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南京高分子材料研究范文1
【關鍵詞】高分子材料 阻燃技術 無機阻燃劑 鹵系阻燃劑
1 高分子材料的阻燃機理
高分子材料的阻燃機理是破壞原有高分子成分,形成新的保護膜或隔離層,達到抑制分子燃燒的效果。一般阻燃性質從兩個原理中進行分析,分別為隔氧及溫度,隔氧采用凝聚相阻燃機理,高分子阻燃材料在燃燒過程中,形成阻燃細微分子,中斷該鏈式反應。鏈式反應中斷后,分子熱分解的溫度較高,所以燃燒后期會形成水蒸氣,阻燃材料高分子中含有大量的氫氧元素,與空氣接觸后,便會形成水霧覆蓋在材料表層。其次便是能隔斷與空氣的接觸,形成的水霧除了降低表層溫度外,還能堵塞阻燃材料的氣孔,形成密閉環境,隔斷與空氣的接觸。凝聚相在作用機理中有4種阻燃模式,阻燃材料在燃燒過程中,會產生惰性氣體,延緩阻燃材料的燃燒;燃燒期間會產生多碳氣孔,使其阻燃材料難以燃燒;反應過程中會吸收大量的熱量,降低反應溫度;其次無機比熱容較大的分子,在燃燒過程中,通過分子之間的氧化還原反應,使分子發生質變,促使反應中斷停止。該兩種反應在作用機理中大致相同,但在反應中作用的機理很多,所以在劃分高分子阻燃體系結構上仍十分復雜。
2 高分子材料阻燃劑的類別
2.1 無機阻燃劑
無機阻燃劑作用機理便是通過無機化合物的熱分解,產生保護膜或水蒸氣,隔斷與空氣接觸及降低燃燒溫度。無機阻燃劑在燃燒過程中會產生結晶水,溫度升高后,吸收周圍熱量,降低其燃燒溫度,阻斷其物質的燃燒;另一種便是通過阻燃劑燃燒形成保護膜,例如:Al(OH)3燃燒過程中,產生致密的氧化層薄膜,隔斷物質與空氣的接觸面積。無機阻燃劑化學性質穩定,不會產生較為污染有害氣體,一般常用作防火無機阻燃劑。
2.2 鹵系阻燃劑
在元素周期表中,鹵系元素包括:氟、氯、溴、碘,該元素形成的化合物具有高效的阻燃效果?;衔镏泻蟹海摶衔镆咨l,破壞臭氧層。在該物質中分別添加氯元素及氟元素,然后對標準沸點進行比對。其中添加氯元素標準沸點升高,化合物中含有3個氯分子時,標準沸點為61.2℃;其中添加氟元素標準沸點降低,化合物中含有3個氟分子時,標準沸點為-128℃,具體數據量如表1所示。含氯化合物阻燃劑具有良好的阻燃性,化學性質穩定,能與多種高分子化合物相融,不影響化學反應。溴元素阻燃化合物包括:十溴聯苯醚、四溴苯酚、六溴環十二烷等,化學穩定性位于氯和碘元素之間,具有良好的阻燃性。鹵系元素雖然具有良好的阻燃性,一般阻燃劑內都添加少量的鹵系元素,保證達到阻燃效果。
表1 氟、氯化合物標準沸點比對表
2.3 磷系阻燃劑
磷系阻燃劑包括:紅磷、白磷、磷酸氫二銨以及亞磷酸酯等化合物,磷系化合物在燃燒過程中會形成性碳膜,該膜除了降低溫度外,還能起到隔斷空氣的作用,達到理想的阻燃效果。其次紅磷與白磷的混合,也能起到良好的阻燃性。紅磷在空氣中燃燒發出淡藍色的火焰,并產生大量白煙;白磷燃燒性質與紅磷相似,最終產物都是五氧化二磷,兩種磷在制備次磷酸阻燃劑中,能夠提升與液體水的混合比例。次磷酸(H3PO2),分子量60,與強氧化劑反應時,產生磷酸氫及氫氣等,不會產生助燃氣體成分。針對磷系阻燃劑的配比關系,其中次磷酸中磷含量占有比例在35%,亞磷酸中磷含量占有比例在27%,保證磷系元素達到理想的阻燃效果。
3 高分子材料阻燃技術的發展
3.1 納米技術
隨著科學技術的不斷發展,納米技術也逐步應用于高分子材料阻燃技術中,日本曾研發出納米硅酸鹽黏土納米材料,這種材料具有優異的阻燃特性。納米材料在燃燒過程中,產生抑制劑,改變燃燒物質的內部結構,使其發生質變。研制出的納米硅酸鹽黏土分子直徑在0.4-0.5nm,產生的凝聚產物能夠封閉其氣孔,隔斷與空氣的接觸面積。其次在熱釋放速率上也具有延緩效應,保證有效時間內散發的熱值最小。
3.2 接枝和交聯改性技術
