2.3溶液的流變行為研究
圖3示出質量分數為11%的纖維素預處理前后纖維素/NMMO/H2O溶液在不同溫度下的流動行為。從圖3的流動曲線可見,在本文實驗范圍內預處理前后纖維素/NMMO/H2O溶液表現出切力變稀的流變行為,且隨著溫度的提高,溶液的表觀黏度有較大幅度的下降。這是因為隨著溫度的升高,溶液中自由體積增加,鏈段的活動能力增加,分子問的相互作用力減弱,從而使溶液的流動性能增大。

圖4示出預處理前后纖維素溶液的復數黏度n和動態頻率叫的關系,根據Cox.Merz規則",它也表示穩態剪切下剪切黏度77與剪切速率的關系。因此,從圖4可看出各樣品在不同的剪切速率下黏度的變化情況,它們都是假塑性流體,表現出明顯的剪切變稀的現象。在低頻段,復數黏度與溶液的零切黏度相對應,對于濃度相同的纖維素溶液而言,可以比較出不同溶液中纖維素的相對分子質量的大小。從圖4還可以看出預處理后纖維素相對分子質量大于原纖維素。這是因為預處理后纖維素更易溶于NMMO/H2O,縮短了溶解時間,這減輕了溶解過程中纖維素的降解。

圖5中儲能模量G1與耗能模量G2交點處的模量G與材料的相對分子質量分布寬度有關,定義多分散系數R=105/G表示材料相對分子質量分布寬度,該交點頻率叫的倒數所表示的特征時間t(t=l/w)與熔體纏結網的松弛時間有關,2種溶液的動態流變特性列于表2。比較可得,預處理后纖維素/NMMO/H20溶液中纖維素相對分子質量分布變窄,纖維素分子纏結網變強。


3結論
1)木纖維素經過預處理后物理結構發生了變化,破壞了纖維素的微細結構,結晶區被明顯破壞,結晶度降低。
2)經乙二胺預處理后纖維素分子排列有序度降低,因此溶解性能變好,更易溶解到NMMO/H20溶劑體系中。
3)隨著剪切作用的增加,各纖維素/NMMO/H20溶液都呈現出切力變稀的流動特征,隨溫度升高,表觀黏度也呈現比較明顯的下降趨勢。
4)通過對預處理前后纖維素/NMMO/H20溶液流變性能的對比得出,預處理后纖維素/NMMO/H20溶液中纖維素相對分子質量分布變窄,纖維素分子纏結網變強,可保持紡絲后纖維有較好的力學性能。
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