温敏性PAC/HPMC水凝胶的制备与性能研究

以醚-羟丙甲基纤维素(HPMC),聚阴离子纤维素(PAC)和氯化铝为原料,通过物理方法制备了一系列热缩型温敏性PAC/HPMC水凝胶,并对凝胶强度、溶胀动力学、耐盐性和温敏性进行了研究. 结果表明:PAC/HPMC水凝胶强度受到HPMC用量和相对分子质量影响. 在研究范围内,当HPMC的2.0%水溶液黏度为4Pa·s,加入量为0.10%时所制备的凝胶强度最大;与纯PAC凝胶相比,PAC/HPMC凝胶在去离子水中的平衡溶涨率有显著提高;PAC/HPMC凝胶的溶胀率随着NaCl溶液浓度的增加而减小,PAC/HPMC凝胶在相同浓度NaCl溶液中的溶涨率高于纯PAC凝胶;HPMC的存在使PAC/HPMC凝胶具有了温敏性,由于HPMC与PAC分子间存在协同效应,PAC/HPMC凝胶的LCST比HPMC的相应温度低.     

纤维素混合醚酯的制备与静电纺丝性能

研究了几种纤维素混合醚酯的制备及其高压静电场纺丝性能,分析了溶剂组成、溶液浓度、分子量、酯化基团对成纤性和纤维直径的影响。结果表明:在非均相条件下,经过碱化、醚化与酯化,得到不同结构的纤维素混合醚酯HPMCP、HPMCT与HPMCAS,均可实现静电纺丝;在甲醇/二氯甲烷=1∶4的溶剂体系中易得到表面光滑纤维;在溶剂组成一定条件下,溶液仅在一定浓度范围可纺,且浓度越低、纺丝电压越高,纺丝平均直径越小;当溶剂组成、溶液浓度一定时,分子量对其溶液纺丝的可纺性有直接影响,HPMCAS仅重均分子量达到7.2×104才能获得表面光滑纺丝纤维;在溶剂组成、溶液浓度和分子量一定的条件下,相邻酰基间距离越小,酸性越强,溶液电导率越大,丝越细。     

聚阴离子纤维素AGU上C2,C3和C6羧甲基分布与性能研究

通过化学滴定、核磁分析、红外光谱和应用测试等方法,研究纤维素羧甲基醚大分子结构及性能间关系,对不同工艺制备的产品分子的结构和性能进行分析表征. 结果表明:与普通低倍溶媒捏合法相比,经粉碎的棉纤维在高浴比混合溶剂体系中进行碱化、醚化,得到的产品沿着大分子链葡萄糖环基(AGU)C2,C3和C6上-CH2COO-分布更均匀,其耐酸性、抗盐性和配伍性更优越.     

精制棉的膨润预处理对硝化棉氮量及分布均匀性的影响

采用北京理工大学研发的硝化棉(NC)含氮量及其分布均匀性测试仪,考察了膨润时间、温度、膨润剂浓度和种类对精制棉膨润效果以及以此为原料制备的NC含氮量及其分布均匀性的影响规律.结果表明:在所研究的范围内,最佳的膨润时间为1.0h,膨润剂的质量分数为8％,膨润效果按照递减顺序排列为:硝酸钾＞尿素＞乙酸钠＞水杨酸钠＞硫脲,间苯二酚;低温条件有利于精制棉的膨润.精制棉的膨润程度越高,NC的氮量分布越均匀.     

均相与非均相法合成的纤维素乙酸酯结构与性能的比较研究

研究了离子液体中均相反应制备纤维素乙酸酯(CA_(Homo))与非均相反应制备纤维素乙酸酯(CA_(Hete))的化学结构,进而比较了化学结构差别对纤维素乙酸酯性能的影响.均相与非均相法制备的CA化学结构存在显著差异,CA_(Homo)相比CA_(Hete)具有更好的均匀性,且CA_(Homo)和CA_(Hete)的取代基分布不同,CA_(Homo)的乙酰基取代顺序为C-6C-3C-2,CA_(Hete)的乙酰基取代顺序为C-3C-2C-6.同时对CA_(Homo)和CA_(Hete)的结晶行为、溶解性和热性能进行研究,结果表明,不同化学结构对CA的这些宏观性能影响较小,CA_(Homo)和CA_(Hete)均为无定型结构,可溶解于极性有机溶剂中,玻璃化转变温度和热稳定性相近.因此,通过离子液体均相制备的CA与现有非均相法制备的CA具有相似的物理性能,但均相法制备的CA结构均匀性更好.     