接枝和交聯改性技術利用的是光敏技術與化學接枝,將多種無機化合物交織在一起,使其形成共聚化合物。共聚化合物在燃燒過程中會產生無機絕緣層,吸收易燃物質內的高分子,減少助燃物質內的有效成分。其次該技術也可用于減少燃燒物質后的產物,提高其阻燃性,最終達到理想狀態。
3.3 膨脹技術
膨脹技術般采用發泡劑作為阻燃物質,發泡劑具有三個優點,包括:無排煙量、無毒氣、無滴落。原有技術在做阻燃處理工藝中,產生大量的有毒氣體,例如四溴苯酚在阻燃處理工藝中,產生大量的有毒氣體,不但會污染環境,而且還對人體健康造成傷害。無滴落主要體現在該阻燃劑不會產生腐蝕性液體,導致局部腐蝕。
4結語
通過對高分子材料阻燃技術的應用分析,使得筆者對此該技術有了更為深刻的認知。這種技術不但能夠對物質燃燒起到阻燃特性,而且也不會污染環境。
參考文獻:
[1]王建祺.無鹵阻燃聚合物基礎與應用[M].北京:科學出版社,2005,34(17):33-34.
[2]張軍.聚合物燃燒與阻燃技術[M].北京:化工工業出版社,2008,38(24):58-59.
南京高分子材料研究范文2
本書分為11章:1.引言;2.高分子鏈化學結構的表征,介紹了決定高分子物理性質的主要化學結構因素,鏈的半柔順性,鏈間的相互作用,分子量的分布,分子拓撲構造和鏈序列規整性;3.鏈構象統計和熵彈性,主要介紹了單鏈尺寸的高斯分布和橡膠彈性體的統計力學;4.高分子真實鏈構象的標度分析,并以此闡述其在高分子溶液中、聚電解質溶液中以及外力作用下的單鏈構象;5.鏈動力學的標度分析,分別介紹了簡單流體、短鏈體系和長鏈體系的標度分析方法;6.高分子的變形,主要講述了高分子的變形特點、松弛特點、玻璃化轉變和黏流化轉變、以及一些常規的力學分析方法;7.流變學簡介,闡述了高分子的流動特點及高分子流體的粘彈性效應;8.高分子溶液統計熱力學,介紹了包含高分子多組分混合體系的統計熱力學,并介紹了Flory-Huggins溶液格子統計熱力學理論;9.高分子相分離,介紹相分離的熱力學和動力學以及兩嵌段共聚物的微相分離;10.高分子結晶,介紹了高分子結晶的結構,及結晶動力學和熱力學;11.高分子相分離與結晶之間的相互作用,介紹了相分離誘導的濃相結晶成核、相界面處誘導的結晶成核和單鏈體系的折疊鏈結晶成核。
本書是作者在復旦大學和南京大學多年課堂教學實踐的經驗總結,書中也介紹了相關主題的一些前沿研究進展,其風格不同于現有的國內外高分子物理教材,可以作為一部偏重基礎的教學和科研參考書。其閱讀對象為從事高分子物理化學、高分子材料和高分子工程科學研究和學習的廣大科研工作者、教師、研究生和高年級本科生,特別適用于理工科類大學和科研院所高分子專業的讀者。
鞠思婷,博士生
(國家納米科學中心)
Ju Siting, Ph. D Candidate
南京高分子材料研究范文3
關鍵詞:PBS/木粉復合材料;力學性能;硅烷偶聯劑;相容劑
中圖分類號:R318.08 TQ325.1文獻標識碼:A
Preparation and Properties of PBS -based
wood-plastic composite materials
Guohui FengLiping Fu(Jilin Plastics Research Institute,Jilin130022)
Abstracts:Biodegradable poly (butylenes succinate)(PBS) /wood-flour composites were prepared by simple melt extrusion .The effects of wood flour content, various silane coupling agents, different compatibilizer on the mechanical properties of composites have been investigated in detail.
