以海藻酸钠为基材可替代PVC的新型材料反应机理的研究.docx

以海藻酸钠为基材可替代PVC的新型材料反应机理的研究
 
 
黎思远 王超 翟予茉
摘 要：聚***乙烯，英文简称PVC（Polyvinyl chloride），是日常生活经常使用的一种塑料，本身并没有毒性。但所添加的增塑剂、防 
 
以海藻酸钠为基材可替代PVC的新型材料反应机理的研究
 
 
黎思远 王超 翟予茉
摘 要：聚***乙烯，英文简称PVC（Polyvinyl chloride），是日常生活经常使用的一种塑料，本身并没有毒性。但所添加的增塑剂、防老剂等主要辅料有毒性，日用聚***乙烯塑料中的增塑剂，主要使用对苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯等，这些化学品都有毒性，聚***乙烯的防老剂硬脂酸铅盐也是有毒的，而一次性医疗器械产品大多采用医用级聚***乙烯（PVC）或聚碳酸酯（PC），有着镀铝处理和无毒硅胶进行密封等特殊生产要求，并需要进行尾气净化处理。PVC是二噁英的主要来源。二噁英（TCDD），二氧（杂）芑家族中最致命的物质，是一种众所周知的致癌物质和荷尔蒙分解者及一种有毒的化合物，对人和动物有着很大的危害。当PVC生产、回收和在焚烧炉中毁弃时，或者PVC的产品在意外燃烧时如垃圾掩埋时，就会产生二噁英。本文根据大量文献以及相关实验经验，设计并合成了一种以SA为基材可替代PVC的新型材料。它具有良好生物相容性，在体外完全降解，具有环境无害性，显著降低经济成本的新型应用材料。采用冷却凝固法形成海藻酸钙，对数据正交分析摩尔比SA：Ca2+=，实验最佳温度为60℃。当前条件下合成的凝胶具有良好的热不可逆性，抗脱水收缩性。当反应溶液PH=1时，凝胶溶胀率最低，产品最稳定。通过催化剂EDC和交联剂EA对海藻酸钠凝胶的机械性能进行改造，其中当摩尔比SA：EA：EDC=2：：2，明胶与海藻酸钠最佳比例是9：1，此时海藻酸钠凝胶的可塑性最佳，使满足生产需要。
关键词：PVC；海藻酸钠
1 文献综述
研究背景
PVC材料的优劣
工业生产的PVC分子量一般在5万～11万范围内，具有较大的多分散性，分子量随聚合温度的降低而增加；无固定熔点，80～85℃开始软化，130℃变为粘弹态，160～180℃开始转变为粘流态；有较好的机械性能，抗张强度60MPa左右，冲击强度5～10kJ/m2；有优异的介电性能。
聚***乙烯树脂行业属于基础型和能源密集型产业，是二噁英的主要来源。
新型材料国内外的发展现状
海藻酸钠能与Ca2+络合形成水凝胶，G基团堆积而形成交联网络结构，转变成水凝胶纤维而析出。酸浴的主要作用是得到氨（-NH3+），因为在制备纺丝液时，需要调节明胶（胶原）的pH值为弱碱性，目的是屏蔽掉（胶原）明胶的氨根（-NH3+），避免明胶（胶原）与海藻酸钠形成凝胶沉淀，提高二者的相容性；而纺制成纤维后在酸浴中将 （胶原）明胶的氨基（-NH2）转变成为氨根（-NH3+），氨根（-NH3+）与羧酸基（-COO-）产生聚电解质效应，提高纤维之间的交联度，提高了纤维的断裂强度。
研究机理
凝胶化
海藻酸钠能与Ca2+络合形成水凝胶，主要反应机理为G单元与Ca2+络合交联，形成蛋盒（egg-box）结构，G基团堆积而形成交联网络结构，转变成水凝胶纤维而析出。
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