【摘 要】
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海藻酸钠是一种以海洋中的海藻为原料,经精制提炼出天然的水溶性多糖聚合物,拥有环保、可降解、生物相容性好、原料来源丰富等特点。水性聚氨酯和聚乙烯醇具有优良的力学性能
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海藻酸钠是一种以海洋中的海藻为原料,经精制提炼出天然的水溶性多糖聚合物,拥有环保、可降解、生物相容性好、原料来源丰富等特点。水性聚氨酯和聚乙烯醇具有优良的力学性能和环境友好的优点,是近年来合成水溶性高分子的研究热点。海藻酸钠与天然水溶性高分子共混,既能够将两者的优点结合,又能够弥补某种高分子材料的缺点。本文将海藻酸钠分别与水性聚氨酯和聚乙烯醇共混,制备了海藻酸钙/水性聚氨酯共混膜和海藻酸钙/聚乙烯醇共混纤维,并通过氧指数测试(LOI)、热稳重分析(TG)、红外光谱(FTIR)、电镜(SEM)、流变性能测试、吸水性能测试和拉伸试验对产物性能进行了表征。结果表明:(1)纯聚氨酯膜的极限氧指数为17.6,海藻酸钠的添加可以提高水性聚氨酯共混膜的阻燃性能,海藻酸钙/水性聚氨酯共混膜的氧指数随着海藻酸钠含量的上升而增加,最高可达39.5,其阻燃机理呈现明显的金属离子阻燃机制。结合XRD和热稳定分析,膜燃烧后的残渣为氧化钙和碳酸钙,随着海藻酸钠含量的增加,混合膜残渣的质量加大,残留物可以作为屏障或绝缘表面,隔绝氧气,减慢可燃性气体的扩散。共混膜随着海藻酸钠的加入,海藻酸钙/水性聚氨酯共混膜的拉伸强度先降低后升高,同时断裂伸长率降低。当海藻酸钠质量分数为50%时,共混膜的拉伸强度最低。(2)聚乙烯醇的添加会引起海藻酸钠/聚乙烯醇共混溶液的初始粘度升高,对于加入硼酸的共混溶液上升更加明显,初始粘度增大。无论是未加入硼酸的共混溶液还是加入硼酸的共混溶液,都没有改变共混溶液的流变特性,共混溶液仍具有良好的纺丝性能,并且呈现“剪切变稀”。共混纤维具有明显的纤维形貌,相对纯海藻酸钙纤维,共混纤维的吸湿性能和吸水性能随着聚乙烯醇含量的增加而升高。共混纤维的拉伸强度随着聚乙烯醇含量的增加而下降,这一现象在提高牵伸比后有所改善,其中牵伸比2.0时,共混纤维强度可以达到2.08 cN·dtex-1。
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