Keywords: PBS/wood powder;mechanical properties;silane coupling agent; compatibilizer
隨著人類社會的不斷進步,科學技術的發展,人們的生活水平也隨之日益提高。高分子材料在日常生活中的使用量越來越大。隨之而來的就是資源危機和生態問題。全世界的科學家都在為解決天然資源
的消耗和日益嚴重的白色污染問題而努力。隨著研究的深入,推出許多綠色環保材料。綠色環保材料要滿足制造所用的原料盡可能使用可再生資源,減少或避免石油的消耗,廢棄后應能回收利用或自然降解,其中木塑復合材料就是非常符合綠色環保的新型材料[1]。
聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一種可完全生物降解的熱塑性脂肪族聚酯;具有良好的生物相容性和生物可吸收性;是重要的環境友好高分子材料,易被自然界的多種微生物或動植物體內的酶分解、代謝,最終分解為二氧化碳和水[2]。
木粉是天然高分子材料,可以自然降解或回收再利用,二者對環境和資源都是綠色環保的材料,所以本文的主要研究就是采用木粉與聚丁二酸丁二醇酯進行共混復合,形成一種新的木塑復合材料,通過添加各種助劑,改善木粉與PBS的界面作用,制備性能優良的PBS木塑復合材料。
1實驗部分
1.1主要原材料
PBS:安徽省安慶和興化工有限責任公司
木粉:臨安市明珠竹木粉有限公司
1.2儀器、設備
高速加熱混合機:GRH-10型,阜新市塑料機械廠;
雙螺桿擠出機:TSE-35,南京瑞亞聚合物裝備有限公司;
塑料注塑成型機: KTK-1200,寧波海太機械制造有限公司;
1.3試樣制備
首先對木粉進行表面處理;然后進行干燥;干燥箱溫度一般選擇110℃左右。一般為 4~10 小時左右;再用硅烷偶聯劑處理木粉。按照配方要求,將混合均勻的物料在雙螺桿擠出機中進行擠出造粒。按照標準樣條,用造好的木塑混合粒料進行注塑。注射模具必須是需要測試的標準樣條的模具,根據不同的物料配比,試制出合格的試樣。
2結果與討論
2.1木粉含量對復合材料的力學性能影響
首先,我們研究了木粉不進行任何處理、木粉與 PBS在復合時,不添加任何助劑,直接把木粉與PBS進行高速混合。木塑復合材料中隨著木粉含量的增高,復合材料的成本也就越低。
從表1中可以看出,隨著木粉的加入,直接會影響熱塑性材料的加工工藝。從而復合材料的機械性能也隨之改變。
表1木粉含量對復合材料力學性能的影響
隨著木粉含量的增加,復合材料的拉伸強度下降很多,這是由于PBS作為高分子材料,本身性能就比較脆,再加入強度較低的木粉,直接會導致復合材料拉伸強度下降。斷裂伸長率也隨著木粉含量的增加逐漸下降。沖擊性能隨著木粉含量的加入不但沒有下降反而有所提高,但提高的效果并不明顯。這可能與木粉的性質和粒徑有關,比重相對較大,在與PBS混合后,對復合材料沖擊性能影響不是很明顯。復合材料的彎曲強度隨著木粉含量的增加先上升后下降。這可能是由于木粉和樹脂相容性差,導致兩相界面處黏合性差[3],材料受到彎曲壓力時,應力不能很好地被分散,從而對材料的彎曲強度造成較大的影響。
通過對以上實驗數據的分析,可以看出,木粉如果僅僅經過干燥除水處理,與PBS混合后,雖然有一定的相容性,但是非常不理想,木粉的密度與高分子材料相比,比較低,木粉在PBS中的均勻分散難度加大,直接導致復合材料力學性能較差。但木粉的添加量有一個最佳值,通過幾次的實驗,發現當木粉的添加量達到 15phr 時,擠出加工變得容易,成型的樣品基本可以保持光滑、有韌性,所以以下實驗木粉含量都選擇 15phr。
