壳聚糖纺丝原液性能及其湿法纺丝工艺研究

论文摘要

本文通过碱处理制备了不同脱乙酰度的壳聚糖,并以乙酸为溶剂,配置壳聚糖纺丝原液;研究了乙酸体积分数、壳聚糖质量分数以及温度等对纺丝原液稳定性的影响;并进行了湿法纺丝工艺研究。结果表明通过碱反应处理可以得到高脱乙酰度的壳聚糖,并可以通过控制碱反应次数、时间、温度以及水洗次数得到不同的脱乙酰度;具有高脱乙酰度的壳聚糖更容易溶解于乙酸中,制得的壳聚糖初生纤维的结晶度也较高;纺丝原液中壳聚糖的质量分数为3～4%,乙酸的体积分数为2%,温度控制在30～50℃时,初生纤维力学性能良好;凝固浴以5%NaOH,加入适量乙醇以及Na2SO4为宜;适当延长凝固时间,增大卷绕速度,可得到高取向、高强度的壳聚糖初生纤维。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 第1章 文献综述
• 1.1 壳聚糖简介
• 1.2 壳聚糖的结构和性能
• 1.2.1 壳聚糖的结构性质
• 1.2.2 壳聚糖的物理性质
• 1.2.3 壳聚糖的化学性质
• 1.2.4 壳聚糖的溶液性质
• 1.3 壳聚糖溶液性质研究进展
• 1.4 壳聚糖原液流变性质研究的进展
• 1.5 壳聚糖纤维的制备
• 1.5.1 以稀酸为溶剂制备壳聚糖纺丝原液
• 1.5.2 纤维常规制备方法
• 1.6 壳聚糖纺丝研究的进展
• 1.6.1 壳聚糖湿法纺丝的研究
• 1.6.2 壳聚糖静电纺丝的研究
• 1.6.3 壳聚糖干湿法纺丝的研究
• 1.7 壳聚糖及其纤维的应用
• 1.7.1 纺织领域的应用
• 1.7.2 环境领域的应用
• 1.7.3 医学领域的应用
• 1.7.4 洗护领域的应用
• 1.7.5 食品领域的应用
• 1.8 本论文研究的意义和实施方案
• 1.8.1 课题意义
• 1.8.2 实施方案
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验原料及药品
• 2.2 实验仪器设备
• 2.3 壳聚糖脱乙酰度的测定
• 2.3.1 氢氧化钠标准溶液的标定
• 2.3.2 盐酸溶液的标定
• 2.3.3 脱乙酰度的测定
• 2.4 高脱乙酰度壳聚糖的制备
• 2.4.1 实验装置
• 2.4.2 碱处理反应
• 2.5 壳聚糖纺丝原液的制备
• 2.6 壳聚糖纺丝原液特性粘度的测定
• 2.6.1 测定方法
• 2.6.2 控制条件
• 2.7 相对分子质量的计算
• 2.8 壳聚糖纺丝原液表观粘度的测定
• 2.8.1 测定方法
• 2.8.2 控制条件
• 2.9 壳聚糖纺丝原液稳定性的研究
• 2.9.1 乙酸的体积分数对纺丝原液稳定性的影响
• 2.9.2 温度对纺丝原液稳定性的影响
• 2.9.3 壳聚糖的质量分数对纺丝原液稳定性的影响
• 2.10 壳聚糖湿法纺丝成形工艺的研究
• 2.10.1 实验室自制湿法纺丝装置
• 2.10.2 壳聚糖脱乙酰度对初生纤维性能的影响
• 2.10.3 壳聚糖质量分数和纺丝温度对初生纤维性能的影响
• 2.10.4 凝固浴中 NaOH 的质量分数对初生纤维性能的影响
• 2.10.5 凝固浴组成对初生纤维性能的影响
• 2.10.6 凝固浴温度对初生纤维性能的影响
• 2.10.7 卷绕速度对初生纤维性能的影响
• 2.10.8 干燥方式对初生纤维性能的影响
• 2.11 纤维性能表征
• 2.11.1 纤维直径测定
• 2.11.2 断裂强度测定
• 2.11.3 声速取向因子测定
• 2.11.4 结晶度测定
• 2.11.5 纤维表面形态测定
• 第3章 结果与讨论
• 3.1 壳聚糖原料的脱乙酰度
• 3.1.1 高脱乙酰度壳聚糖的制备
• 3.1.2 脱乙酰度对壳聚糖溶解行为的影响
• 3.2 壳聚糖纺丝原液稳定性的研究
• 3.2.1 乙酸体积分数对纺丝原液稳定性的影响
• 3.2.2 温度对纺丝原液稳定性的影响
• 3.2.3 壳聚糖质量分数对纺丝原液稳定性的影响
• 3.3 壳聚糖湿法纺丝成形工艺的研究
• 3.3.1 脱乙酰度对初生纤维结晶性能的影响
• 3.3.2 壳聚糖的质量分数和纺丝温度对初生纤维性能的影响
• 3.3.3 凝固浴中 NaOH 的质量分数对初生纤维性能的影响
• 3.3.4 凝固浴组分对初生纤维性能的影响
• 3.3.5 凝固浴温度对初生纤维性能的影响
• 3.3.6 凝固时间对初生纤维性能的影响
• 3.3.7 卷绕速度对初生纤维性能的影响
• 3.3.8 干燥方式对初生纤维性能的影响
• 3.3.9 初生纤维的截面形态分析
• 3.4 壳聚糖初生纤维机械性能不佳的原因探讨
• 3.5 有待于进一步解决的问题
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