聚甲基丙烯酸酯系有机液体吸附功能纤维研究

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本文首先采用悬浮聚合法制备甲基丙烯酸正丁酯均聚物(PBMA)以及甲基丙烯酸正丁酯-甲基丙烯酸β羟乙酯(BMA-HEMA)共聚物,然后通过渗透吸附方式使溶有引发剂过氧化苯甲酰(BPO)的HEMA进入到PBMA中,采用反应挤出工艺制得条状接枝共聚物,粉碎后获得接枝共聚物,并对上述聚合物结构与性能进行研究。在此基础上,采用反应挤出-熔融纺丝联用技术将上述BPO、HEMA、PBMA组成的混合体系纺制成聚甲基丙烯酸酯系有机液体吸附功能纤维,同时基于原位增容机理,采用反应挤出-熔融纺丝联用技术制备共混有机液体吸附功能纤维,最后对纤维的结构与性能进行研究与表征。   首先,对PBMA、BMA-HEMA共聚物以及PBMA、HEMA接枝共聚物的吸附量、凝胶分率、剩余率以及交联结构进行了研究。研究结果表明,HEMA的引入,促使BMA-HEMA共聚物、PBMA、HEMA接枝共聚物大分子间与大分子内形成了氢键作用,构建物理交联结构,从而解决了PBMA因大分子内部不存在交联结构而在吸附有机液体过程中逐渐溶于有机液体的难题。   其次,采用反应挤出-熔融纺丝联用技术将上述混合物料纺制成有机液体吸附功能纤维,并对其结构与性能进行了研究。结果表明,混合体系中HEMA质量分数对吸附功能纤维结构与性能有较大影响,HEMA质量分数低于30wt%时随HEMA质量分数增加,引入纤维大分子之间的物理交联结构逐渐趋于完善,纤维的热稳定性得到改善,对甲苯、三氯甲烷、三氯乙烯等有机液体的最大吸附量逐渐增加;当HEMA质量分数高于30wt%时,随HEMA质量分数的增加,混合体系的纺丝可纺性变差,所得纤维柔韧性下降,脆性提高,结晶能力下降,断面变得更为粗糙,且呈现多相结构,纤维的热稳定性再度变差,对甲苯、三氯甲烷、三氯乙烯等有机液体的最大吸附量又逐渐降低。   最后,为改善PBMA的纺丝可纺性,将适量聚丙烯(PP)引入上述混合体系中,基于原位增容机理,采用反应挤出-熔融纺丝联用技术制备共混吸附功能纤维,并对其结构与性能进行表征。结果表明,共混纤维具有一定吸附甲苯、三氯甲烷、三氯乙烯等有机液体的能力,随混合体系中PP质量分数的增加,共混纤维吸附量下降,但其热稳定性得到显著改善。PP与PBMA相容性较差,但通过原位增容技术可改进两者的相容性,且PP的引入可改善PBMA的纺丝可纺性此外,PP还有助于提高共混纤维的结晶能力,赋予纤维相对较好的力学性能。
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