2.2添加硅烷偶聯劑處理木粉對復合材料力學性能的影響
木粉的處理有許多種,通過比較,我選擇了硅烷偶聯劑來處理與PBS進行混合的木粉。PBS與通用塑料相比,成型溫度較低,一般擠出機各段溫度為85~115℃,擠出成型后,材料的韌性也不好,斷裂伸長率較小,因此我們選用硅烷偶聯劑來處理木粉,用處理后的木粉與PBS復合,研究添加不同份數的硅烷偶聯劑KH560對復合材料力學性能的影響。
通過研究發現硅烷偶聯劑的添加量為6%時各項性能達到最佳。但硅烷偶聯劑的使用可以改善 PBS/木粉復合材料的界面作用,改善復合材料的力學性能,效果并不明顯。提高和改善其各項性能,必須做進一步的改性。除了把木粉進行處理外,還要添加相應的相容劑。因此我們在硅烷偶聯劑處理的基礎上,再添加柔韌性比較好的相容劑,使PBS/木粉復合材料的力學性能得到進一步提高。
2.3 添加相容劑對復合材料力學性能的影響
木粉的主要成分是纖維素、半纖維素和木質素,纖維素中含大量的羥基,這些羥基形成分子間氫鍵或分子內氫鍵,屬于親水性材料,具有強極性[4];而PBS屬于高分子材料,幾乎沒有極性或極性很差,具有疏水性。如果不添加相容劑,親水性的木粉與疏水性的高分子材料很難結合在一起,為了使復合材料的力學性能達到最佳,用相容劑對兩相完全不相容的材料進行接枝處理,以提高復合材料的力學性能。
本實驗通過乙烯共聚物系列、MAH 接枝聚乙烯(MAH-PE)系列和 MAH 接枝乙烯辛烯共聚物(MAH-POE)系列相容劑,來改善木粉與聚丁二酸丁二醇酯的相容性,通過添加這一系列相容劑,主要是為了降低界面張力,增大界面層厚度,阻止分散相凝聚,形成穩定的相形態結構,使之相互間粘結力增大,以形成穩定的共混結構。各種相容劑對PBS木塑復合體系力學性能的影響見表2 。
從表2可以看出,隨著各種相容劑的加入,復合材料的拉伸強度都比不加相容劑時低,由于選擇的相容劑本身就是非常柔軟的樹脂,所以復合材料的拉伸強度沒有提高反而下降了。斷裂伸長率、沖擊性能、彎曲強度影響各有不同。彎曲強度與達到定撓度時的應力有關。
綜上所述,通過實驗進行綜合對比,相容劑MAH-PE對木粉與PBS復合材料相容效果比較好,因此我們選MAH-PE作為改性PBS/木粉復合材料的相容劑。
3結 論
利用高速混合機進行捏合,雙輥筒煉塑機進行充分混煉,使所有的物料混合均勻,然后從雙輥筒煉塑機下來后直接放入液壓機進行壓片,在萬能制樣機按照要求裁出各式樣條,以備測試。詳細研究了木粉含量、硅烷偶聯劑、不同相容劑等對木粉與PBS復合材料的力學性能的影響,結果總結如下:
1、當把木粉單純的混合到PBS中時,隨著木粉含量的增加,復合材料的拉伸強度和斷裂伸長率都下降很大,而沖擊性能隨木粉的加入有所提高,但是并不明顯。彎曲強度隨木粉的加入是先升后降。
2、實驗中隨著硅烷偶聯劑的增加,復合材料的拉伸強度和斷裂伸長率上升幅度很小,當達到一定值時反而下降;而復合材料的缺口沖擊強度有所提高;復合材料的彎曲強度有所提高。硅烷偶聯劑的加入改善木粉和PBS的界面結合力,但對復合材料力學性能的改善不夠明顯。
3、單純的添加硅烷偶聯劑沒能起到明顯的效果,必須添加相容劑來提高復合材料的力學性能。相容劑MAH-PE對復合材料的拉伸強度降低幅度較小,而對復合材料的斷裂伸長率、沖擊強度、彎曲強度提高比較明顯。以MAH-PE作為PBS/木粉復合材料的相容劑是比較適宜的。
參考文獻:
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南京高分子材料研究范文4
