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本文首先将天然高分子—淀粉和合成高分子—聚丙烯腈分别熔解于二甲基亚砜和二甲基乙酰胺中,调制成均匀的淀粉溶液和聚丙烯腈溶液,再将两溶液混合,制备了淀粉/聚丙烯腈共混纺丝溶液(浓溶液,质量浓度20%)。研究表明,淀粉与聚丙烯腈之间为部分相容体系,通过复合溶剂共混法并控制合适的配比可得到淀粉与聚丙烯腈的均匀共混溶液。
采用湿法纺丝工艺制备淀粉/聚丙烯腈共混纤维,讨论了纺丝过程中凝固浴浓度、凝固浴温度及拉伸倍数对纤维结构与性能的影响,并对纤维热处理进行了初步研究。结果表明,改变凝固浴浓度、凝固浴温度和拉伸倍数等工艺参数,纤维结构与性能会发生较大变化。提高凝固浴浓度和温度有利于形成圆形截面纤维;提高拉伸比有利于提高纤维力学性能。以一定比例的淀粉与聚丙烯腈共混制备纺丝溶液,以40%二甲基乙酰胺水溶液为凝固浴,浴温控制在40℃,所得淀粉/聚丙烯腈共混溶液的可纺性较好;对淀粉/聚丙烯腈共混纤维进行热蒸汽处理,可有效改善纤维色泽,提高纤维力学性能。
将所制备的不同配比的淀粉/聚丙烯腈共混纤维进行了亲水性能、耐水洗性能和可降解性研究。结果表明,淀粉可有效改善淀粉/聚丙烯腈共混纤维的亲水性能,随淀粉含量提高,淀粉/聚丙烯腈共混纤维的亲水性明显提高,保水率最高可达聚丙烯腈纤维保水率的4倍。此外,淀粉/聚丙烯腈共混纤维也具有一定可可降解性。
用针刺法制备了淀粉/聚丙烯腈共混纤维非织造布,分析了针刺工艺及非织造布的亲水性能和可降解性。结果表明,针刺深度和密度是影响非织造布性能的重要指标,随针刺密度和针刺深度增大,淀粉/聚丙烯腈共混纤维非织造布密度增大,厚度及孔隙率、孔径先减小后有上升趋势,断裂强度先达到最大值后开始下降;与聚丙烯腈纤维非织造布亲水性能相比,淀粉/聚丙烯腈共混纤维非织造布的亲水性能有较大改善,其中保水率,淀粉与聚丙烯腈比例为1:9的淀粉/聚丙烯腈共混纤维非织造布可达83%,是聚丙烯腈非织造的3倍;淀粉/聚丙烯腈共混纤维非织造布具有一定的可降解性,其降解速率大于淀粉/聚丙烯腈共混纤维的降解速率。