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油酸钠与聚乙烯醇混合体系的材料制备及其性能研究

2020-11-24阅读(787)

油酸钠与聚乙烯醇混合体系的材料制备及其性能研究

论文摘要

本文以聚乙烯醇（PVA）溶液中加入不同浓度的油酸钠（NaOl）,使游离在溶液中的盐离子可以干扰PVA分子间和分子内的氢键,减少大分子的缠结,有助于使高分子链形成较低能量构象的稳定的交联结构,从而提高PVA材料的热力学性能。提出盐离子作为形成弱化氢键和成为物理交联点的新构想,并通过以下几个方面来研究:首先,在不同浓度油酸钠存在的条件下,对聚乙烯醇（PVA）水凝胶的性能进行了研究,结果发现油酸钠的加入对PVA水凝胶的热性能有较大影响:油酸钠的加入使得整个PVA / NaOl / H2O混溶体系的溶解性降低,溶解时间变长; PVA / NaOl / H2O体系的凝胶时间随油酸钠含量的增加而缩短, PVA / NaOl /H2O体系的凝胶时间随油酸钠含量的增加而缩短,且相对于NaCl等其他盐类,油酸钠的影响较为明显;加入很少量的油酸钠即可使体系的凝胶溶解温度明显升高,7 g/dl纯PVA水凝胶体系的凝胶时间大约为45 min,加入质量分数7wt%的油酸钠后,凝胶时间约为18 min。8g/dl的纯PVA水凝胶体系的凝胶溶解温度在20℃左右,加入质量分数2wt%的油酸钠后,凝胶溶解温度升到50℃左右,同时对比其他的盐类,油酸钠的作用要更加明显。对红外光谱和DSC的分析也符合以上的结论观点。其次,在不同浓度的油酸钠存在的条件下,对不同条件下制作和静止一定的时间后,对于凝胶体系的物理非平衡状态的性质变化情况进行了研究。水凝胶也是通过水溶液经过低温或常温进行物理交联而形成的,在低温下形成凝胶也是在链段被冻结的情况下形成的热力学不平衡态。在一定的温度下,其会随着时间的变化而逐渐通过链段的微布朗运动使其的凝聚态结构从非平衡态向平衡态驰豫。在较低的温度下,凝胶比较容易形成,并且随着温度的提高,其凝胶时间逐渐增长。通过凝胶宏观热力学性质的表征,体现了盐离子对于形成高分子链形成较低能量构象的稳定的交联结构的作用。在低温下形成的凝胶的凝胶溶解温度一般要高于常温或较高温度下形成的凝胶。如果将在低温下形成的水凝胶在较高的温度下溶解,在于低温下凝胶,反复几次可以形成深度交联的水凝胶,并且在低温下保存,这种水凝胶的溶解温度会有一定程度的提升。这种交联体系对于物理迟豫具有一定的缓解作用。油酸钠组分的存在使得整个凝胶体系的物理交联,使体系具有较短的凝胶时间和较高的凝胶溶解温度,并且对整个物理迟豫过程有着缓解解交联的作用。最后,通过对于混合体系薄膜的制作,并且由DSC热分析仪、FT-IR、X-衍射等仪器分析油酸钠含量对于PVA/NaOl膜结构,尤其是对大分子间氢键、以及形成稳定交联结构的积极影响,测试表明:对NaOl含量不同的a-PVA薄膜的水溶性进行研究,发现油酸钠的加入有利保持薄膜在热水中保持比较好的热力学稳定性;通过对混合体系薄膜的红外光谱图的观察,发现油酸钠的加入改变薄膜的结构,削弱了原来氢键的密度,有利于形成较致密的交联结构和能量较低的构象。对薄膜的热分析发现,油酸钠对于薄膜的热稳定性有着较为积极的影响,并且对于油酸钠的浓度具有依赖性;对薄膜的结晶结构的观察与分析,发现油酸钠提高了薄膜的结晶度,这同样对提升薄膜的热稳定性有作用,并且这些作用都对油酸钠的含量有依赖性。

论文目录

  • 中文摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 一、聚乙烯醇共混研究进展
  • 二、聚乙烯醇共混改性用途
  • 三、本论文的研究背景
  • 参考文献
  • 第二章 油酸钠对PVA 凝胶的影响
  • 一、引言
  • 二、实验部分
  • 2.1 实验原料
  • 2.2 PVA 水溶液的制备
  • 2.3 PVA 水凝胶的制备
  • 2.4 凝胶时间的测定
  • 2.5 凝胶溶解温度的测定
  • 2.6 红外光谱测定
  • 2.7 示差扫描量热（DSC）分析
  • 三、结果与讨论
  • 3.1 油酸钠与PVA 混合溶液性质的研究
  • 3.2 混合体系凝胶性能研究
  • 3.3 结构分析
  • 四、结论
  • 参考文献
  • 第三章 水凝胶混合体系物理老化
  • 一、引言
  • 二、实验部分
  • 2.1 实验原料
  • 2.2 PVA 凝胶体系的制备
  • 2.3 PVA 凝胶体系物理老化实验
  • 三、测试部分
  • 1. 红外光谱测定
  • 2. 热分析仪
  • 3. 凝胶时间和凝胶溶解时间
  • 四、结果与讨论
  • 4.1 凝胶时间
  • 4.2 凝胶溶解温度
  • 4.3 关于凝胶混溶体系
  • 4.4 热力学上不平衡状态讨论
  • 4.5 凝胶物理老化的结构性能研究
  • 五、结论
  • 参考文献
  • 第四章 油酸钠对PVA 薄膜的影响
  • 一、引言
  • 二、实验部分
  • 2.1 实验原料
  • 2.2 薄膜制备
  • 三、测试部分
  • 1. 红外光谱测定
  • 2. 热分析仪测定
  • 3. X射线衍射测定
  • 四、结果与讨论
  • 4.1 薄膜的水溶解性能
  • 4.2 红外图谱分析
  • 4.3 热分析图谱分析
  • 4.4 X －衍射图谱分析
  • 五、结论
  • 参考文献
  • 全文总结
  • 在读期间发表论文目录
  • 致谢

    • 相关论文文献

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