2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、隨著石油資源的減少,纖維素以其生物降解性、可再生性、環(huán)境協(xié)調(diào)性、資源豐富等優(yōu)點(diǎn),受到越來越多的重視。黏膠工藝是生產(chǎn)纖維素纖維的傳統(tǒng)工藝,但是由于其生產(chǎn)過程中排放出CS2、H2S等有毒氣體及重金屬,給環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染,因此許多研究人員都在探索新的利用纖維素及其衍生物的方法。本論文探索了一種生產(chǎn)羥乙基纖維素(HEC)纖維的生產(chǎn)工藝。
   羥乙基纖維素是纖維素和環(huán)氧乙烷發(fā)生醚化的產(chǎn)物。根據(jù)摩爾取代度(MS)的不同可以分為水溶性和堿

2、溶性兩種。低摩爾取代度羥乙基纖維素不溶于水,但能溶于稀堿溶液中,具有獨(dú)特的堿溶性。堿溶性的羥乙基纖維素具有良好的成纖性能,有望成為繼黏膠纖維、Lyocell纖維之后的又一種具有生命力的纖維素纖維。
   本論文研究以氣固相反應(yīng)形式合成出適合于濕法紡絲用的堿溶性羥乙基纖維素,配成不同HEC質(zhì)量分?jǐn)?shù)的HEC/NaOH紡絲原液,首先用落球黏度法考察了堿溶性的羥乙基纖維素溶液的穩(wěn)態(tài)流變性能,又采用動態(tài)流變儀,對羥乙基纖維素稀堿溶液的動態(tài)

3、流變性能進(jìn)行了測試及分析;通過改變凝固浴中H2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)、凝固浴溫度、凝固時(shí)間、噴頭拉伸、水浴溫度和熱處理等工藝條件,獲得了適合的濕法紡絲工藝。
   結(jié)果表明,HEC/NaOH溶液在50℃下,8h內(nèi)基本不發(fā)生降解,可知HEC/NaOH溶液的穩(wěn)定性足以保證在紡絲前的脫泡過程中不發(fā)生降解,并計(jì)算出溶液的黏流活化能在30kJ/mol左右:對HEC/NaOH溶液的動態(tài)流變測試結(jié)果顯示:(1)在低頻區(qū),儲能模量G’值小于損耗模量G”

4、,表現(xiàn)出黏性行為,隨著頻率升高G’和G”值都升高并出現(xiàn)交點(diǎn),然后G’值開始高于G”,逐漸表現(xiàn)為彈性行為,并且質(zhì)量分?jǐn)?shù)高的溶液更容易表現(xiàn)出彈性行為;(2)HEC/NaOH溶液是切力變稀的非牛頓流體。溶液動態(tài)黏度η’隨角頻率的增大而下降。隨著HEC質(zhì)量分?jǐn)?shù)從8%提高到9%,η’有一較大幅度的增加,且HEC質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高,溫度對溶液黏度的影響越大;(3)G’和G”隨溫度升高先同步急劇下降并在-7.3℃~-7.2℃范圍內(nèi)產(chǎn)生交點(diǎn),即出現(xiàn)凝膠點(diǎn),而

5、后從-6℃附近開始,G’和G”下降趨勢減緩且G’下降趨勢快于G”,逐漸黏性行為占主導(dǎo);
   最佳紡絲工藝為:HEC質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%的HEC/NaOH溶液,凝固浴中H2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%,凝固浴溫度20℃,凝固時(shí)間10s左右,噴頭拉伸倍數(shù)控制在1.33,熱水拉伸倍率1.25倍,水浴溫度50℃,拉伸定型熱處理溫度110℃,熱拉伸倍數(shù)1.2倍;
   制得的羥乙基纖維素纖維的性能為:干斷裂強(qiáng)度在2.55cN/dtex,濕斷裂

6、強(qiáng)度:1.43cN/dtex,伸度17.33%,結(jié)晶度50.44%;
   通過DSC-TG分析發(fā)現(xiàn),自制的HEC原料及紡成的纖維與纖維素的熱性能相近,300℃后開始發(fā)生熱分解。采用Friedman方法計(jì)算HEC的熱分解動力學(xué)參數(shù):Ea=151.68kJ/mol,n=1.01,lnA=16.05;Kissinger方法計(jì)算的熱分解動力學(xué)參數(shù):Ea=158.1kJ/mol,lnA=23.15。
   本論文的創(chuàng)新點(diǎn):

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