亲水性多孔聚丙烯腈纤维研究

摘要

将聚丙烯腈(PAN)与不同分子量聚乙二醇(PEG)、聚氧化乙烯(PEO)按一定质量配比共混后湿法纺丝，经水洗后处理，制得一系列具有亲水性能的多孔改性PAN纤维(M-PAN)。研究了M-PAN的化学结构和形貌；讨论了M-PAN的吸湿、吸水、导水、干燥及力学性能。结果表明，经热水浴中拉伸及水洗后处理过程后，制得的系列M-PAN均不含PEG;随PEG分子量增大，M-PAN表面沟槽加深，内部孔洞孔径增大，力学性能下降；通过选用系列分子量PEG控制M-PAN孔隙结构，可以在不同程度上提高纤维对水分的吸收、转移、扩散等性能。
　　 将PAN与一定分子量PEO按不同质量配比共混后湿法纺丝，经水洗后处理，制得具有不同微孔结构的M-PAN纤维，然后在碱液中将M-PAN水解，得到兼具良好吸湿、吸水功能的多孔改性PAN纤维(HM-PAN)。研究了HM-PAN的化学结构、形貌、亲水性能、抗静电性能及力学性能。结果表明，相同水解条件下，随PEO含量增加，HM-PAN中引入的亲水基团增多，表面形成的孔穴加深，数量增多；通过选用不同含量PEO及水解条件控制HM-PAN的孔隙结构及亲水基团数量，可以在不同程度上提高HM-PAN对水分的吸收、转移及抗静电性能；HM-PAN中微孔产生的应力集中以及大分子排列规整性的破坏导致纤维的力学性能有所下降，而水解时张力的施加可有效降低其下降幅度。
　　 将分子量为5万的PEO共混改性M-PAN纤维采用针刺法制成非织造布，选用适宜的水解工艺（该水解工艺下所得纤维亲水性最好）对其进行水解后处理，得到改性PAN非织造布(HMP)，通过与常规PAN、未经水解的M-PAN及棉非织造布的对比试验，研究了HMP非织造布的热湿舒适性。研究表明，HMP织物的吸湿、透湿、吸水性能较PAN、M-PAN织物有了显著地提高，但其吸湿、吸水性能略差于棉织物，透湿性能较棉织物略好；HMP织物在水解过程中紧密度的增加，纤维中微孔孔径的增大、亲水基团的引入，使织物的保暖、抗折皱性能较M-PAN及PAN织物差，较棉织物好，而透气性能优于PAN及棉织物，而差于M-PAN织物；HMP织物经碱性越强的碱液水解后其吸湿性越强，但吸水性能受水解过程中织物收缩变紧的影响，其相关变化规律不明显。

目录

文摘

英文文摘

学位论文的主要创新点

第一章 绪论

1.1 聚丙烯腈纤维研究现状

1.2 改性聚丙烯腈纤维研究现状

1.3 亲水性纤维研究现状

1.3.1 聚丙烯腈类亲水性纤维研究现状

1.3.2 非聚丙烯腈类亲水性纤维研究现状

1.4 本课题研究目的及意义

第二章 理论基础

2.1 溶出法制备多孔纤维成孔机理

2.2 共混相容性理论

2.2.1 相容性

2.2.2 相容性表征

2.3 纤维亲水机理

2.3.1 纤维吸湿机理

2.3.2 纤维吸水机理

2.4 织物舒适性

2.4.1 舒适性理论

2.4.2 织物湿传导机理

2.4.3 织物热传递机理

第三章 亲水性多孔聚丙烯腈纤维研究

3.1 实验部分

3.1.1 原料及试剂

3.1.2 仪器与设备

3.1.3 试样制备

3.1.4 测试方法

3.2 结果与讨论

3.2.1 化学结构分析

3.2.2 形貌分析

3.2.3 导水性能

3.2.4 保水性能

3.2.5 吸湿性能

3.2.6 干燥速率

3.2.7 力学性能

本章小结

第四章 水解改性多孔聚丙烯腈纤维研究

4.1 实验部分

4.1.1 原料及试剂

4.1.2 仪器与设备

4.1.3 试样制备

4.1.4 测试方法

4.2 结果与讨论

4.2.1 化学结构分析

4.2.2 形貌分析

4.2.3 吸水性能

4.2.4 导水性能

4.2.5 保水性能

4.2.6 吸湿性能

4.2.7 抗静电性能

4.2.8 力学性能

本章小结

第五章 亲水性多孔聚丙烯腈非织造布研究

5.1 实验部分

5.1.1 原料及试剂

5.1.2 仪器与设备

5.1.3 非织造布加工过程

5.1.4 测试方法

5.2 结果与讨论

5.2.1 吸湿性能

5.2.2 透湿性能

5.2.3 吸水性能

5.2.4 干燥速率

5.2.5 保暖性能

5.2.6 透气性能

5.2.7 抗折皱性能

5.2.8 不同碱性水解剂对织物亲水性能的影响

本章小结

第六章 全文结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