關鍵詞:金屬導電纖維 抗靜電 毛紡紡紗
中圖分類號:TS186 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2011)007-039-02
近年來,隨著人們生活質量的提高,人們對輻射的危害越來越重視,特別現代社會電腦、微波爐等一些家用電器高頻率的使用,雖然是一些低劑量輻射,但對如孕婦、兒童等更需要特別防輻射措施。而靜電的產生影響穿著的舒適性,在一些特殊場所的高危場所,如石油化工廠等需要防靜電的工作服。為了滿足人們對紡織品抗靜電、防紫外線、防輻射的需要,行業內專家進行了長期、大量的試驗研究,不同的廠家采用的做法也不相同,不銹鋼金屬纖維是近期出現的新型紡織纖維,在市場上仍不多見,我們對該種纖維研究處于初級階段。
1 導電材料簡介
紡織品使用導電材料大致經歷了幾個階段,為了使毛紡針織品消除靜電,首先考慮最簡單的在后整理助劑中添加抗靜電、抗輻射助劑來達到紡織品抗靜電、防輻射的效果,但這種方法只是將助劑附著在織物表面,隨著洗滌次數的增加,效果逐漸減退。后來業內專家開始考慮在原料中混入導電物質改進防靜電、防輻射性能,經過多年研究發現了用在毛紡纖維中混入不同不銹鋼金屬導電纖維或者混入高分子導電纖維或者混入高分子半導體導電纖維來達到不同的防靜電目的。
常規高分子材料的導電性很低,用高分子材料制成的纖維在摩擦時容易產生靜電,而強烈的靜電放電常導致化學工業中的爆炸和電子工業中的集成電路的損壞,靜電還給紡織后加工帶來困難和織物使用的沾污、粘塵等問題。材料的導電性能和它的電阻率是成反比的,為了使紡織服裝達到較好的導電效果,必須降低紡織原材料的電阻率,提高其導電能力,充分疏導電荷,達到抗靜電,防輻射的功能。
利用高分子導電短纖與不同纖維混紡成毛紡針織品是一種可取的方法,可以達到抗靜電和防輻射的效果。高分子導電纖維是在高分子纖維表面利用特殊工藝附著一層金屬導電物質,經過長期洗滌和服用摩擦,就會失去或降低導電效果。其次是采用金屬導電纖維,但由于金屬導電纖維加工難度比較大,不易形成可用于紡織的短纖維或柔軟的長絲,一般很少在毛紡針織品。
2 應用實施過程
隨著導電材料的不斷改進,國內外在毛紡產品抗靜電研究方面基本上經歷了以下幾個過程:
2.1 改善羊毛衫的吸濕性以提高抗靜電性
應用親水型柔軟劑在羊毛衫后整理中進行柔軟處理,增加羊毛衫的導電性。經檢測,在后整理中加入親水型助劑與同樣工藝未加親水型助劑羊毛衫在洗一次和洗二次兩狀態下對比,抗靜電性效果沒有明顯區別。經過對比可以看出僅靠在后整理添加抗靜電劑改善羊毛衫的吸濕性不能增加毛衫抗靜電性。
2. 2在毛衫中加入高分子導電長絲,提高抗靜電性
高分子導線長絲是應用高分子導電纖維制造成的長絲,可以在針織工序與毛紗并和參與編織毛衫,從而均勻分布的毛針織品表面,達到防靜電的效果,我們分別用厚羊毛衫和薄羊毛衫兩種工藝進行實驗對比
結果發現加入導電長絲的厚羊毛衫在未經標準洗滌的情況下檢測電荷量,經檢測可以達到0.6UC/件的要求,未加導電纖維的為1.5UC/件,說明加入導電纖維長絲后,毛衫明顯具有防靜電性能,但根據GBFI'12014,1989標準要求,毛衫在經50次洗滌后電荷量在0.6UC/以下才能達到標準,我們又按標準要求進行洗滌檢測,結果為1.2UC/件,說明厚羊毛衫加入導電長絲有防靜電效果但達不到防靜電國家標準。在薄羊毛衫實驗過程中未經洗滌檢測為0,2UC/件,按標準洗滌后檢測為1.1UC,件,說明薄羊毛衫也不能達到國家規定的防靜電標準。原因利用長絲防靜電效果不好主要原因可能是隨著洗滌次數的增加,羊毛衫發生縮絨,絨面偏大致使金屬導電長絲包裹在毛衫中間,不能及時輸導掉電荷。
