1引言
在人類歷史的長河中,隨著文明的發展科技的進步,人們身上的穿著也在不斷變化著。祖輩們種植棉花、大麻,種桑養蠶向大地要纖維,父輩們開采石油從地下找纖維,現在我們獲取纖維的領域從陸地擴展到了海洋——向海洋要纖維。
目前我們使用最多的紡織纖維是天然纖維、再生纖維和合成纖維。其中,合成纖維的主要原料是石油,屬于不可再生資源,隨著世界石油資源的日趨緊張,加上生產中的高能耗、高污染等問題,因此需要研究開發利用其他纖維來替代,而目前最理想的替代品是生物可降解纖維。生物可降解纖維是指在自然界微生物如細菌、霉菌和藻類的作用下,可完全分解為低分子化合物的纖維材料。生物可降解纖維是對環境友好的材料,它減少了人類文明對環境的負擔,是一種在現代文明和自然界之間達到平衡的方法,因此將成為未來的主要纖維之一,海藻纖維就是這樣一種纖維。
2海藻纖維的生產方法
世界海洋中有許多種海藻,海藻纖維的原材料來自天然海藻中所提取的海藻多糖,其有機多糖部分由β-D-甘露糖醛酸(簡稱M)和α-L-古羅糖醛酸(簡稱G)兩種組分構成。科學家們經過細致和深入的研究,明確了海藻酸分子中這兩個組分是多聚甘露糖醛酸(M)和多聚古羅糖醛酸(G)以不規則的排列順序分布于分子鏈中,兩者中間以交替MG或多聚交替(MG)n相連接。目前,在可用作制備海藻纖維的原料中,最常用的是可溶性鈉鹽粉末,即海藻酸鈉。先用稀酸處理海藻使不溶性海藻酸鹽轉變成海藻酸,然后加堿加熱,生成可溶性的鈉鹽溶出,過濾后,加鈣鹽生成海藻酸鈣沉淀,該沉淀經酸液處理轉變成不溶性海藻酸,脫水后加堿轉變成鈉鹽,烘干后即為海藻酸鈉。
海藻纖維通常由濕法紡絲制備,先將可溶性海藻酸鹽(例如海藻酸鈉)溶于水中形成粘稠溶液,然后通過噴絲孔擠出到含有Cu2+、Zn2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+等金屬陽離子的凝固浴中,G單元上的Na+與二價金屬離子發生離子交換反應,G單元與Ca2+形成蛋盒結構,G基團堆積而形成交聯網絡結構,從而轉變成水凝膠纖維而析出,形成固態不溶性海藻酸鹽纖維長絲。該長絲經過拉伸、水洗、干燥、卷曲形成纖維,即所謂海藻纖維。纖維經分離、梳理和鋪層可以制成連續的非織造布。
3海藻纖維的性能和開發應用
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