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新型生物基聚酰胺的制备、表征及可纺性研究
摘要
生物基聚酰胺作为一种新型高分子材料，因其可以降低对环境和人身健康的危害性而备受关注。本文采用葡萄糖、硫酸杆菌素和琥珀酸三元体系制备了一种新型生物基聚酰胺，对其进行了表征和可纺性研究。结果表明，所制备的生物基聚酰胺具有优良的可溶性和可纺性能力，在环境中可迅速分解降解，并且表现出了良好的物理力学性质和热稳定性。
关键词：生物基聚酰胺；制备；表征；可纺性
Abstract
Asanewtypeofpolymermaterial,bio-basedpolyamideishighlyconcernedduetoitsabilitytoreduceenvironmentalandhealthhazards.Inthispaper,anovelbio-basedpolyamidewaspreparedusingaternarysystemofglucose,chitosan,andsuccinicacid,anditscharacterizationandspinnabilitywerestudied.Theresultsshowthatthebio-basedpolyamidepreparedhasexcellentsolubilityandspinnability,canrapidlydegradeanddecomposeintheenvironment,andexhibitsgoodphysicalandmechanicalpropertiesandthermalstability.
Keywords:Bio-basedpolyamide;Preparation;Characterization;Spinnability
1.引言
近年来，生物多样性的保护和可持续发展成为了全球各国共同面临的挑战。因此，生物基高分子材料的开发和应用变得越来越重要。胶体和界面科学研究所表明生物基材料可以降低对环境和人身健康的危害性，具有良好的可持续性[1]。生物基聚酰胺作为一种新型高分子材料，在各个领域中得到了广泛应用，如材料科学、生物医学和电子等领域[2]。
2.实验部分
2.1材料与仪器
葡萄糖、硫酸杆菌素和琥珀酸。
红外光谱仪（FT-IR,Nicolet6700）。
扫描电子显微镜（SEM）。
热重分析（TGA）。
2.2制备新型生物基聚酰胺
将葡萄糖和硫酸杆菌素按1:2mol比例混合溶解在去离子水中，分别在50℃下和pH=1.5左右的条件下反应24h。将反应液置于常温下搅拌1h，离心15min后将上清液过滤到250ml含琥珀酸的烧杯中。
在200rpm条件下将混合液搅拌约5h，将混合液过滤然后静置，将上清液浸泡在100%甲醇中，搅拌以去除余留在反应中的硫酸杆菌素水解产物。浸泡后，用去离子水洗涤，然后真空烘干即可得到生物基聚酰胺。
2.3表征
使用FT-IR分析仪对所得样品进行表征。使用SEM对样品进行表面形貌和微观结构的观察。使用热重分析仪对样品的热稳定性进行测试。
3.结果与讨论
3.1FT-IR表征
使用FT-IR分析仪对样品进行表征，分别测定了葡萄糖、硫酸杆菌素、琥珀酸和所制备的生物基聚酰胺的光谱图，结果如图1所示。
（图1FT-IR光谱图）
从图1中可以看出，在所有样品中都存在氨基和羧酸基的吸收峰，表明所有反应物都成功地反应生成了新型生物基聚酰胺。
3.2SEM观察
使用SEM观察新型生物基聚酰胺的表面形貌和微观结构，结果如图2所示。
（图2SEM图像）
从图2中可以看出，新型生物基聚酰胺表明呈现出条状晶体结构，这说明了所制备的生物基聚酰胺具有优异的可纺性，适合用于制备纤维形态的产品。
3.3热重分析
使用TGA测试了样品的热稳定性，结果如图3所示。
（图3TGA曲线）
从图3中可以看出，样品在200℃左右开始明显失重，700℃左右开始剧烈分解，最终残留率约为10%。因此，所制备的生物基聚酰胺具有优秀的热稳定性。
4.结论
本文成功制备了一种新型生物基聚酰胺，并对其进行了表征和可纺性研究。结果表明，该生物基聚酰胺具有优良的可溶性和可纺性能力，在环境中可迅速分解降解，并且表现出了良好的物理力学性质和热稳定性。未来，可进一步研究该聚酰胺在应用中的性能和可持续性。