從以上實驗可以得出結論:在針織織造時加入高分子導電纖維長絲的方法提高毛衫抗靜電效果不明顯且不長久。
2.3 在紡紗工序加入高分子導電纖維短纖,提高抗靜電性
在紡紗工序加入導電纖維可以使高分子導電纖維短纖均勻分布在紗線中間并且纖維之間互相搭接形成一個整個導體,無論毛針織品如何變化,導電纖維在紗線中的分布是均勻,搭接依然存在。我們在厚羊毛衫和薄羊毛衫都做了同樣的對比試驗,導電纖維比例2.5%,根據GB/T12014-1989要求進行檢測,厚羊毛衫達到0.4UC/件,薄羊毛衫達到0.3UC/件,完全抗靜電符合標準要求。說明導電纖維隨著縮絨可以與其他纖維一樣露出表面,及時疏導掉電荷,起抗靜電作用,而且有一定的持久性。這種方法在目前使用的比較多,尤其是制作一些特殊工作場所如石油、石化等防靜電要求比較高的特種工裝。但利用這種方法制造的產品不具有抗輻射功能。
為了提高防輻射性能,我們專門研究了市場防輻射服裝,特別是目前市場上的防輻射孕婦裝,防輻射服采用金屬纖維與純棉纖維混紡工藝,也就是把金屬抽成細絲,在面料內部形成網狀結構,這種防輻射服的優點是透氣性好、可洗滌,屏蔽效果不會降低,對人體無任何副作用,這種防輻射服屏蔽值在30DB以上,適合長時間穿著。由于金屬具有良好的導電性,我們考慮如果能在紡紗中使用金屬短纖維,毛紡針織品可以同時均有抗靜電和防輻射的功能。經過長時間的市場調查并與大量客戶進行研究,找到了一種適合紡織用的金屬短纖維,細度可以達到0.7微米,比羊絨細20倍,如此細度使得金屬變得十分柔軟近似于紡織纖維,可以與不用纖維進行混紡。
2.4 在紡紗時加入超細導電不銹鋼金屬纖維,提高抗靜電、防輻射效果
不銹鋼金屬導電纖維的電阻率較小,它的導電性能較好,是理想的抗靜電、防輻射材料。但將其加在紡紗工序中,必須考慮它的可紡性,需要一定的柔軟度和強度,它畢竟是不銹鋼金屬材料,可紡性比較差。金屬具有易氧化的特性,由于紡織品的這種纖維必須具有良好的抗氧化性和耐磨性以滿足紡紗的要求。我們根據要求這種從一個客戶那里找到的這用金屬纖維,它的表面經過抗氧化和耐磨處理,具有良好的可紡性,可以與羊毛及其他纖維進行混紡,可以紡成適用于日常羊毛衫所用的紗線。添加不同的比例就能同時達到抗靜電和防輻射的效果。
我們用該種2.5%超細不銹鋼金屬纖維與97,5%,細度21微米的羊毛纖維紡成精紡48支紗線,根據標準要求進行檢測,
結果可以滿足國家標準的抗靜電性能要求,并且經檢測防輻射率大于60%(防輻射毛針織服裝無國家標準),而羊毛與高分子導電纖維混紡的針織服裝防輻射率幾乎為零。
從以上實驗結果可以看出,應用超細導電不銹鋼金屬纖維和其他纖維混紡,可以得到具有良好的抗靜電和防輻射性能的針織品。我們分析這種高導電不銹鋼金屬纖維與羊毛纖維的物理性質不同,極少量的不銹鋼金屬導電纖維在紗線中以被羊毛纖維纏繞并以隔離的狀態自動集中于芯部,表面為羊毛纖維,因此使得羊毛衫即豐滿手感又柔軟。這種改性金屬纖維導電更牢固的與羊毛纖維親和在一起,牢牢地固定在紗線中間部位,更有效地保證了毛紡針織品的長久抗靜電性、防輻射性、柔軟和舒適性。
我們有對加入不同比例的金屬纖維進行紡紗實驗,發現在低于2.5時標準檢測抗靜電性減小比較明顯,而比例增加到5%和10%時,檢測抗靜電、防輻射性能變化不大,經過分析精紡紗線中金屬導電纖維加入比例在2-3%為比較合適的和經濟的,如果需要就進一步提高抗靜電性和防輻射性還需要其他的途徑有待進一步探討。
3 工藝實施過程
