纖維素-NaOH-尿素溶液的性能及纖維素材料結(jié)構(gòu)調(diào)控研究.pdf

1、凝膠是溶膠或溶液中的膠體粒子或高分子在一定條件下互相連接，形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。溶液變?yōu)槟z后性質(zhì)發(fā)生很大變化，研究凝膠化對于理論研究及材料制備都有重要意義。本文研究了纖維素/NaOH/尿素溶液體系的熱致凝膠行為，研究了凝膠化對溶液的拉伸性能、初生纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)及再生纖維素水凝膠膜的機械性能的影響。主要開展了以下四個方面的工作:
　　通過動態(tài)剪切流變及拉伸流變方法，研究了纖維素溶液濃度對溶液的剪切流變性能的影響及纖維素濃度和拉伸速率

2、對纖維素/NaOH/尿素水溶液細流拉伸斷裂行為的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，溶液中纖維素濃度的增大，溶液的拉伸性能提高。對溶液的凝膠化與溶液的拉伸性能之間的關(guān)系的研究結(jié)果表明，在較低的拉伸速率下，隨著纖維素/NaOH/尿素水溶液的凝膠化程度提高，溶液的拉伸性能先增加后降低。而隨著拉伸速率的增大，溶液的拉伸斷裂時間急劇下降。結(jié)果表明，一定程度的凝膠化有利于提高纖維素/NaOH/尿素溶液的拉伸性能，有望提高溶液體系的加工性能。
　　通過將流動中的

3、纖維素紡絲溶液加熱預凝膠化后擠入凝固浴的方法制備初生纖維，進而研究了溶液凝膠化對初生纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，預凝膠化有利于得到斷面為圓形的初生纖維，但是對初生纖維的孔徑結(jié)構(gòu)沒有影響。通過降低凝固浴溫度有利于得到致密的初生纖維。溶液預凝膠化可以有效地消除初生纖維表面的溝槽，并形成皮層具有大孔結(jié)構(gòu)，芯層結(jié)構(gòu)相對致密結(jié)構(gòu)的初生纖維素纖維。
　　通過將纖維素/NaOH/尿素水溶液加熱預凝膠的方法，制備了纖維素再生水凝膠膜。結(jié)果表明，

4、通過將纖維素溶液加熱預凝膠化，可以有效地提高再生纖維素水凝膠膜的機械性能。本方法克服了原有的低溫預凝膠化過程時間長、效率低的缺點。此外，還進一步研究了凝固浴溫度和凝固浴中酸的濃度對所制備的再生纖維素水凝膠膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。發(fā)現(xiàn)升高凝固浴的溫度、提高凝固浴中硫酸的含量，均有利于制備具有較大孔徑結(jié)構(gòu)的再生纖維素水凝膠膜，水凝膠膜的機械性能也隨之下降。結(jié)果表明，纖維素溶液凝固過程中溶劑和凝固劑雙擴散是決定再生纖維素水凝膠膜的結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)鍵