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在现代生活中,塑料制品无处不在,从日常用品到工业材料,它们为人们的生活带来了极大的便利。然而,这些塑料制品在自然环境中逐渐分解,产生了微塑料(Microplastics,MPs)—— 粒径小于 5 毫米的塑料颗粒,成为了全球关注的新兴污染物。如今,微塑料的身影几乎遍布地球的每一个角落,从广袤的海洋到深邃的海底,从大气到土壤,甚至在生物体内也频频被发现。
大量研究证实,人类通过多种途径接触微塑料,如饮食摄入、呼吸吸入以及皮肤接触等,微塑料已在人体的多种组织和器官中被检测到,这引发了人们对其潜在健康风险的担忧。但令人疑惑的是,此前一直没有研究关注微塑料是否会进入人眼房水(aqueous humor)。人眼作为人体重要的感觉器官,其房水对于维持眼部生理平衡起着关键作用,它不仅为眼内组织提供营养,还参与调节眼压。而且,眼睛与外界环境直接接触,接触镜片等物品可能会引入微塑料,这使得微塑料进入房水的可能性增加,所以研究房水中是否存在微塑料显得尤为重要。
随着接枝方法研究的进展, 出现了原子转移自由基聚合接枝、可逆加成-断裂-链转移聚合接枝等新的接枝方法。2.1.1 原子转移自由基聚合接枝
采用ATRP法[9,10,11,12]制备纳米SiO2接枝共聚物的实施过程, 通常需要将接枝基体卤化改性得到卤化聚合物, 即需要先准备纳米SiO2引发体系的前驱体, 然后在一定温度下在催化体系的促进下接枝单体。纳米SiO2的原子转移自由基聚合接枝可以是一种单体, 比如以2-溴代丙酸乙酯为引发剂, 溴化亚铜为催化剂, 2, 2’-联吡啶为配体, 采用开放的溶液聚合体系, ATRP法实施了GMA的可控聚合[9]。纳米SiO2的原子转移自由基聚合接枝也可以是多单体共聚。例如通过原子转移自由基聚合接枝方法在纳米SiO2表面接枝苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的嵌段共聚物[10]。
2 结果与讨论
2.1 阻燃处理前后样品的红外光谱分析
阻燃处理前后样品的红外光谱,如图1所示。
从图1中可以看出,3 600~2 500 cm-1区域键伸缩振动的频率和强度均与原绒有明显的区别,原绒的ν(O-H)在3 379 cm-1而样品的则在3 287 cm-1,受氢键影响,向低波数区移动,而且1 600 cm-1附近的ν(C=O),1 300~1 050 cm-1的C-O的伸缩振动强度明显提高,这都说明酒石酸接枝到羽绒上,在3 300~3 000 cm-1和1 700~1 000 cm-1区域振动频率和强度均呈现明显的区别,表明形成配合物时,端基及残基上的氮原子参与成键且有氢键缔合作用和残基氨基的氮和羧基的氧均可能成键且有氢键缔合的作用,羧基上的氧和酰胺基上的氮与金属离子有直接的键合作用,由于金属离子的加入,使很多键的振动频率发生移动。
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这些与羽绒纤维结合的六氟钛酸,经过多次洗涤后水解成TiOF2。TiOF2为很细的微粒,本身不能燃烧,它与羽绒纤维混合或覆盖在羽绒纤维的表面,着火时阻止空气中氧气供应,同时阻止可燃性裂解气体的大量逸出,从而起到阻燃作用。1.3 样品分析及表征方式
(1)氧指数(LOI)。
按照ASTM D 2863-1970标准,采用氧指数仪,结合羽绒纤维自身的物理特性和氧指数仪制作样品要求,利用不锈钢丝网,编织成1 cm×1 cm×10 cm的长方体作为支撑架,将固定量羽绒纤维填充其中,期不间断连续,进行测试,每个样品制取8组,测点的样品氧指数取平均值所得。
(a:未接枝改性的玉米芯;b:接枝后的玉米芯)2.2 热稳定性能分析
玉米芯的热稳定性能可从TGA曲线的分析中得出。从图2可知, 玉米芯接枝共聚物具有良好的热稳定性能。在升温初, 接枝前后的玉米芯都有很小的热失重, 这是可能是由于样品中含有少量残留的水分。继续升温未接枝的玉米芯曲线比较平稳, 而玉米芯接枝共聚物仍有多处热失重, 这可能由于接枝共聚物表面所含的羧基和酰胺基与水形成氢键作用, 失去这部分结合水需要更高的温度。2个样品的分解温度都集中在250~450℃, 对于未接枝玉米芯而言, 在这段温度内主要是糖链的断裂, 而接枝共聚物可能首先是PMAA与PAAm侧链上官能团的分解, 而后是接枝链的断裂, 才开始大分子链的断裂[2,3,4]。通过分析图发现:在相同升温速率下, 接枝共聚玉米芯的分解温度均高于未接枝的玉米芯 (未接枝玉米芯T1/2=336℃, Tmax=345℃;玉米芯接枝共聚物T1/2=373℃, Tmax=400℃) , 从而说明接枝共聚物具有良好的热稳定性能。