运用多元分析方法研究含凹土的湿法纺丝聚氨酯复合纤维中的表面-液体相互作用关系

《Polymers》：Investigation of Surface–Liquid Interaction Relationships in Attapulgite Loaded Wet-Spun Polyurethane Composite Fibers Using Multivariate Analysis

　　

摘要

为研究ATP对静态浸渍状态下聚氨酯纤维表面结构及与液体相互作用的影响，研究人员制备了负载有凹土（ATP）的湿法纺制聚氨酯纤维。SEM-EDS和BET分析表明，ATP的加入使聚氨酯纤维的表面形态从光滑致密变为更为粗糙多孔。此外，ATP的加入还使得纤维的BET表面积从2.236平方米/克上升至17.144平方米/克，总孔隙体积则从0.0050立方厘米/克增至0.0755立方厘米/克。这些结构变化通过提升润湿效应下的液体渗透能力以及染料在可进入的中等尺寸孔道中的扩散速度，增强了纤维对水的吸收能力及其与亚甲蓝的相互作用。在适当的负载量下，ATP的加入还能改善纤维的热性能和机械性能：纯聚氨酯的降解起始温度为252.35摄氏度，而添加3重量百分比ATP后这一数值上升至270.53摄氏度；在1重量百分比ATP的负载量下，纤维的拉伸强度可达10.026兆帕。皮尔逊相关分析和主成分分析结果显示，亚甲蓝与纤维的相互作用更多地与孔径和孔隙体积相关，而非仅与ATP含量有关。这些研究结果表明，引入ATP是一种有效的策略，可用于调控湿法纺制聚氨酯复合纤维的孔隙可及性、与液体的相互作用以及由其结构决定的性能表现。