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第 3 期 苏秀霞，等: 聚丙烯酸接枝共聚水性硝化纤维的合成与性能 ·397·

表 2 PWNC 乳液的最佳合成条件 后无沉淀也未分层，乳液稳定存在。由图 5a 可见，
Table 2 Optimal synthesis conditions for PWNC emulsion 在 20 μm 下的 NC 涂膜表面较为粗糙同时存在凹凸
AA/g HEPA/g HDI/g NC/g TEA/g H 2O/g 不平的海岛结构。由图 5b 可知，制得的 PWNC 乳
8.65 5.21 5.05 3.60 12.14 42.00
液涂膜表面海岛结构几乎完全消失，涂膜表面变得
较为光滑且平整。造成这种结果的原因可能是：
2.5 FTIR 分析
PWNC 乳液具有相对较小的平均粒径，其粒子在水
NC 涂膜和最佳合成条件下所制备的 PWNC 涂
分散介质中具有良好的亲和力，能够自主均匀地分
膜的 FTIR 谱图见图 4。 散其中，因而涂膜表面光滑平整。

图 5 NC(a)和 PWNC(b)涂膜的扫描电镜图片
Fig. 5 SEM images of NC film (a) and PWNC film (b)

图 4 NC(a), PWNC(b)的红外光谱图 2.7 AFM 分析
Fig.4 FTIR spectra of NC (a) and PWNC (b)
为了进一步分析 PWNC 涂膜表面形貌以及粗糙
1
如图 4 所示，曲线 a 中，3502 cm 是硝化纤维 度的变化，采用 AFM 分别对 NC 涂膜和 PWNC 涂
1
分子中的—OH 吸收峰，2985 cm 是—CH 2 吸收峰， 膜进行了测试分析，其 AFM 如图 6 所示。
1652 cm 1 是硝酸酯中 NO 2 反式结构对称伸缩振动
1
强吸收峰，硝化棉还有以下特征峰：1281 cm 硝酸
1
酯中 NO 2 对称伸缩振动强吸收峰，1068 cm 醚键吸
1
收峰，840 cm 硝酸酯强吸收峰，为 O—N 伸缩振
1
动吸收。曲线 b 中，1648、1282、841 cm 处为硝
化纤维分子的特征吸收峰，说明反应前后，硝化纤
维的分子骨架未被破坏，仍然保持完整；2957 cm 1
1
处为—CH 2 伸缩振动吸收峰；1716 cm 处为 C==O
1
基团的伸缩振动吸收峰，1538 cm 处为 N—H 的弯
曲振动吸收峰 [18] ，这些特征峰的出现证明了氨基甲
酸酯基（—CO—NH）的存在 [19] ，同时在 2270~
1
2280 cm 处未出现异氰酸酯基（—NCO）的特征吸
1
收峰，3500 cm 处未出现—OH 吸收峰，说明 HDI
中的—NCO 与硝化纤维分子中的—OH 及共聚产物
中的—OH 已反应完全。由此可知，以 HDI 为中间
媒介，已将聚丙烯酸共聚物成功地引入到硝化纤维

分子链上，制得了 PWNC 乳液，这与反应机理过程
图 6 NC(a，b)、PWNC(c，d)的 AFM 谱图
是一致的。
Fig. 6 AFM images of NC(a, b) and PWNC(c, d)
2.6 扫描电子显微镜和粒径分析
NC 和最佳合成条件下 PWNC 涂膜的表面形貌 如图 6 所示，涂膜表面呈现出明暗分布。颜色
图见图 5。 相对较暗，分布在“波谷”位置的是涂膜表面的最
从图 1 中可知，当 n(AA)∶n(HEPA)= 3∶1 时，乳 低点；颜色相对较亮，分布在“波峰”位置的是涂
液粒径分布图只有一个峰值，平均粒径大小为 52 nm。 膜表面的最高点；由于引入了具有亲水基团的共聚
PDI 为 0.021，证明制成的 PWNC 乳液均匀分散在 产物 PA，与 HDI 形成预聚物，预聚物引入到硝化
水中，粒径分布均匀，乳液稳定。并且乳液存放 90 d 纤维分子链上，使硝化纤维分子链与链之间的相容