3.1 加入工序
工藝設計,超細導電不銹鋼金屬纖維的添加比例定為2.5%,以加工精紡羊毛紗線加工為例進行實驗:在精紡工序中采用在并條時加入,GN6混條時將不銹鋼金屬纖維毛條和羊毛條按比例加入混合,這種方法和做其他混紡紗線類似,由于GN6并條機有小比例控制裝置,可以把不銹鋼金屬纖維條比例控制的比較嚴格在2.5%左右,從最終成紗檢測可以得到結論,不銹鋼金屬纖維含量在2.5%左右。
3.2 精紡抗靜電羊毛紗線生產工藝流程
羊毛條、金屬導電纖維毛條一頭道并條(進口GN6)一頭道針梳2次(國產302)-二道針梳4到5次(國產304)-二道并條(進口GN6)-進口頭針-進口二針-進口三針-進口四針-進口粗紗(FMV36)一進口細紗(F102000)-進口并線進口倍捻-成品紗線
3.3 生產中應注意的問題
(1)并條第一遍時,不銹鋼金屬導電纖維由于較輕,會游離在羊毛的外面,在針梳工序需要多次混合梳理,不銹鋼金屬纖維大多數均勻的混在羊毛纖維中了。
(2)因為紡紗過程中紗線含有導電纖維,全自動絡筒機的電子清紗自動裝置不動作,因此細紗下機后直接上并線工序,采用人工接頭。
4 存在的問題
(1)超細不銹鋼金屬導電纖維在并條混合時,不容易混勻,這種情況在小比例混紡紡紗中經常發生,尤其在一種纖維含量比例在5%以下時,因此在并條后需要多次混合,以保證混合均勻,每次混合后需要檢測混合情況,均勻后才能進入下道工序。
(2)不銹鋼金屬導電纖維本身為淺灰色,不適合做很淺的紗線,只能做深色紗線。
(3)不銹鋼金屬導電纖維本身硬度比較大,沒有彈性,表面光滑,可紡性相對其他非金屬紡織纖維相比比較差,在纖維的可紡性方面還要進一步改進。
(4)針織品的防輻射屏蔽功能受針織工藝、密度影響,因此對不同的服用功能要求,還要與款式設計相結合才能達到理想的效果。
(5)我們僅在小批量羊毛產品做了實驗,在精紡羊絨和粗紡羊絨產品方面沒有試驗,我們將在這兩方面做進一步試驗。
5 結論
超細不銹鋼金屬導電纖維為紡織產品抗靜電、防紫外線、防輻射功能提供了又一條途徑,但對其研究仍處于初級階段,隨著該產品研究的深入,在可紡性及服用性能方面進一步改進,該新型纖維在紡織品功能方面可以發揮更大的作用,特種紡織品在將來會成為市場上新的亮點。
參考文獻:
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南京高分子材料研究范文5
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南京高分子材料研究范文6
關鍵詞:沒食子;結腸定位膠囊;X射線掃描
中圖分類號:R944.5 文獻標識碼:A 文章編號:1673-2197(2008)06-038-02
沒食子是一種維吾爾醫常用藥材,主要含有鞣質等化學成分,具有固澀、收斂和消炎等作用。由其制備的灌腸液用于臨床治療潰瘍性結腸炎,療效顯著。但是該制劑使用不便,患者順應性差,考慮到藥物的性質與結腸的生理特點,我們采用薄膜包衣法制備了沒食子口服結腸定位膠囊,使用X射線顯影法[1,2]進行觀察,該膠囊成功地在兩只犬結腸溶解,具有結腸靶向性。
1 材料與方法
1.1 主要材料
沒食子提取物(由新疆維吾爾醫研究所提供):水分散體FS30D(批號:B070165002,德國Degussa公司);RCZ-8A溶出實驗儀(天津大學精密儀器廠);HPMC膠囊殼(蘇州膠囊廠);醫用硫酸鋇(南京艾貝爾動物醫院提供);X-101A型X光機(南京普愛射線影像設備有限公司),健康beagle犬兩只(雌雄各一,體重15~18kg),(中國藥科大學新藥篩選中心提供)。
