亲水纤维

纺丝液的制备：8.20g聚乳酸溶解于 50mL氯仿，加入25mL丙酮，配成质量分数 约为8％的溶液，分别加入相对于聚乳酸质 量分数0、15％、30％、40％、50％和60％ 的GTA，搅拌均匀配制成纺丝液。
在静电纺丝过程中，带高压静电的高 分子溶液在电场力的作用下，得到快速的 拉伸，随溶剂的迅速挥发，高分子凝固成 超细纤维，落到接地的金属收集板上，如 此可以制备出纳米至微米直径的高分子长 纤维。
纤维大分子中的极性基团， 常见的有 -C00H、 -CONH、-OH、-NH2等，都是亲水 性基团，对水分子有相当的 亲和力，主要是通过氢键和 水分子的缔合作用，使水分 子失去热运动的能力，留存 在纤维中。因此，纤维高分 子结构中亲水性基团的数目 越多，基团的极性越强，纤 维的亲水性越好。
2、合成纤维亲水化
四、亲水性纤维的应用
用作医疗卫生材料 亲水性纤维在医疗卫生领域可代替天然棉 制品，用作绷带、纱布、药棉、填絮、止 血塞子等。
用作防止结露的材料 高吸水性腈纶具有呼吸性，可用于室内墙 纸、包装袋、天花板、集装箱，或掺入涂 料内，以防止内部环境过湿而产生结露， 使袋内、室内东西不发霉变质。
作油水分离和吸油材料
1、影响纤维亲水性的主要因素
纤维的亲水性取决于其化学结构和物理
结构。
物理结构也是决定纤维亲水性的重要因 素。一般认为，在纤维高分子的结晶区 和高序区，活性基团之间形成交联。如 纤部维分素极中性的基羟团基的间亲形水成性氢大键小，按聚以酰下胺顺中序排列： 的酰胺基团之间形成氢键，所以水分子 不容易渗入结晶区，呈现疏水性。而在 非晶区或低序区以及形态结构粗糙、微 孔或空隙很多的区域，水分子易于扩散 和停留，表现为亲水性。
1.4.2、结论
(1)在聚丙烯腈聚合体系中加入潜交联剂, 制得含潜 交联剂的共聚丙烯腈,以共聚丙烯腈与醋酸纤维素 按5:95，10:90共混，经纺丝、后交联及水解制得 共聚丙烯腈/ 醋酸纤维素复合亲水纤维。
(2)由于共聚丙烯腈及醋酸纤维素不相容发生相分离, 在纤维中产生微孔，这些微孔的存在扩大了纤维 内部贮水容积, 提高了纤维吸水性能。
结果与讨论： GTA含量<40％时，纤维 毡的接触角与空白样品相近，在130 °左右 ，属于“超疏水”的范围。当含量增加到
50％时，水滴对纤维毡完全浸润(表观接触 角为0 °)，这是“超亲水”的表现。
A
B
C
D
由测量接触角的过程中水滴的瞬间形态 (图A)可见，GTA含量<40％以下的纤维毡， 当水滴离开毛细管后，在纤维毡的表面形 成小球。图B、C、D分别为相机捕捉到的在 0.2、1.2和1.45s时的形态，从液滴接触纤 维毡表面到完全浸润时间约为1.5s。在GTA 含量=60％的纤维毡上。这个过程更快，只 有0.45s。
图2 水解前后式样的SEM照片
如图2所示，热交联后CPAN-C纤维表面比 较平滑和致密，而水解后CPAN-H纤维则呈疏 松多孔形态。因为CPAN-C纤维是部分交联结 构，交联程度较好的部分在水解过程中不易被 破坏，而交联程度较差以及未交联部分在水解 过程中被破坏直至部分溶解。
1.2.2、结论
最终制备产物具有三维网状结构特征， 吸水倍率达20倍且在吸水状态下仍能保持 纤维形态的亲水性共聚丙烯腈纤维。
以丙烯腈(AN)、潜交联剂(HQ)、醋酸 乙烯酯(VAc)为单体, 氯酸钠为引发剂, 采用 水相沉淀聚合法制备含潜交联剂共聚丙烯 腈(CPAN)。以适当比例将CPAN与醋酸纤 维素(CA)共混, 经湿法纺丝制得含潜交联剂 的CPAN/CA复合纤维。该纤维经后交联处 理、碱性水解, 得到具有较强吸水、保水能 力的CPAN/CA复合亲水纤雄。
1.3、接枝改性腈纶织物的研究
实验者采用自制的亲水性单体对腈纶 织物进行接枝共聚改性，提高了腈纶织物 的吸湿性。并采用正交试验法讨论了溶胀 荆、乳化剂、引发剂等对腈纶织物亲水性 效果的影响。
1.3.1、实验方法
将水、乳化剂、引发剂、溶胀剂、腈纶 按原料配比投入反应釜中，达到反应温度 后，恒温1h之后加入质量分数为2％的亲水 性单体F，再恒温2h抽滤水洗，再用碳酸氢 钠溶液水洗，室温搅拌0.5 h，抽滤水洗烘 干。
2.1.1、气体对试样吸水过程的影响
2.1.2、结论
等离子体的性质直接影响材料的改性效 果，它不仅与等离子体产生的功率、气体 类型、工作压强等工艺参数有关，也与所 用的设备结构、频率、电极的排布方式等 设备参数有关。
三、超亲水性韧性聚乳酸纤维毡的制备
采用高压静电纺丝制备了具有不同三醋 酸甘油酯(GTA)含量的聚乳酸超细纤维毡。
