P（AN-co-AA）智能纤维的pH响应行为研究

论文摘要

聚丙烯酸系pH响应性凝胶,作为一类重要的智能材料,被广泛应用于药物控制释放,酶的固定,物料分离,化学机械等方面。但是单组分的PAA强度很低,甚至不能制备。将PAN与PAA这两种宏观不同的材料进行合理的复合,使聚合物P（AN-co-AA）兼顾响应性的同时具有较好的力学性能。本文通过不同投料方式聚合,控制共聚物的结构,并将具有优异分子结构的聚合物溶液进行湿法纺丝,制备了[P（AN-co-AA）]纤维,研究了不同纤维的pH响应行为及纤维结构对pH响应行为的影响,探究了相同化学结构的不同纤维在酸碱溶液中平衡溶胀度与响应时间的结构影响因素。结果表明：AA分批投料聚合,获得的聚合物[P（AN-co-AA）]表现出较好的pH响应性和力学性能,此聚合物溶液制备的纤维具有pH响应性、pH滞后行为以及pH可逆性,且在可逆过程中,纤维在0.1mol/L HC1比在0.1mol/L NaOH溶液中的响应速率要大。不同纤维的平衡溶胀度与纤维的晶态结构有关,响应时间与纤维的孔隙、直径等因素有关：纤维的结晶度大,分子链规整排列,分子链间距离小,分子间相互作用力强,对纤维束缚作用增强,纤维的平衡溶胀程度减小；纤维多孔,孔的比表面积大,纤维响应时间减小；纤维直径小,溶剂的传输距离小,响应时间减小；但是纤维孔结构对响应时间的影响更大。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 智能材料
• 1.1.1 智能材料概念
• 1.1.2 智能材料的应用
• 1.1.3 智能材料的分类
• 1.2 pH响应性高分子智能纤维
• 1.2.1 pH响应性高分子智能纤维的制备
• 1.2.2 pH响应性高分子智能纤维体积的相变
• 1.2.3 pH响应性高分子智能纤维体积相变原理
• 1.3 pH响应性智能纤维研究进展
• 1.4 pH响应性智能纤维的发展趋势
• 1.5 影响智能纤维pH响应速率的因素
• 1.5.1 纤维直径
• 1.5.2 孔洞结构
• 1.5.3 晶态结构
• 1.6 PAN与PAA的特点
• 1.7 本课题研究目的及其意义
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验原料
• 2.2 实验仪器
• 2.3 材料制备
• 2.3.1 [P（AN-co-AA）]聚合物制备
• 2.3.2 [P（AN-co-AA）]纤维的制备
• 2.4 测试及表征方法
• 2.4.1 聚合物结构与性能的测试
• 2.4.2 纤维结构与性能的测试
• 第三章 [P（AN-co-AA）]共聚物的化学结构与流变性能研究
• 3.1 单体配比对聚合物成纤性和pH响应性的影响
• 3.2 [P（AN-co-AA）]共聚物的化学结构
• 3.2.1 聚合过程[P（AN-co-AA）]共聚物分子结构的变化
• 3.2.2 [P（AN-co-AA）]共聚物序态结构研究
• 3.3 [P（AN-co-AA）]共聚物的流变性能
• 3.4 小结
• 第四章 [P（AN-co-AA）]纤维的pH响应行为
• 4.1 [P（AN-co-AA）]纤维的pH响应行为
• 4.2 [P（AN-co-AA）]纤维的pH滞后行为
• 4.3 [P（AN-co-AA）]纤维的pH可逆性
• 4.3.1 [P（AN-co-AA）]纤维的pH可逆性
• 4.3.2 [P（AN-co-AA）]纤维在不同溶液中的响应速率动力学
• 4.4 [P（AN-co-AA）]纤维的力学性能研究
• 4.5 小结
• 第五章 [P（AN-co-AA）]纤维pH响应行为与结构的关系
• 5.1 不同[P（AN-co-AA）]纤维的平衡溶胀度
• 5.2 [P（AN-co-AA）]纤维平衡溶胀度与纤维结构的关系
• 5.3 不同[P（AN-co-AA）]纤维的响应时间
• 5.4 [P（AN-co一AA）]纤维响应时间与纤维结构的关系
• 5.4.1 [P（AN-co-AA）]纤维孔隙结构的影响
• 5.4.2 [P（AN-co-AA）]纤维直径的影响
• 5.4.3 [P（AN-co-AA）]纤维直径和孔隙结构共同的影响
• 5.5 不同状态[P（AN-co-AA）]纤维力学性能与其纤维结构的关系
• 5.6 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书