医用高强度甲壳质纤维的开发与应用

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1、摘要ll甲壳胺是甲壳质脱去乙酰基后的衍生物，又称为去乙酰基甲壳质，与甲壳质相比，溶解性能大大改善，可以纺制高强度的甲壳胺纤维。同时甲壳胺具有优异的生物相容性和生物可降解性，在纺织、医疗、环保等领域有着广泛的应用。而且甲壳胺后加工处理方便简单。其链上的羟基和氨基可发生烷基化、酰基化、羧甲基化、磺化、硝化、卤化、氧化、还原、缩合、络合及接枝和交联等化学反应，制成系列衍生物，赋予其新的性质，从而扩大应用范围。目前国内外所生产的甲壳胺纤维一般都采用湿法纺丝法制得，所得的纤维强度较低，而干湿法纺丝方法可以有效地提高甲壳胺纤维的强度

2、。矿本论文研究了甲壳胺纺丝原液的流变性能，并对甲壳胺纤维的干湿法纺丝法进行了纺丝工艺探索研究。通过研究纺丝原液的落球粘度和剪切粘度，探讨了甲壳胺溶解工艺对粘度的影响并对原液的流变性能进行了讨论。试验结果显示，在室温条件下以醋酸为溶剂制各纺丝原液时，溶解时间为4．5到6小时时制得的甲壳胺纺丝原液的可纺性较好。甲壳胺纺丝原液是非牛顿流体，通过对甲壳胺纺丝原液的流变性能的研究，得到了表征甲壳胺纺丝原液流变性能的非牛顿指数、结构粘度指数以及粘流活化能。用甲壳胺纺丝原液进行了干湿法纺丝。由于影响干湿法纺丝的因素较多，所以先采用正交

3、法进行了纺丝实验，确定了较好的纺丝条件。然后进行了一系列的单因素实验，研究了喷丝头拉伸比、空气层长度、多级拉伸工艺等对纤维结构与性能的影响。得到了最佳的纺丝条件：甲壳胺原液浓度为4．0％，喷丝头拉伸比为1．47，空气层长度为3cm，拉伸浴温度为800C，拉伸倍数为1．65。在此条件下纺丝可稳定地得到强度在1．72cN／dtex左右的甲壳胺纤维，与可比条件下的湿法纺丝纤维相比，强度提高了30％以上。关键词：甲壳胺流变性能正交设计干湿法纺丝、／、／‘、，，’、一7AbstractChitosanisoneofthederiv

4、ateofchitin，andiscalledN-deacetylatedpolysaccharideofchitin．Chitosanismucheasiertodissolvethanchitinandcanbemadeintohighstrengthfiber．Thechitosanfiberiswidelyusedinthefieldsoftextile，medicaltreatment，environmentprotectionandSOon，becauseithasexcellentbiocompatibil

5、ityandisreadilybiodegradable．Thereasonofthegreatersolubilityistherearemanyfreeaminegroupsandhydroxylgroupsonthechitosanbackbone，andwhichismucheasierandmoreconvenientlyfortheprocessingortreatmentofchitosan．Alkylation，acylation，carboxymethylation，sulphonation，nitra

6、tion，halogenation，oxidation，deoxidation，grafting，crosslinkingcouldbehappenedwiththeaminegroupsandhydroxylgroups．ThemodifiedchitosanCanbepreparedtoextenditsapplications．Thechitosanfibresbeingusednowareusuallymadebymeansofwetspinning．Butthestrengthismuchlower．Dry-j

7、etwetspinningisgreatofvaliditytoimprovethestrengthofchitosanfibres．Inthisthesisaresearchontherheologicalpropertiesofchitosanspinningsolutionwasmade．Laterwetookafimdamentalresearchonthegraftofdry-jetwetspinningofchitosansolution．Bytestingthefalling-ballviscosityan

8、drotatingviscosity,theeffectsofdissolvingprocessontheviscosityofspinningsolutionwereinvestigatedandtherheolo百calpropertiesofthespinningsolutionwerediscussed．Th