PNIPAAm類(lèi)溫敏材料接枝棉的研究.pdf

1、聚N-異丙基丙烯酰胺PNIPAAm是一種同時(shí)含有親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)結(jié)構(gòu)的溫敏高分子，其水溶液在低臨界溶解溫度LCST(33℃左右)附近會(huì)發(fā)生親/疏水性的可逆相轉(zhuǎn)變。但PNIPAAm較差的力學(xué)強(qiáng)度很大地限制了其應(yīng)用，所以有研究采用納米復(fù)合、接枝聚合等改性方法來(lái)改善PNIPAAm的力學(xué)性能。而本文是采用過(guò)氧化氫-抗壞血酸(H2O2-H2A)氧化還原引發(fā)體系和過(guò)硫酸銨APS引發(fā)劑這兩種引發(fā)體系來(lái)引發(fā)天然棉纖維接枝PNIPAAm，不僅可以改善P

2、NIPAAm的力學(xué)性能，還能賦予棉纖維溫敏親/疏水功能。
　　用APS引發(fā)N-異丙基丙烯酰胺NIPAAm聚合，獲得PNIPAAm。采用紅外、X-射線衍射、烏氏粘度計(jì)、液相凝膠色譜分別對(duì)PNIPAAm進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和分子量表征；采用差示量熱掃描DSC和紫外-可見(jiàn)光分光光度計(jì)分別測(cè)量PNIPAAm的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg和LCST。再將PNIPAAm涂敷到棉纖維上，用接觸角儀表征其親/疏水性:環(huán)境溫度低于LCST時(shí)呈現(xiàn)親水性，而環(huán)境溫度高于

3、LCST時(shí)呈現(xiàn)疏水性。
　　經(jīng)紅外分析和電鏡分析表明，H2O2-H2A和APS引發(fā)劑這兩種引發(fā)劑，在水作為溶劑和氮?dú)獗Ｗo(hù)下，分別成功引發(fā)棉纖維接枝上了PNIPAAm，制得了接枝棉。H2O2-H2A引發(fā)體系是通過(guò)溶液自由基接枝聚合的原理引發(fā)棉纖維接枝上PNIPAAm溫敏高分子；而APS是通過(guò)在60℃下的沉淀自由基接枝聚合原理引發(fā)棉纖維接枝上PNIPAAm溫敏高分子。分別研究了單體濃度、引發(fā)劑濃度和二者濃度在固定配比下的濃度變化對(duì)接枝

4、棉的接枝率的影響規(guī)律，都存在獲得最高接枝率的最佳濃度。H2O2為0.06mol/L，H2A為0.036mol/L，單體為0.6mol/L時(shí)獲得最高接枝率21.1wt％的接枝棉；APS為0.24mol/L，單體為1.2mol/L時(shí)獲得最高接枝率23.9wt%的接枝棉。
　　采用DSC的調(diào)制技術(shù)MDSC直接測(cè)量接枝棉的可逆熱容來(lái)表征其溫敏性，接枝棉都獲得了LCST（33℃附近）。采用接觸角儀表征接枝棉在LCST上下的溫敏親/疏水性，并

5、研究了接枝率對(duì)接枝棉的溫敏親/疏水性影響。研究表明，由上述兩種引發(fā)體系引發(fā)獲得的接枝棉都具有溫敏親/疏水功能，且受接枝率的影響不大。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)AATCC79-2000滴水試驗(yàn)測(cè)量接枝棉在LCST上下的潤(rùn)濕時(shí)間來(lái)表征接枝棉的溫敏吸水性，并研究了接枝率對(duì)接枝棉的溫敏吸水性影響。研究表明，由H2O2-H2A引發(fā)得到的接枝棉的溫敏吸水性隨接枝率的增大而增強(qiáng)；而由APS引發(fā)得到的接枝棉的溫敏吸水性隨接枝率的增大存在一個(gè)最佳范圍1.5wt%-3.5w