新型海藻酸铜纤维的制备和性能研究

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1、万方数据V01．36No．9·34·化工新型材料NEWCHEMICALMATERIALS第36卷第9期2008年9月新型海藻酸铜纤维的制备和性能研究杨鹏夏延致+姜丽萍王兵兵孔庆山纪全(青岛大学纤维新材料与现代纺织国家重点实验室培育基地，青岛266071)摘要用自制的湿法纺丝机制备了海藻酸铜纤维，并用扫描电镜及能谱对其进行了表征，且对纤维进行了单纤维拉伸测试。拉伸结果表明，海藻酸铜纤维的平均断裂强度为26．10eN／tex，线密度为5．62dtex。关键词海藻酸钠，铜离子，结构，防电磁辐射Studyonpre

2、parationandpropertiesofcuprumaiginatefiberYangPengXiaYanzhiJiangLipingWangBingbingKongQingshanjiQuan(StateKeyLaboratoryCultivatingBaseofAdvancedFibersandTextiles，QingdaoUniversity，Qingdao266071)AbstractCuprumalginatefiberwaspreparedviatheself-madewet-spinn

3、ingmechanism．Theenergyspectrumshowedthefibercontainedlotsofcuprumion．Thecompositionoffiberwasanalyzedandthesurfacemorphologyofthefi—berbySEMshowedthatthere’reclearcrystalorientationintheaxial，singlefibertensiletestindicatedtheaveragetensilestrengthof26．10c

4、N／texandlinedensityof5．62dtex。Keywordssodiumalginate，cuprum，structure，electromagneticradiationresistant海藻酸是从海洋植物中提取的一类多糖物质，是由旷L-古罗糖醛酸(G)和}D甘露糖醛酸(M)经过1，4键合形成的一种无规线性嵌段共聚物(如图1)。其中G是M在C-5位的立体异构体，分子链的序列由一定长度的G段、M段和GM交替嵌段组成[1]。研究表明，G单元的均方末端距是M单元的2．2倍，说明G单元的刚性比M单

5、元的刚性大；而且G嵌段会折卺成“蛋盒结构”(如图2)，增强分子链间的相互作用L2]。海藻酸一价盐水溶液能通过分子间相互作用形成物理凝胶[2]；在海藻酸盐水溶液中加入二价金属离子(除Me+外)，可以形成以螯合作用为主的凝胶睁4‘。本研究正是基于文中的原理将二价铜离子加入海藻酸盐水溶液中，将海藻酸钠溶于水后挤出，经凝固浴凝固可得到海藻酸铜纤维。、⋯赶》一，32M图1海藻酸的结构、图2海藻酸与Cu2+形成的“蛋一盒”结构1实验部分1．1原料原料：海藻酸钠，青岛明月海藻集团有限公司；水合硫酸铜，分析纯，莱阳市经济技

6、术开发区精细化工厂。1．2纤维的制备将一定量的海藻酸钠溶解于去离子水中，制得一定浓度的海藻酸钠溶液，经过滤，脱泡后运用湿法纺丝法制备得到海藻酸铜纤维，将纤维充分水洗，烘干后得到测试样品。2纤维的结构与性能测试SM-6390LV型扫描电镜观察共混纤维的表面形态。o、FAVIMATAIROEOT型全自动单丝测试仪测试纤维的纤度、强度、断裂伸长及应力应变情况。样品测试次数为50次；测试长度为15mm，名义线密度为2．4dtex；强伸度测试速度为20mm／min，预加张力为0．06cN／tex；线密度测试速度为20

7、mm／min，预加张力为0．06cN／tex；修正值为0．o％。基金项目：国家自然科学基金(50673046)；山东省及青岛市科技发展计划作者简介：杨鹏(1982一)，男。回族，硕士研究生，主要从事防电磁辐射纤维的研究。联系人：夏延致，教授，博士生导师。一它／万方数据第9期杨鹏等：新型海藻酸铜纤维的制备和性能研究·35·3结果与讨论3．1能谱测试结论表1、表2中数据均是根据化学归一法计算所得，表1为表2的标准样。表1海藻酸钠粉末能谱测试数据由表1可知，根据化学归一法计算所得的海藻酸钠粉末中所含的主要为C、O

8、、Na、Ca4种元素。表2海藻酸铜纤维能谱测试数据根据“蛋盒结构”理论，铜原子的个数与氧原子的个数比最大应为1：13，但从表2可见，铜原子个数与氧原子个数的比值远远大于1：13。笔者认为“蛋一盒结构”理论可以解释海藻酸钙成纤的原理睁引，但是能谱数据表明：铜离子与海藻酸的结合方式可能并非单纯图2中所指的螯合作用。据已有的研究结果睁9]和理论推测海藻酸钠对铜离子的吸附作用机制，可能是由于海藻酸钠微粒表面具有不饱和离子