反应挤出-熔融纺丝法甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸丁酯共聚物纤维结构与性能.pdf

07010
对料
2016年第7期(47)卷
文章编号:1001-9731(2016)07-07010-07
反应挤出熔融纺丝法甲基丙烯酸丁酯丙烯酸丁酯
共聚物纤维结构与性能
鲁玉瑶,徐乃库
(天津工业大学材料科学与工程学院,改性与功能纤维天津市重点实验室,天津300387)
摘要:以含活波叔氢原子的甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸丁酯共聚物(poly(BMA-co-BA))为基质聚合物,过氧化
苯甲酰(BPO)为引发剂,甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为反应单体,基于反应挤出机理,制备改性甲基丙烯酸丁酯
丙烯酸丁酯共聚物嫁体,同时采用熔融纺丝法制备纤维,在冷却固化过程中,将基于氢键和缠结作用的物理交联
结构赋予纤维,使其具备吸油功能。研究纤维的吸油性能、耐油品溶解能力以及其它性能,并借助相关仪器对纤
维的结构进行表征。结果表明,増加HEMA添加量或BA投料量均会提高所得纤维抵御油品溶解的能力,当基
质聚合物相同时,在相同的吸油时间下,随HEMA添加量的増加,所得纤维的吸油量増大,BA投料量较高时所
得纤维对三氯乙烯的最大吸油量可达7.1g/g,对四氯乙烯的最大吸油量可达8.0g/g
关键词:甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸丁酯共聚物;甲基丙烯酸羟乙酯;反应挤出-熔融纺丝;吸油性能
中图分类号:O631;TQ342
文献标识码:A
DOI:10.3969/1.issn.1001-9731.2016.07.003
0引言
网络结构,进而制得了吸油纤维,并对其结构与性能进
行了研究,但该方法所得纤维强度较低,且制备过程繁
近年来,油船及海上钴井平台油泄漏事故频发,再琐、易并丝,残留有机溶剂易污染环境,其发展受到限
加上含油工业废水的有意或无意排放,水体已遭到严制。Xu等采用悬浮聚合法合成了含多重氢键作
重污染,污染后的水体易对人类健康造成严重危用的甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸羟乙酯共聚物,该共
害2,因此,如何快速有效地治理油污染已成为一个聚物具有在有机溶剂中可溶胀、溶胀状态下加热可流
研究热点3。
动等特点,基于上述特点,Xu等采用冻胶纺丝法制备
作为一种新型的功能高分子材料,高吸油树脂具了相应吸油纤维。研究发现,甲基丙烯酸羟乙酯含量
有吸油量大、油水选择性好以及握持油品能力强等特较低时,共聚物成纤性较好,但所得纤维在吸油时由于
点,在处理油污染方面受到广泛关注,特别是以聚(甲氢键作用较弱会逐渐溶于油品,丧失吸油性能,而当甲
基)丙烯酸酯为基质的高吸油树脂,由于其原料单体易基丙烯酸羟乙酯含量较高时,共聚物成纤性极度变差,
得、价廉,且合成方法简单,近年来成为研究的热但所得纤维却具有较好的吸油性能,这一矛盾限制了
点1?。尽管聚(甲基)丙烯酸酯基高吸油树脂被广泛甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸羟乙酯共聚物纤维的发
研究,但单一的粒状形态限制了其应用。
展。由此可见,先合成成纤性好的聚(甲基)丙烯酸酯,
与聚(甲基)丙烯酸酯基高吸油树脂相比,聚(甲在纺丝成形过程中再将交联结构赋予纤维,是一条最
基)丙烯酸酯基吸油纤维可被加工成多种形态产品,且为理想的聚(甲基)丙烯酸酯吸油纤维制备工艺路线。
本身具有比表面积大、使用和回收便利等优点,因此,反应挤出-熔融纺丝联用技术为上述路线的实现提供
具有更为明显的应用优势。尽管如此,目前合成的聚了便利。Ma等切以甲基丙烯酸丁酯均聚物为基
(甲基)丙烯酸酯基高吸油树脂均含有化学交联结构,质,过氧化苯甲酰为引发剂,甲基丙烯酸羟乙酯为反应
在有机溶剂中不溶解,在加热条件下不熔融,故难以直单体,采用反应挤出熔融纺丝联用技术制备了吸油纤
接将聚(甲基)丙烯酸酯基高吸油树脂通过传统纺丝方维。Mo等以含少量甲基丙烯酸羟乙酯结构单元的
法纺制成纤维材料,因此,国内外仅有少数学者采用新甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸羟乙酯共聚物为基质,过
型方法制备了聚(甲基)丙烯酸酯基吸油纤维。Feng氧化苯甲酰为引发剂,甲基丙烯酸羟乙酯为反应单体,
等2采用干湿纺丝法纺制聚甲基丙烯酸酯纤维,随采用反应挤出熔融纺丝联用技术制备了吸油纤维
后采用后交联技术于纤维大分子间构建半互穿聚合物研究发现,在上述反应挤出-熔融纺丝制备吸油纤维过
基金项目:国家自然科学基金资助项目(51103099);天津市应用基础及前沿技术研究计划资助项目(12 ICQNIC01600);教育
部高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20111201120002);中国博士后基金资助项目(2014M550143;
2015180221)
收到初稿日期:2015-11-15
收到修改稿日期:2016-03-12
通讯作者:徐乃库,E-mail:xunaiku@ipu.edu.cn
作者简介:鲁玉瑶(1990-),女,兰州人,在读硕士,师承徐乃库副教授,主要从事新型功能高分子材料研究