剪切速率的增大而增大。动态流变学测试结果表明琼胶溶液呈现出弱凝胶的特性。(2)用湿法纺丝工艺制备琼胶纤维,确定了琼胶纤维的最佳纺丝工艺:用二甲基亚砜或N,N-二甲基甲酰胺作溶剂,凝胶强度为1200g.cm-2的琼脂粉配制质量分数为12%的琼胶溶液,85℃加热搅拌溶解,质量分数为7%的氯化钡的乙醇水溶液(溶液中水与50%无水乙醇的体积比为1:1或1:2)做凝固浴,95%无水乙醇做拉伸浴,拉伸比为1.3,室温下进行湿法纺丝。得到的纤维先用去离子水冲洗,再用50%无水乙醇洗涤,最后用异丙醇洗涤。对琼胶纤维进行性能测试,结果表明琼胶纤维耐酸性差,耐碱性强,其回潮率与吸水性很高。(3)本论文采用各种测试方法对琼胶纤维的燃烧性能进行研究。琼胶纤维在空气中容易燃烧,表明琼胶纤维的阻燃性差。琼胶纤维的氧指数值为20,表明琼胶纤维可燃。热重分析结果表明琼胶及其纤维的热稳定性略差,扫描电镜结果显示琼胶纤维燃烧灰分的结构疏松,有太大孔隙,表明琼胶纤维的阻燃性差。
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