水可分散体羧甲基纤维素醋酸丁酸酯结构与性能研究

采用大浴比碱化、醚化与半均相酯化的合成方式,制备出纤维素混合醚酯——羧甲基纤维素醋酸丁酸酯（CMCAB）。利用^1H—NMR、FTIR、XRD、TG和DSC等技术对CMCAB结构与热性能进行分析与表征,并对其溶液表面性能、水分散体流变性能进行了研究。结果表明,CMCAB分子链上亲水性羧基分布均匀;CMCAB结晶度低、热...     

淤浆法碱化试剂选择对PAC分子结构及其泥浆滤失性能影响

采用XRD和显微镜分析技术研究了高浴比淤浆法制备聚阴离子纤维素过程中, NaOH、KOH及其混合碱化体系对纤维素润胀度及结晶度的影响, 借助1H NMR方法分析了产物的取代度及取代基在葡萄糖环基C2、C3和C6位分布的均匀性. 通过泥浆实验研究了产品在高电解质含量中的高温滤失性能. 结果表明, 在相同摩尔浓度条件下, 棉纤维润胀度变化规律是: NaOH/KOH(摩尔比, 9∶1)>NaOH>NaOH/KOH(摩尔比, 1∶1)>NaOH/KOH(摩尔比, 1∶9)>KOH, 结晶度的顺序相反. 1H NMR测试结果表明, 含少量的K+时, 羧甲基在葡萄糖单元环内分布更均匀, 产品具有优良的耐酸、耐盐性和抗高温滤失性能; 当体系KOH成为主要碱化试剂时, 在酸碱介质中出现分层, 抗滤失性能急剧变差.     

新型刺激响应性纤维素基含能凝胶的流变性能

研究了以不同基团含量的羧甲基纤维素硝酸酯(CMCN)为胶凝剂的含能凝胶细微结构与流变行为的关系.探讨了凝胶的形成机理,并采用线性的流变学方法研究了凝胶的屈服性、触变性、蠕变性及温敏性等动态黏弹性质,分别利用Herschel-Bulkley模型、Burger模型及Carreau-Yasuda模型对凝胶的流动曲线、蠕变曲线和频率曲线进行了数据拟合.研究发现,CMCN凝胶是由其分子结构上两亲性基团通过分子链间氢键及疏水键等非共价键相互作用形成的一种结构均匀的物理交联网络型凝胶.凝胶的非牛顿系数n均小于0.5.随着亲水性羧酸基团含量的增加,凝胶的屈服应力逐渐增大,触变恢复性逐渐增强,弹性与黏性柔量均减小,但其比值增加,蠕变的黏性响应性逐渐减弱而弹性响应性逐渐增强.凝胶的温敏性变化有一个力学松弛转变区,随着羧酸基团含量的增加,松弛转变区愈发明显,凝胶的温敏性也逐渐增强.     

PAC与PAC/HPMC水凝胶的结构及溶胀规律研究

制备了PAC与一系列PAC/HPMC水凝胶,并研究了这两类水凝胶的动态流变性。通过扫描电镜观察了其形态、结构,并进行了对比分析;在此基础上,考察了PAC与PAC/HPMC凝胶的溶胀动力学,探讨了PAC与PAC/HPMC水凝胶的溶胀机理。结果表明:冷冻干燥后的纯PAC水凝胶内部具有浅而封闭的孔洞,骨架结构较规则。而PAC/HPMC水凝胶凝胶骨架多褶皱、孔洞互穿。并且HPMC的黏度越大,凝胶的孔洞结构越复杂,孔洞贯穿现象越明显;PAC/HPMC凝胶的平衡溶胀率和溶胀速率均大于纯PAC凝胶;随着HPMC黏度增大,PAC/HPMC凝胶的平衡溶胀率也增大。在所研究的范围内,HPMC的用量对PAC/HPMC凝胶的溶胀速率和平衡溶胀率影响不显著;PAC凝胶的溶胀机理属于水分子的Fickian扩散过程,而PAC/HPMC凝胶的溶胀机理属于非Fickian扩散,HPMC的分子链松弛在其中起着不容忽视的作用。