原位聚合SiO2/PSSS纳米复合粒子的制备及其性能

以γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（KH-570）对溶胶凝胶制备得到的纳米SiO2进行表面接枝改性,然后通过原位聚合制备二氧化硅/聚对苯乙烯磺酸钠（SiO2/PSSS）纳米复合粒子。研究了对苯乙烯磺酸钠（SSS）和过硫酸铵（APS）用量对SiO2/PSSS纳米复合粒子粒径的影响,探讨了SiO2/PSSS纳米复合粒子在水相中的分散稳定性。结果表明当SSS占SiO2质量分数的25%,引发剂APS占SSS质量分数的1.5%时,得到SiO2/PSSS纳米复合粒子的粒径为150nm;红外光谱（FTIR）和透射电镜（TEM）测试结果表明纳米SiO2表面成功包覆了PSSS,热失重（TGA）分析表明SiO2表面包覆聚合物的量约占其总重的27.5%,SiO2/PSSS纳米复合粒子在水相中具有良好的分散稳定性。     

溶剂对聚氨酯纳米纤维膜的影响

选用不同体积比的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮混合溶剂配制聚氨酯(PU)溶液,运用"Nanospider"纺丝技术制备聚氨酯纳米纤维膜。研究不同溶剂配比条件下PU溶液的电导率、粘度、高分子—溶剂相互作用参数和表面张力,从热力学、高分子溶液理论及高分子表面性质等方面对溶液进行分析。采用扫描电镜观察纳米纤维膜的表面形貌并对纳米纤维膜进行疏水性能和力学性能测试。结果表明:丙酮的加入显著改变混合溶液的溶解度参数、高分子与溶剂间相互作用参数、电导率、粘度等溶液性质。当DMF/丙酮体积比为33/67时获得的纳米纤维膜表面形貌较好;纳米纤维的直径随DMF体积减少而增大,DMF/丙酮体积比为67/33时纤维直径为(300±60)nm;纤维膜的水接触角随丙酮体积比的增加而逐渐增大,最大水接触角为112.52°;DMF/丙酮体积比为33/67时,力学性能最佳,应力和应变分别为8.6 MPa和309%。     

木质素/聚丙烯酸酯共混体系的静电纺丝研究

采用乙酸木质素（AAL）/聚丙烯酸酯/N,N-二甲基甲酰胺（DMF）体系进行静电纺丝制备了AAL/聚丙烯酸酯复合纳米纤维。考察了AAL与聚丙烯酸酯配比、AAL与聚丙烯酸酯共混溶液浓度以及操作参数（电压、推速、极距）对电纺纤维形貌和直径的影响。结果表明：随着木质素比例的增大,纤维出现断头和串珠;浓度对纤维直径及结构均有较大影响,随着纺丝液浓度的增大,纤维由珠状结构变为平滑纤维,平均直径逐渐增大;电压对直径影响不大,随着电压的增大纤维的珠状结构消失;随着挤出速度的增大,电纺纤维直径逐渐增大;随着极距的增大,纤维直径减小但出现珠状结构。     

涤纶织物接枝改性的研究

研究了DMF处理时间、电晕处理时间、接枝共聚时间、温度和单体浓度等各种条件对接枝率的影响;通过ESCA（化学分析用电子光谱学）技术分析了织物表面元素和官能团的变化,采用SEM（扫描式电子显微镜）观察织物表面形态。结果表明,接枝反应仅发生在纤维表面,织物改性后的回潮率随着接枝率的增大而增加。     

基于四氢呋喃/二甲基甲酰胺的聚氨酯静电纺丝

分别将四氢呋喃（THF）和N,N-二甲基甲酰胺（DMF）按质量比3:7、4:6、5:5、6:4、7:3混合作为溶剂,并在不同质量分数、电压、接收距离下对聚氨酯溶液进行静电纺丝。结果表明：THF/DMF的质量比对聚氨酯静电纺丝纤维的形貌、直径及其均匀性有显著影响,纤维直径均匀性随THF增多而下降;随着溶液质量分数增大,纤维直径增大,纤维直径均匀性总体上呈下降趋势;电压和接收距离对纤维平均直径的影响没有明显的规律性。实验中制得了平均直径为230 nm,均匀系数为0.23,形貌也较为理想的聚氨酯静电纺丝纤维。     

PET／SiO2复合纤维结晶性能及力学性能研究

用熔融纺丝的方式将两种性质不同的纳米SiO2与PET母粒复合并制备纤维,测试纤维的结晶温度、熔融温度、粘均摩尔质量以及断裂伸长率、断裂强力等参数,结果表明：改性纳米SiO2与未改性SiO2相比,前者对制得纤维的强力影响小;纤维强力随SiO2含量的提高而下降,当SiO2含量超过2％时纤维强力损失明显。     

PET/SiO_2复合纤维结晶性能及力学性能研究

用熔融纺丝的方式将两种性质不同的纳米SiO2与PET母粒复合并制备纤维,测试纤维的结晶温度、熔融温度、粘均摩尔质量以及断裂伸长率、断裂强力等参数,结果表明:改性纳米SiO2与未改性SiO2相比,前者对制得纤维的强力影响小;纤维强力随SiO2含量的提高而下降,当SiO2含量超过2%时纤维强力损失明显.     

