摘要
卡拉胶是从天然红藻中提取出的线性多糖，由 D-半乳糖及其衍生物以 α(1→3)和 β(1→4)键交替地连接而成。制备卡拉胶纤维的过程中，卡拉胶分子链中的硫酸基团可以与金属离子结合形成稳定的凝胶结构。在石油等不可再生资源日趋枯竭的现状下，卡拉胶制得的海藻纤维因其良好的可再生性、生物可降解性、生物相容性等，引起了越来越多的关注。本文对卡拉胶纤维的阻燃性能和力学性能进行了更深入的分析，探究了卡拉胶纤维的应用领域。 首先，经湿法纺丝制备了三种二价金属离子交联的卡拉胶纤维（标记为 CAF-K,Mg、CAF-K,Ca 和 CAF-K,Cu）使用单纤维测试仪测量了卡拉胶纤维的机械强度和阻燃性，并使用 X 射线光电子能谱（XPS）、极限氧指数（LOI）、垂直燃烧测试（VF）和锥形量热法、扫描电子显微镜（SEM）对样品进行表征。结果表明，卡拉胶纤维的机械强度和阻燃性均受O 1s结合能的影响，机械强度与S-O的结合能呈正相关。在阻燃性方面，结合能明显影响卡拉胶纤维的阴燃过程。 为了探究卡拉胶纤维在医用敷料方面的应用，制备了交联锌离子的卡拉胶纤维（CAF-K,Zn）。实验结果表明，CAF-K,Zn 具有良好的外观形态和力学性能，最大断裂强力为8.09 cN，断裂强度为1.12 cN/dtex。CAF-K,Zn对生理盐水和溶液A具有优异的吸液性能，分别达到21.11 g/g、22.82 g/g。抑菌性能测试显示，CAF-K,Zn周边有较明显的抑菌圈，表明对 CAF-K,Zn 金黄色葡萄球菌和大肠杆菌表现出良好的抑菌性能。 为了拓宽卡拉胶纤维应用领域，探究金属离子预交联制备得到的卡拉胶纤维材料的阻燃性能，采用Rapid K?then法将卡拉胶纤维制备成卡拉胶纤维纸（Al/CAP、Fe/CAP），并通过LOI、VF、SEM等测试研究其阻燃机理和阻燃性能。结果表明， Al/CAP表现出良好的阻燃性和热稳定性，其 LOI值达到 52%，几乎没有阴燃现象。Fe/CAP的阻燃性能不如Al/CAP，LOI值为32%，但在锥形量热法测试中Fe/CAP的烟气释放总量（TSP）较低。 混纺可以结合不同种类纤维的优异性能，为了探究粘胶纤维和卡拉胶纤维复合物的阻燃性能，粘胶纤维/卡拉胶纤维复合纸（VIF/CAF）以绿色方式成功制备，过程没有任何污染。通过TGA、LOI、可燃性测试和锥形量热法测试了VIF/CAF纸的热降解性能和阻燃性能。结果表明，卡拉胶纤维的引入显着改变了VIF/CAF纸的热稳定性和阻燃性。此外，卡拉胶纤维的添加明显提高了VIF/CAF纸的机械强度。
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