海藻酸钠浓溶液的性能研究.pdf

捅要 海藻酸钠是从海藻类植物中提取的多糖类聚合物海藻酸钠用途广泛，多应用 于食品、医疗卫生等领域目前在纺织领域，较为关注的是采用湿法纺丝技术进行 纺丝海藻酸钠具有高吸水性，这使其在纺丝工艺中很难达到较高浓度湿法纺丝 中，纺丝溶液多采用浓度为5 w t ％的海藻酸钠海藻酸钠的高吸水性使其很难达到高 浓度 本研究将从海藻酸钠溶液的性质入手研究，希望可以利用这些性质为海藻酸钠 纺丝工艺做出新的贡献本文以不同G ／M 比的海藻酸钠粉末为原料，配制不同浓度 的溶液采用旋转粘度计和流变仪来研究海藻酸钠溶液在不同浓度和温度影响和剪 切力影响下的流变性能分别采用降温和升温的程序对不同浓度的海藻酸钠进行实 验，实验结果表明降温程序与升温程序相比，同一温度范围内，降温程序更有利于 纺丝工艺通过不同G ／M 比的海藻酸钠溶液在降温程序的实验，表明G ／M = 2 ：1 的海 藻酸钠溶液粘度出现极小值时的温度比G ／M = 1 ：2 的同浓度的海藻酸钠溶液高 采用不同原料进行流变测试，表明在较高剪切速率下，溶液的结构粘度基本稳 定用偏光显微镜观察不同浓度的海藻酸钠溶液的织构，期望利用其液晶性质来进 行液晶纺丝。

关键词：海藻酸钠；G ／M ；粘度；流变性 A b s t r a c t S o d i u ma l g i n a t ei sak i n do fp o l y s a c c h a r i d e sp o l y m e r se x t r a c t e df r o ms e a w e e d ． S o d i u ma l g i n a t ei sw i d e l yu s e di nt h ef o o da n dm e d i c a li n d u s t r i e s ．I nt e x t i l ea r e a s ，p e o p l e p a ym o r ea t t e n t i o nt ou s ew e ts p i n n i n gt e c h n o l o g yt os p i n ．I nw e ts p i n n i n g ，5 w t ％s o d i u m a l g i n a t e w a su s e dm o r ea st h e s p i n n i n gs o l u t i o n ．S o d i u ma l g i n a t eh a sh i g hw a t e r a b s o r b a b i l i t yw h i c hm a k e si td i f f i c u l tt oa c h i e v eh i g hc o n c e n t r a t i o n si nt h ew e ts p i n n i n g p r o c e s s 一 T h i sp a p e rr e s e a r c h e dt h ep r o p e r t i e so fs o d i u ma l g i n a t e ，t oh o p et om a k en e w c o n t r i b u t i o nf o rs o d i u ma l g i n a t es p i n n i n gp r o c e s s ．T h i sp a p e rp r e p a r e dd i f f e r e n t c o n c e n t r a t i o n ss o l u t i o nu s i n gs o d i u ma l g i n a t ep o w d e ro fd i f f e r e n tG ：Mr a t i oa sr a w m a t e r i a l s ．R o t a t i o nv i s c o m e t e ra n dr h e o m e t e rw e r ee m p l o y e dt os t u d yt h er h e l o g i c a l p r o p e r t i e s o fs o d i u ma l g i n a t es o l u t i o n sw i t hd i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o n , t e m p e r a t u r ea n d s h e a rr a t e s ．T h em e t h o do fh e a t i n gp r o c e d u r ea n dc o o l i n gp r o c e d u r ew e r eu s e d ．T h er e s u l t r e v e a l e dt h a tS As o l u t i o n sc o o lt r e a t e dm a yb eg o o df o rf i b r es p i n n i n gi nc o m p a r i s o nt o t h es o l u t i o n sh e a tt r e a t e di nt h es a m et e m p e r a t u r er a n g ．C o m p a r i n gt h ev i s c o s i t yc a l v e so f d i f f e r e n tG ：Mr a t i os o d i u ma l g i n a t es o l u t i o n s ，t h er e s u l t sr e v e a l e dt h a tt h em i n i - m u m p o i n to c c u r e da tah i g h e rt e m p e r a t u r ef o rh i g h e rGs e g m e n t ． R h e o l o g i c a lm e a s u r e m e n to fd i f f e r e n tm a t e r i a l ss h o w e dt h a t a tah i g hs h e a rr a t e ， s t r u c t u r a lv i s c o s i t yt e n d e dt ob ei nt h es t a b l es t a t e ．T e x t u r eo fd i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o n so f s o d i u ma l g i n a t es o l u t i o nw a so b s e r v e du s i n gp o l a r i z i n go p t i c a lm i c r o s c o p y ( P O M ) ， e x p e c t i n gt ou s et h el i q u i dc r y s t a lp r o p e r t i e sf o rl i q u i dc r y s t a ls p i n n i n g ． K a y ：a l g i n a t es o d i u m ；G ／M ；v i s c o s i t y ；r h e o l o g i c a lp r o p e r t i e s l I I III1I I II II1 1 11 1 1I Il Y 2 0 8 8 4 9 2 目录 第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．1 引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。

1 1 ．2 海藻酸及海藻酸钠简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 ．2 ．1 海藻酸及其钠盐的化学结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 ．2 ．2 海藻酸的分布与区别⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 ．2 ．3 海藻酸钠的理化性能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 1 ．2 ．4 海藻酸钠的凝胶化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 1 ．2 ．5 海藻酸钠的用途⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 1 ．3 高分子液晶性能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 1 ．3 ．1 液晶高分子简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 1 ．3 ．2 液晶高分子的表征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 1 ．3 ．3 液晶纺丝原液的流变特性及纺丝原液的要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一l O 1 ．3 ．4 海藻酸钠溶液的液晶性能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1l 1 ．3 ．5 海藻酸钠液晶研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 1 1 ．4 本论文的目的和意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 2 第二章海藻酸钠溶液流变性能研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 3 2 ．1 引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．13 2 ．2 实验仪器与原料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．13 2 ．3 实验方法。

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 2 ．3 ．1 海藻酸钠的测定及其溶液的配制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 4 2 ．3 ．2 浓度对海藻酸钠溶液流变性的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 6 2 ．3 ．3 升温和降温程序对海藻酸钠溶液流变性的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 6 2 ．3 ．4 温度对海藻酸钠溶液流变性的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 6 2 ．3 ．5 剪切速率对海藻酸钠溶液流变性的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 6 2 ．4 实验机理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l7 2 ．4 ．1A r r h e n i U S 方程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 7 2 ．4 ．2 牛顿流体⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．17 2 ．4 ．3 幂率方程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l7 2 ．4 ．4 结构粘度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．18 2 ．5 结果与讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 9 2 ．5 ．1 海藻酸钠浓度对溶液粘度的影响测定结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 9 2 ．5 ．2 升温和降温程序对海藻酸钠溶液流变性的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 1 2 ．5 ．3 温度对海藻酸钠溶液流变性能的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 3 2 ．5 ．4 剪切速率对海藻酸钠溶液流变性能的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2 8 2 ．6 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 8 第三章海藻酸钠溶液的液晶性初探⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 0 3 ．1 引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 0 3 ．2 实验仪器及原料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 0 3 ．3 实验方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 0 3 ．3 ．1 海藻酸钠溶液的制备⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 0 3 ．4 结果与讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。

4 l 3 ．4 ．1 海藻酸钠溶液的P O M 分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯。