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卡拉胶纤维制备及加工的优化

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:尹利众等将卡拉胶溶解于水中制备纺丝溶液,以BaCl2水溶液为凝固浴制备了卡拉胶纤维。由于富含极性基团和金属离子,卡拉胶纤维的脆性大,影响其柔软性和可加工性。付永强等用甘油处理卡拉胶纤维后发现处理后的纤维比处理前的表面更加圆润光滑。表12-2显示付永强等在不同反应温度下得到的交联卡拉胶纤维的断裂强度。

卡拉胶纤维制备及加工的优化

卡拉胶是从红藻中提取的一种天然高分子,具有良好的胶凝特性,在食品加工生产领域有广泛应用。作为一种水溶性线型高分子,卡拉胶具备成纤高分子材料的基本特性,可以通过湿法纺丝制备具有优良亲水性能的纤维材料。

尹利众等将卡拉胶溶解于水中制备纺丝溶液,以BaCl2水溶液为凝固浴制备了卡拉胶纤维。实验中首先把卡拉胶溶解在90℃的热水中,得到固含量为8%的纺丝液,配制质量浓度为7%的BaCl2水溶液作为凝固液,采用孔径90μm、孔数60的喷丝板,把纺丝液通过计量泵挤入温度为45℃的凝固浴中形成初生纤维后牵伸1.65倍,再经过水洗和乙醇脱水、干燥后得到卡拉胶纤维。表12-1显示在不同浓度BaCl2凝固浴中得到的卡拉胶纤维的强度。

表12-1 不同浓度BaCl2凝固浴中得到的卡拉胶纤维的强度

从表12-1可以看出,凝固浴中BaCl2质量浓度在3%以上时即可以通过湿法纺丝得到卡拉胶纤维,随着BaCl2浓度的上升,纤维强度趋于稳定,其中最高的强度值为2.19cN/tex,对应的BaCl2质量浓度为11%。(www.xing528.com)

由于富含极性基团和金属离子,卡拉胶纤维的脆性大,影响其柔软性和可加工性。付永强等用甘油处理卡拉胶纤维后发现处理后的纤维比处理前的表面更加圆润光滑。尽管处理后纤维强度和断裂应力分别降低38%和35%,但是柔韧性明显增加,纤维的断裂伸长率由处理前的52%增加到处理后的174%,说明纤维弹性增加幅度远大于断裂强力和断裂应力的降低。未处理的卡拉胶纤维硬脆易断,勾结拉伸时纤维未拉平行就已经拉断,处理后的纤维勾结强度为1.11cN/dtex,纤维的韧性提高、不容易折断,耐磨、耐疲劳性能得到提高。

为了进一步改善纤维的性能,付永强等用环氧氯丙烷交联卡拉胶纤维,经过研究发现,最佳的交联温度为90℃、交联剂加入量为6.25%、反应时间1.5h、pH=9.0。在最佳反应条件下得到的交联卡拉胶纤维的断裂强度为3.99cN/tex,未处理的卡拉胶纤维的断裂强度为2.17cN/tex,交联反应使纤维强度提高84%。表12-2显示付永强等在不同反应温度下得到的交联卡拉胶纤维的断裂强度。

表12-2 不同反应温度下得到的交联卡拉胶纤维的断裂强度

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