PVAPNIPA温度敏感凝胶纤维的制备及性能研究

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1、天津工业大学硕士学位论文PVA/PNIPA温度敏感凝胶纤维的制备及性能研究姓名：李志鹏申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：冯霞201110摘要本文首先以过硫酸胺为引发剂，在聚乙烯醇(PVA)水溶液中原位聚合N．异丙基丙烯酰胺(MPA)单体，得到的P、，A，孙『IPA混合水溶液在凝固浴硫酸铵饱和水溶液中纺丝，制备了由物理缠结和氢健固定网络形式的PVA删IPA水凝胶纤维，并研究了该种纤维的溶胀性能和温度敏感性能。实验结果表明，该纤维具有良好的温度响应性能，其溶胀率在32℃附近有明显的突变过程，并且随着凝胶纤

2、维中PNIPA的增加，凝胶的温度响应性增加。为提高凝胶纤维的热稳定性能，本文利用热诱导交联和戊二醛交联的方法制得了热诱导交联的PⅥ们NIPA凝胶纤维和戊二醛交联PVA僵仆『IPA凝胶纤维，结果表明，未交联PVA任仆IIPA凝胶纤维的温度敏感性最好，热诱导PVA，I小IIPA凝胶纤维次之，戊二醛交联PV：A佣ⅥPA凝胶纤维最差。而三种纤维的耐热性能相反。本文又以过硫酸钾(KPS)为引发剂，以二甲基亚砜为溶剂，通过自由基聚合的方法制备PvA接枝NIPA共聚物(PVA．g．PNIPA)。用丙酮做凝固浴，通过湿法纺

3、丝工艺，制得PVA．g．PNIPA凝胶纤维，用甲醛后交联该纤维。结果表明该纤维具有良好的温度响应性能，后交联后的纤维力学性能显著增强且交联剂用量多少和交联时间长短对纤维溶胀性能和力学性能均有影响。关键词：PVA；PNIPA；温度敏感；凝胶；纤维ABSTRACTUsingammoniumpersul￡疵(APS)aus证itiator，PNIPAwaSins如polymerizediIlPVAaqueousso1utionandthePVA脚叮IPAblendingsoIutionwasobtained．Tl

4、leentanglememandhydrogen_bondingcrosslinkedPVA删IPAhydrogel肋erwaspreparedfromtheblendingtllePVA／PNIPAsolutionViawetspillllingprocesswiththesaturatedammoniumpersulf-ateaqueoussolution孙coagulationbath．Theswellingpe渤衄anceandteⅡlperature—sensitiVepropeniesofttl

5、eP㈣PAhydrogel肋erwerestudied．TheresuhshowedthatPⅥ气／PNIPAhydrogelfibersheld900dtemperature—sensitiVeperf．omlance，t11eswelling船钯ofthesefiberse)【llibitedsha叩ch锄geatabout32℃，andthetempe咖re—sensitiVepropert)riflcreasedwiththecontentofPNIPAiIlthefiberincreased．‘T

6、oimproVethepe墒manceofheat-water托sistance，thePMPA／PVAnasentfiberwas仃eatedbyⅡle咖aIlyheatingandcrosslinkedwithglut撇ldehyde．Theswellingperfo咖ance，tcmperature—sensitiVebehaViorS锄dheat-resistibili够ofthesethreekindsoffiberswere咖died．neresultshowedmatthetempe咖rese

7、nsm时ofmeuncrosslinl(edPVA／眦PAhydrogel肋erw嬲tIIebeStofthethreekindsof舶er，andtIlatoftheglul撇ldehydecrosslmedPVA删IPAhydrogel舶erwastheworst．HoweVer，theheatresist锄协ceofglu胁ldehydecrossl洒edPVA肛，NIPAhydrogel、Vasthebestofthethreekindsoffiber．PVA-g-PNIPAcopolymer、Ⅳa

8、ssyntllesizedthroughradicaIpolymerizationusingpotassiumperoxodisulfate(KPS)asillitia=tor觚ddimethylsulfoxidc(DMSO)硒solVent．TIlenthePVA·g—PNIPAhydrogel肋crwaspreparedbyspiIlIlingtheblendingsolutioninacetonesoIut