1、高性能纤维一、高吸水纤维（一）高吸水纤维的概念 吸湿性材料：医用脱脂棉、餐巾、卫生纸吸收低于自重数倍的水，稍加压力，水会反湿出来。,高吸水性聚合物能够吸收自重数十倍、数百倍乃至千倍的水，不但吸速快，而且吸水后成为一种被水高度溶涨的无色透明凝胶，施加压力，难于将水挤出，但当外界温度较低时，吸收的水可自行扩散出来。,美国农业部北部研究所于1974年开发，主要由丙烯腈接枝聚合到糊状淀粉上，再进行水解而成。高吸水聚合物制品形状共分为4种：粉末状、颗粒状、膜状、纤维。,（二）高吸水纤维的种类 1、纤维素类：是最早开发的吸湿性纤维之一，包括物理改性和化学改性。,物理改性：从纤维截面、形状、平直度、容积等增
2、加纤维的内外比表面积来提高吸收量。主要有：中空型：充气型：,化学改性：纤维素与尿素反应生成纤维素氨基酸酯。将醚基引入纤维素链，即羟甲基化纤维素 在纤维素纤维未挤压成型之前，加入淀粉、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸酯这样的物质于纺丝液中，然后共同纺丝成型。,2、聚羧酸类 丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸 中添加适量的多羟基醇作为交联剂，共同制成纺丝液。极性基团的数量对吸水能力有很大的影响。,3、聚丙烯腈类 丙稀腈甲基丙烯酸N羟甲基丙稀酰胺共聚纺丝，浸渍于浓硫酸中干燥后，即得到高吸水纤维。,4、改性聚乙烯醇类 并不具有短时间内吸收大量水份的高吸水型，但引入羧基后，经干法或湿法纺丝后得到的纤维，吸水能力可达到自
3、重100倍以上，在40度的温水中基本不溶。,（三）高吸水纤维的吸水机理 1、水分子进入网状结构后，与离子基团形成化学键，网状结构具有弹性，可以容纳许多分子，外观呈现一种透明凝胶状态。,2、高吸水聚合物是一种高分子电解质，能在水或溶剂中电离。,高吸水聚合物吸水能力的计算公式：Q5/3=(i/2VVS1/2)2+(1/2-X1)/V1/(Ve/V0)式中：Q吸水能力 Ve/V0聚合物交联密度(1/2-X1)聚合物亲水性 i/2VV聚合物中固定电荷密度 S外部电解质的离子强度,（四）高吸水纤维的开发应用 日本的Exlan公司的“兰西尔F”，能吸收120ml/g150ml/g的纯水，40ml/g-50
4、ml/g的0.9盐溶液。,美国Arco多公司研制的Fibersorb纤维是以丙烯酸类化合物作芯的高吸水纤维，能吸收自重200300倍。英国考陶尔兹的ST高吸湿粘胶连续长丝。美国杜邦的聚酯Aquasorb是一种羧甲基纤维素钠。,卫生用品材料尿布、卫生巾、高效吸血纱布、绷带，快速吸收体液，不沾伤口。,农业、林业、园艺与其他纤维混用制成的膜，作为土壤保水剂，透水透气性好，所吸收的水份95可被植物利用，用它制成的“水合土”可在沙漠中种植庄稼。,二、生体吸收性纤维（一）生体吸收性纤维的分类 天然材料羊肠线、纤维素、甲壳素、胶原质、海藻酸盐。,合成材料聚乙交酯类（PGA）、聚二氧杂环己酮（PDS）、草酸酯
5、共聚物、琥珀酸共聚物、聚酰胺酯、玻璃质。混合材料明胶聚乙烯醇,（二）应用 1、缝合线 最大的应用领域。3080天后，吸收作用完成。,2、内脏修补织物及固定材料 腹壁修补、胸隔膜修补、疝修补作为暂时支撑材料。器官修复（脾脏、肝脏、肾脏）的包复物 体内定位材料。,3、人工假肢 和其他纤维一起混合制作人工骨的强化纤维。,4、人工皮肤 创面敷布，不仅保证创面纤维芽细胞很好生长。而且与生体亲和性好，能被创面吸收，愈后皮肤光滑。,此外还开发了许多止血纤维，其他载体性纤维。,三、离子交换纤维纤维大分子长链上具有活性侧基的合成纤维，经与具有离子交换功能官能团的化合物进行侧基置换，使构成该纤维的大分子长链上，带
6、有相应的可以用作离子交换用的官能团，从而使之成为具有离子交换功能的“离子交换纤维”。,（一）分类：强酸型阳离子交换纤维弱酸型阳离子交换纤维强碱型阴离子交换纤维弱碱型阴离子交换纤维,（二）制法：1.化学转化法：将离子交换基团以置换的方法加至基材纤维的分子链上，常用的基材有聚乙烯醇、纤维素、聚氯乙烯、聚酚醛、聚苯乙烯、聚乙烯、氯乙烯-丙烯腈共聚物等。,2.接枝单体法 以聚烯烃、聚乙烯醇、聚氯乙烯以及聚己内酰胺纤维为基体，经过辐射或化学接枝可以制备离子交换纤维。如以聚烯烃纤维为基体，辐射接枝苯乙烯，再经磺化或氯甲基化、胺化反应可以制得阳离子或阴离子交换纤维。聚烯烃纤维接枝丙烯酸可制备弱酸性阳离子交换纤维。,3.混合成纤法 在纺丝液中加入离子交换剂，均匀混合后进行纺丝，可以制成离子交换纤维。用复合纺丝法将两种共聚物纺制成海岛纤维，如以聚乙烯为岛，聚苯乙烯为海成纤后再将聚苯乙烯交联，经功能化后可以制得阴离子或阳离子交换纤维。,（三）离子交换纤维举例1.聚乙烯醇系强酸性阳离子交换纤维 聚乙烯醇系磺酸型阳离子交换纤维 聚乙烯醇纤维在进行磺化前先经部分碳化处理，因此实际结构较复杂，难以用简单的结构式加
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