形状记忆纤维素膜的制备

论文摘要

本论文采用氢氧化钠/尿素/硫脲溶剂体系将纤维素浆粕溶解,研究了纤维素溶解的最佳条件。溶液中添加1,2,3,4-丁烷四羧酸,配制成纤维素纺丝液并制得了纤维素膜。通过红外光谱分析和折皱回复角、断裂强力等测试,表征了膜的结构和性能,研究了制膜工艺对纤维素膜的性能影响。结果表明,该纤维素膜在一定条件下可以发生酯化交联反应并具有抗皱性能。改变1,2,3,4-丁烷四羧酸的用量、反应温度和反应时间,可以在纤维素膜的折皱回复角和断裂强力之间取得某种平衡。研究了纤维素、DMAc/LiCl和丁烷四羧酸共溶体系的制备工艺,包括LiCl用量、加热温度、加热时间、纤维素用量对纤维素溶解的影响,得到了纤维素溶解的最佳工艺,并对BTCA、凝固浴浓度和甘油塑化处理对再生膜折皱回复性能的影响进行了研究,对再生纤维素膜进行折皱回复性、断裂强力、断裂伸长等的测试。结果表明,加入BTCA制得的纤维素膜的折皱回复性能提高,断裂强力有所降低；膜的拉伸强度随凝固浴DMAc浓度的增大而增大；甘油塑化,会使膜的延伸度提高,强力增加。进一步研究发现,改变1,2,3,4-丁烷四羧酸的用量、反应温度和反应时间,可以在纤维素膜的折皱回复角和断裂强力之间取得某种平衡。通过研究纤维素、1,2,3,4-丁烷四羧酸在离子液体[AMIM]C1中的溶解条件,制得了抗皱纤维素膜,探讨了凝固浴对纤维素膜性能的影响,测试了其红外光谱、折皱回复角和断裂强力保留率。结果表明：纤维素、1,2,3,4-丁烷四羧酸均可以溶解在离子液体[AMIM]C1中,制得的纤维素膜在一定条件下可以发生酯化交联反应具有抗皱性能,增加1,2,3,4-丁烷四羧酸的用量、升高反应温度可以增大纤维素膜的折皱回复角,但强力保留率有所下降。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 纤维素的结构与性能
• 1.1.1 纤维素的结构
• 1.1.2 纤维素的物理性质
• 1.1.3 纤维素的化学性质
• 1.2 纤维素的常用溶解方法
• 1.2.1 氢氧化钠/尿素/硫脲法
• 1.2.2 DMAC/LiCl法
• 1.2.3 NMMO法
• 1.2.4 离子液体法
• 1.3 国内外形状记忆整理现状及进展
• 1.3.1 传统形状记忆整理
• 1.3.2 低甲醛、超低甲醛整理剂的开发
• 1.3.3 无甲醛形状记忆整理研究
• 1.3.4 其它形状记忆整理方法
• 1.4 纤维素膜的制备
• 1.4.1 纤维素膜的研究现状
• 1.4.2 纤维素的成膜过程和机理
• 1.5 本课题研究的主要内容、目的和意义
• 第二章 NaOH/尿素/硫脲法抗皱纤维素膜的制备与性能研究
• 2.1 实验原料、药品及仪器
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验药品
• 2.1.3 实验仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 溶剂的配制
• 2.2.2 纤维素浆粕的称量与处理
• 2.2.3 溶解
• 2.2.4 BTCA的加入
• 2.2.5 纤维素膜的制备
• 2.3 结构与性能表征
• 2.3.1 溶解度的测定
• 2.3.2 傅立叶红外光谱测试（FT-IR）
• 2.3.3 折皱回复角
• 2.3.4 强度测试
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 最佳溶解条件的确定
• 2.4.2 再生纤维素膜的红外光谱分析
• 2.4.3 制膜工艺对纤维素膜的影响
• 2.4.4 反应条件对纤维素膜性能的影响
• 第三章 氯化锂/二甲基乙酰胺法抗皱纤维素膜的制备与性能研究
• 3.1 实验材料与药品、仪器
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 实验药品
• 3.1.3 实验仪器
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 纤维素的溶解
• 3.2.2 纤维素膜的制备
• 3.3 结构与性能表征
• 3.3.1 纤维素的溶解率
• 3.3.2 纤维素膜的折皱回复性
• 3.3.3 纤维素膜的机械强度
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 纤维素最佳溶解工艺条件的确定
• 3.4.2 添加BTCA对纤维素膜性能的影响
• 3.4.3 凝固浴浓度对膜的力学性能的影响
• 3.4.4 甘油塑化处理的影响
• 第四章 离子液体法抗皱纤维素膜的制备与性能研究
• 4.1 实验材料与药品、仪器
• 4.1.1 实验材料
• 4.1.2 实验药品
• 4.1.3 实验仪器
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 溶剂的配制
• 4.2.2 纤维素浆粕的称量与处理
• 4.2.3 溶解
• 4.2.4 BTCA的加入
• 4.2.5 纤维素膜的制备
• 4.3 结构与性能表征
• 4.3.1 纤维素在离子液体中溶解速率的测定
• 4.3.2 傅立叶红外光谱测试（FT-IR）
• 4.3.3 折皱回复角
• 4.3.4 强度测试
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 温度对纤维素在离子液体[AMIM]C1中溶解的影响
• 4.4.2 整理剂1,2,3,4-丁烷四羧酸在离子液体[AMIM]C1中的溶解
• 4.4.3 再生纤维素膜的红外光谱分析
• 4.4.4 凝固浴对再生纤维素膜性能的影响
• 4.4.5 反应条件对纤维素膜性能的影响
• 第五章 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果
• 致谢