(2)殼聚糖的濃度
殼聚糖的濃度直接影響殼聚糖纖維的物理性質(zhì)。殼聚糖溶液濃度增大,纖維的干強(qiáng)度也隨之增大,纖度卻呈無規(guī)律變化,2%以上時(shí)殼聚糖纖維的伸長率逐漸下降,此外,隨著殼聚糖濃度的增加,溶液的粘度增大,不僅造成紡絲過濾困難,而且也增加了噴絲阻力,甚至堵塞噴孔。然而,殼聚糖濃度過低也很難制成理想的纖維。殼聚糖濃度一般控制在l%—5%(重量)之間。
(3)助劑的選擇
溶解均勻、低粘度、不形成凍膠的殼聚糖漿液是濕法紡絲制備殼聚糖纖維的關(guān)鍵。為此,在殼聚糖溶液中適當(dāng)添加助劑,以破壞凝膠的結(jié)構(gòu),降低凝膠的粘度,從而有利于提高殼聚糖的濃度,增強(qiáng)纖維的強(qiáng)伸度。常用助劑有尿素、乙酸鋅、甘油等。尿素的加人,可以降低紡絲原液的粘度,其用量對紡絲狀態(tài)和纖維的性能有一定的影響,隨著尿素濃度的增加,紡絲原液的粘度明顯下降,但超過1%會(huì)造成紡絲狀態(tài)惡化,從而影響纖維的性能,加入乙酸鋅能增強(qiáng)纖維強(qiáng)度,促進(jìn)凝固,降低絲束的粘結(jié),隨著乙酸鋅的增加,絲束脆性增加,易折斷;甘油主要是起軟化劑和增塑劑的作用,克服殼聚糖纖維的脆性,使纖維的塑性增大,拉伸時(shí)不易斷絲。
4、噴絲凝固
(1)噴孔的直徑
根據(jù)濕紡成形的機(jī)理,當(dāng)紡絲原液經(jīng)噴頭進(jìn)入凝固浴后,溶劑和凝固浴中的凝固劑間進(jìn)行雙擴(kuò)散,最終固化成形。因此,噴頭孔徑的大小,直接影響雙擴(kuò)散系數(shù)和紡絲的凝固速度,從而影響紡絲的強(qiáng)度。
(2)凝固液的選擇
目前,一般多采用NaOH水溶液為殼聚糖纖維的凝固液,主要是由于殼聚糖在堿性條件下溶解度小,NaOH與乙酸的傳質(zhì)通量比小,固化速率緩慢,有利于纖維固化成形,易形成圓形截面的初生纖維。此外,NaOH具有很強(qiáng)的滲透纖維芯層的能力,使得纖維內(nèi)外層結(jié)構(gòu)趨于一致,不易形成皮、芯層結(jié)構(gòu)。NaOH的濃度一般控制在5%~10%之間,濃度偏低不利于中和噴絲液中的乙酸,這不僅影響初生纖維的凝固,而且初生纖維在拉伸過程中容易斷裂。
(3)凝固液的溫度與凝固時(shí)間
凝固液的溫度高低,直接影響溶劑和凝固劑間的雙擴(kuò)散,因而影響纖維固化成形速度。溫度高,固化成形速度快、時(shí)間短,易形成皮、芯層結(jié)構(gòu),纖維強(qiáng)度低。固化成形溫度一般控制在15℃20’(2,適當(dāng)延長凝固時(shí)間,有利于提高纖維的強(qiáng)伸度。
5、初生纖維拉伸
殼聚糖紡絲原液從噴絲孔擠出凝固形成初生纖維時(shí)是一種初生膨潤態(tài)凍膠,由于剪切力的作用使得大分子間產(chǎn)生一定的取向。但由于溶劑與凝固劑的存在,這種取向是不穩(wěn)定的,而且是很低的。若此時(shí)通過對初生纖維進(jìn)行一定倍數(shù)的拉伸,不僅能減少甚至消除纖維中存在的微孔、縫隙等缺陷,使纖維趨向致密化,而且能有效地提高纖維中大分子間排列的規(guī)整程度,使已固化的纖維中大分子的取向度進(jìn)一步提高,從而使纖維的抗張強(qiáng)度有所增加。不同的拉伸倍率對纖維的強(qiáng)度、伸長影響很大,可依據(jù)纖維的線密度和用途確定拉仲倍率,一般總拉伸以1.1—3倍率為宜。
四.殼聚糖纖維的應(yīng)用
殼聚糖纖維與纖維素在結(jié)構(gòu)上的類似性,使其不但具有類似纖維素的用途,而且從氨基多糖的特點(diǎn)出發(fā),具有比纖維素更為廣泛的用途。殼聚糖纖維具有生物活性及生物親和性、生物降解性、生物相容性、無毒、免疫抗原性小等特殊性能,被制成的吸收性手術(shù)縫合線,應(yīng)用于消化系統(tǒng)外科和整形外科等體內(nèi)手術(shù)中,既能滿足手術(shù)操作時(shí)對強(qiáng)度、打結(jié)性能以及柔軟性的要求,同時(shí)還具有消炎止痛促進(jìn)傷口愈合的功效,又能被體內(nèi)溶菌酶分解成糖蛋白為人體吸收。此外,殼聚糖具有抑菌、消炎、止血、鎮(zhèn)痛、促進(jìn)傷口愈合等優(yōu)良的生物醫(yī)學(xué)功能,而被廣泛用于制造特殊的醫(yī)用產(chǎn)品,國外尤其日本、美國已用它制造人造皮膚、止血棉、紗布、血液透析膜及各種醫(yī)用敷料等。
殼聚糖纖維具抗菌、防霉、去臭、吸濕、保濕、柔軟、染色性好等優(yōu)點(diǎn),作為新型功能性天然綠色紡織材料應(yīng)用于保健內(nèi)衣、內(nèi)褲、止血紗布、繃帶等。
除廠在醫(yī)療和紡織服裝領(lǐng)域中應(yīng)用外,殼聚糖纖維表面存在大量胺基團(tuán),是極好的整合聚合物,能吸收許多重金屬離子,如Ag+、Cu2+、Zn2+等,依據(jù)這一性質(zhì)可應(yīng)用于重金屬廢水處理,以除去重金屬離子。
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