海藻纤维的制备及吸附性能的研究

论文摘要

研究了海藻酸钠溶液的粘流特性,发现海藻酸钠溶液的粘度随浓度的增大呈指数级增大;温度升高,粘度先减小后增大,在40～50℃有极小值,且浓度越大,极小值越明显,极小值出现的前后粘流活化能变化明显。用湿法纺丝法制备了海藻纤维,通过拉伸性能测试和结构分析得知海藻酸钠原液浓度为4～6%,温度为50～55℃,凝固浴浓度为4～5%,温度为40～50℃以及适当的纺丝速度和牵伸比能得到性能较好的海藻纤维。通过吸湿性能测试,海藻酸钙纤维对盐水的吸收率比对水的高约十倍,表明海藻纤维可用作医用敷料。通过TG/TGA分析,海藻纤维在260℃左右失重约45%,应为海藻纤维裂解为较稳定的中间产物;700℃后质量残余率保持在30%以上,为海藻酸钙纤维的碳化物进一步氧化分解,最终生成CaO等残留物。通过对燃烧性能测试,海藻纤维具有本质阻燃性,海藻酸钙纤维的极限氧指数为34%,锥形量热结果显示,海藻酸钙纤维的热释放速率、总热释放量和耗氧量都比较低,燃烧时间长,残余物炭化程度高、质量大。将制得的海藻酸纤维其用于对Cu2+和Zn2+的吸附作用研究,发现时间和温度对吸附作用的影响较小,而纤维加入量、初始pH值和浓度的影响较大,Langmuir和Freundlich吸附模型都能较好的模拟海藻酸纤维对Cu2+和Zn2+的吸附过程。研究了海藻纤维的纺纱性,纺制了海藻纤维纯纺纱和棉/海藻纤维混纺纱及织物。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 海藻酸盐简介
• 1.2.1 海藻酸及盐的化学结构
• 1.2.2 海藻酸及盐的物理化学性质
• 1.2.3 海藻酸及盐的结构表征
• 1.2.4 海藻酸及盐的制备
• 1.2.5 海藻酸及盐的应用
• 1.3 海藻纤维
• 1.3.1 海藻纤维的制造
• 1.3.2 海藻酸盐纤维的性能
• 1.3.3 海藻纤维的国内外研究现状
• 1.4 本论文研究的意义及目的
• 第二章 海藻酸钠溶液的粘流特性
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 原料和仪器
• 2.1.2 实验方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 海藻酸钠溶液粘度与浓度的关系
• 2.2.2 海藻酸钠溶液粘度与温度的关系
• 2.2.3 海藻酸钠溶液的粘流活化能
• 2.3 本章小结
• 第三章 海藻纤维的制备与性能研究
• 3.1 原料和仪器
• 3.2 海藻纤维的纺丝工艺研究
• 3.2.1 纺丝工艺设计
• 3.2.2 影响纤维性能的主要因素分析
• 3.3 海藻纤维性能测试
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 力学性能
• 3.4.2 吸湿性能
• 3.4.3 热稳定性
• 3.4.4 海藻纤维的燃烧性能
• 3.5 本章小结
• 第四章 海藻酸纤维对重金属离子的吸附研究
• 4.1 实验材料与仪器
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 海藻酸纤维的制备
• 4.2.2 溶液的配制
• 4.2.3 测定方法
• 4.2.4 计算方法
• 4.2.5 Langmuir和Freundlich吸附等温式
• 4.3 海藻酸纤维对铜离子的吸附研究
• 4.3.1 时间对海藻酸纤维吸附作用的影响
• 4.3.2 海藻酸纤维加入量对吸附作用的影响
• 2+初始浓度对吸附作用的影响'>4.3.3 Cu²⁺初始浓度对吸附作用的影响
• 4.3.4 pH对海藻酸纤维吸附作用的影响
• 4.3.5 温度对海藻酸纤维吸附作用的影响
• 4.3.6 吸附等温线的拟合
• 4.4 海藻酸纤维对锌离子的吸附研究
• 4.4.1 时间对海藻酸纤维吸附作用的影响
• 4.4.2 温度对海藻酸纤维吸附作用的影响
• 4.4.3 pH对海藻酸纤维吸附作用的影响
• 4.4.4 海藻酸纤维加入量对吸附作用的影响
• 4.4.5 吸附等温线的拟合
• 4.5 本章小结
• 第五章 海藻纤维纱线与织物的制备
• 5.1 原料
• 5.2 纱线和织物制备
• 5.3 纱线性能测试结果
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的成果
• 致谢