1.2 方法
1.2.1 硫酸鋇包衣膠囊的制備
稱取硫酸鋇與沒食子原料(1∶1),混勻,無水乙醇制粒,加入1%超細滑石粉,混勻后灌入0號羥丙甲纖維素膠囊殼,每粒膠囊含藥約0.5g,膠囊外層包以FS30D:TEC(3∶1),增重約4.5%。
1.2.2 體外釋放度試驗
將制備好的膠囊置于900mL不同釋放介質中,分別置于pH1.5的人工胃液1h,pH6.8的人工腸液3h,pH7.8的人工結腸液1h;轉籃法測定,轉速為100r/min,溫度為(37±0.5)℃,肉眼觀察藥物的釋藥情況。
1.2.3 體內靶向性試驗
取健康試驗動物Beagle犬兩只,雌雄各一,體重15~18kg,禁食12h后給予上述硫酸鋇包衣膠囊4粒,開始計時,每隔1h在61kv,12.5mA/s儀器條件下進行一次X射線掃描,觀察該結腸定位膠囊釋藥的位置和時間。
2 結果與討論
(1)曾嘗試設計綜合時滯效應和PH差異的定位膠囊,即內層包HPMC控制腸溶時間,外層包Eudragit S和Eudragit L的混合物,但是膠囊外層衣膜不易破裂,溶出不完全,且包衣工藝復雜,增重不易控制,難以實現工業化。沒食子結腸定位膠囊采用pH依賴型高分子材料水分散體FS30D包衣,它是一種陰離子型丙烯酸樹脂,其結構中的羧酸基團在pH低時不解離,隨pH升高,聚合物分子發生離子化而逐漸溶解。加入增塑劑TEC,同時提高其成膜性[3,4]。制備得到的包衣膠囊外觀光潔,衣膜完整。包衣膠囊在人工胃液1h、人工腸液3h均沒有釋放,緩沖液透明澄清,在人工結腸液中10min衣膜破裂,緩沖液逐漸渾濁,呈棕黃色漸變深,1h藥物釋放完全,膠囊基本溶解,說明本包衣膠囊在體外有良好的結腸定位效果。
(2)沒食子中含有大量結構相近的鞣質類化合物,極易在體內互相轉化,難以采用常規方法進行監測。為評價沒食子結腸膠囊體內釋藥情況,以醫用硫酸鋇代替部分藥物,采用X射線檢測,效果直觀。
(3)兩只犬的胃排空時間為1~2h,小腸轉運時間4~5h,3h后藥物均在結腸部位釋藥,可見藥物的釋放部位不受胃腸道轉運時間差異的影響。當包衣膠囊在犬體內未崩解時,顯影為一個點,可看見完整膠囊形狀,膠囊崩解后,硫酸鋇溶出,如在胃內崩解,可顯現出胃的形狀;在結腸崩解,可看見明顯的結腸形狀。從圖1體內轉運情況可以看出,犬口服包衣膠囊1h后,四粒膠囊在犬胃中形狀完整,均呈現點狀(圖1A),表明藥物未在胃內溶解。2~6h包衣膠囊在犬小腸內運動,但未溶解(圖1B,C),7h時后,藥物到達結腸部位,并開始緩慢釋藥,膠囊形狀開始模糊(圖1D),10h時,藥物已完全溶出,硫酸鋇分散于結腸內,可清晰看見結腸形狀(圖1E),待12h時,藥物轉運至直腸,模糊可見直腸形狀,即將排出體外(圖1F)。表明本結腸定位膠囊體內也達到了定位釋藥的目的。
圖1 犬口服給藥不通時間X射線掃描結果
注:A:給藥1h,B:給藥2h,C:給藥4h,D:給藥7h,E:給藥10h,F:給藥12h
參考文獻:
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Study on the Targeting Property of Kuijiean Colon-specific Coated Capsule
XUE Mei1,GAO Xiaoli1,SI Lafu,SHANG Jing,YIN Lifang,CHENG Kaisheng3
(1.Xinjiang Medical University,Urumqi 830054)