以往除去工业用油及化学药品里的水分要 依靠离心分离、沉淀分离、蒸馏等手段， 消耗大量能量，成本较高。若用高吸水纤 维制成油水分离材料可达到减少能耗的目 的。这种高吸水油水分离材料既可用于除 去润滑油等工业用油中的微量水分，也可 与亲油材料复合，制成即亲油又易脱水的 分离材料，用于水上和陆上的油、水分离 和回收。
1.4.1、实验分析
图为CPAN/CA复合纤维 经过水解后的FTIR谱图。 2242cm -1处-CN伸缩振动 峰水解后相对减弱。 3400cm -1左右处的宽吸 收峰为-OH收缩振动产生。 水解后CPAN/CA复合纤 维在1640、1710处分别 出现羰基和酰胺基吸收峰, 说明水解后复合纤维存在 大量羧基、酰胺基等亲水 基团。
1.3.2、正交实验
1.3.3、结论
采用自制酰胺类亲水性单体对腈纶织物 进行接枝改性，最佳工艺条件为：NaSCN 为0.8g/L、十二烷基苯磺酸钠为0.4g/L、 BPO 0.4g/L；腈纶织物的吸湿率从0.2％提 高至5.0％，保水率从3％提高至13％。
1.4、共聚丙烯腈/ 醋酸纤维素复合亲水纤维 的研究
化学方法包括：与亲水性单体共聚、 亲水性单体接枝改性、纤维表面的亲水化 处理、与亲水性组分共混及含亲水性组分 的复合纤维；物理方法则主要有使纤维具 有多孔结构、表面粗糙化及横截面异形化 等。
二、纤维亲水改性的研究
1、腈纶亲水性研究 2、丙纶亲水性研究
1.1、概论
聚丙烯腈纤维商品名为腈纶。腈纶有许 多优良的性能，如手感柔软，防霉、防蛀， 并有非常优越的耐光性、耐辐射性和耐腐蚀 性，蓬松性和保暖性优于其他合成纤维。但 是腈纶的结构致密，缺少亲水基团，染色困 难，固有的吸湿性差、回潮率低(标准状态下 回潮率为1.7)、易起静电等不足之处制约了其 应用的扩大，因此，研制亲水性的腈纶具有 重要的现实意义。
图从图(图(ce)、)(为a()dC、)P分(Ab别N) /可为CA以C共P看A混出N纤, 维水纤和解维C前水P纤解A N维后/C表截A面面复较图合光,纤可滑维, 截而观面水察图解到。后大对纤量比维微两表孔种面存纤较在维粗, 水 解糙确前并实电出使镜现得照孔碱片洞液, 。能复较合容纤易维 存进在入大复量合直纤径维为内部与共 0聚.5丙3~烯1.腈04反μm应的，微增孔加, 亲这些 孔水是基由团C含P量AN, 与以C使A纤不维相容 产吸生水的得。以提高。
谢谢
1.2、亲水性共聚丙烯腈纤维
共聚丙烯腈，其研制方法为：以丙烯 腈、甲基丙烯酸甲酯为单体，以N-羟甲基 丙烯酰胺为潜交联剂，溶液聚合后湿法纺 丝成形，经后交联和碱性水解处理，制成 具有三维网状结构特征的亲水性共聚丙烯 腈纤维。
1.2.1、实验分析
图1 水解前后试样的FT-IR谱图
图1表明在2240cm-1附 近的吸收峰与氰基C≡N伸缩振动有关。 容易看出，水解后 2240cm-1附近的吸收 峰基本消失，而与羧结 构相关的3274cm-1附 近吸收峰加强，表明水 解后纤维大分子中已含 有强亲水性的羧酸结构。
小组成员：张明政 王平 朱小雷 李涛 郭明瑞
目录
第一章：概述 第二章：纤维亲水改性的研究 第三章：超亲水性韧性聚乳酸纤维毡的制备 第四章：亲水性纤维的应用
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一、概述
亲水性纤维所制造的纺织品，能及时散发人体 排出的水汽，使服用者感觉舒适，没有发闷、不透 气的不良感受。
天然纤维棉、麻、丝、毛均属于亲水性纤维， 而合成纤维涤纶、腈纶、丙纶均为疏水性纤维；为 了改进合成纤维服用材料的舒适性和卫生性，人们 将涤纶、腈纶、锦纶(聚酰胺)、丙纶等合成纤维通 过化学或物理改性制成亲水性纤维。
(3)潜交联剂的加入赋予纤维交联结构, 使得纤维在 水解后仍能够保持其纤维形状, 为纺织加工奠定了 基础。
(4)共聚丙烯腈/醋酸纤维素复合亲水纤维吸水率随着 碱浓度、温度增加而增加, 可达到20g水/g纤维。
2.1、等电子体亲水改性丙纶
等氧离气子和体氩又气叫等电离浆子，体是都由会部从分聚电丙子烯被纤 剥维夺表后面的产原生子一及定原的子作被用电，离并后在产表生面的生正成负大 电量子的组活成性的自离由子基化，气当体它状们物暴质露。在空气中时， 会 基迅团等速。离与不子其同体中 的由的 是离氧 氧子气 气、发 等电生 离子反子以应体及，处未生理电成过离过程的氧中 中会性在粒聚子丙的烯集纤合维组表成面，以整不体同呈的中结性合的形物式质直 状接态引。入低氧温元等素离，子生体成可多以种被含用氧于极氧性化基、团变。 性引等入表含面氧处极理性。基团后，丙纶的亲水性会得 到提高。