细菌纤维素气凝胶接枝甲基丙烯酸二甲氨乙酯的制备

为制备新型细菌纤维素（BC）气凝胶可控接枝聚合物,采用电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)法,以含溴的细菌纤维素为引发剂、维生素C（Vc）为还原剂、N,N,N',N,'N'-五甲基二亚乙基三胺（PMDETA）/溴化铜（CuBr2）为催化剂,制备了含聚甲基丙烯酸二甲氨乙酯（PDMAEMA）的细菌纤维素气凝胶规整接枝共聚物。采用能谱分析仪对大分子引发剂元素含量进行测定。通过凝胶渗透色谱、红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、热失重分析表征了接枝物结构和性能。结果表明：以细菌纤维素气凝胶为原料,采用ARGET ATRP聚合法成功制备了BC-g-PDMAEMA聚合物,分子量分布指数为1.27,接枝率为875.76%,接枝后纤维直径增大且在纤维表面形成覆盖层,热稳定性由205℃升高到230℃。     

纳米二氧化硅改性藻多糖与壳聚糖复合膜的性能研究

为开发具有良好性能的藻多糖-壳聚糖复合膜(PSP/CH-film),本研究将纳米SiO2与PSP/CH-film进一步复合,制备成纳米SiO2改性藻多糖-壳聚糖复合膜(SiO2/PSP/CH-film),研究不同质量含量和不同粒子直径的纳米SiO2对SiO2/PSP/CH-film的结构、物理性能、机械性能、抑菌性和生...     

掺杂氧化石墨烯的复合纳米纤维纱的制备

利用静电纺丝技术制备了掺杂氧化石墨烯(GO)的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维纱,然后通过原位液相沉积法在其表面接枝导电聚合物聚吡咯(PPy),获得PAN/GO/PPy复合纳米纤维纱。利用扫描电镜、红外光谱和数字源表表征了复合纳米纤维纱形貌结构和性能。结果表明,掺杂氧化石墨烯后,聚丙烯腈(PAN)纳米纤维直径显著减小,比表面积从6.744 m~2/g增加至9.044 m~2/g,并显示了良好的力学性能。此外,当吡咯(Py)单体浓度为90 mmol/L时,PAN/GO/PPy复合纳米纤维纱显示出最佳的导电性能,其电导率为217.7 S/cm。     

静电纺PVA/SA复合纳米纤维膜制备工艺的优化

通过调节溶液质量分数、质量比、纺丝电压、供液速度、接收距离和辊筒转速等工艺参数,探讨不同条件对静电纺聚乙烯醇(PVA)/海藻酸钠(SA)复合纳米纤维膜的影响,制备纤维形貌优良的复合纳米纤维膜。使用场发射扫描电镜(FE-SEM)观察复合纳米纤维膜的形貌,并分析纤维直径及其分布。结果表明:最优工艺参数为聚乙烯醇质量分数10%、海藻酸钠质量分数2%、质量比8∶2、纺丝电压19 kV、供液速度1.6 mL/h、接收距离19 cm、辊筒转速300 r/min。此时,可得到形貌良好、分布均匀,平均直径为120.8 nm的复合纳米纤维。     

内涂覆锰氧化物聚(甲基)丙烯酸酯中空纤维制备及其对亚甲基蓝的脱色性能

为提升聚(甲基)丙烯酸酯中空纤维对流经其内部亚甲基蓝(MB)水体的脱色效果,采用溶液聚合法合成甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸羟乙酯共聚物和丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸羟乙酯共聚物,采用湿法纺丝纺制中空纤维,并采用内涂覆工艺将原位生成的锰氧化物通过络合作用固定于中空纤维内部。利用场发射扫描电子显微镜、X射线电子能谱仪分析功能化处理前后中空纤维形貌和表面元素变化,确定锰氧化物组成,并借助总有机碳分析仪、电感耦合等离子体发射光谱仪对MB脱色过程进行研究。结果表明,涂覆锰氧化物后,其强氧化作用使流经中空纤维内部MB溶液的脱色率由最初的10%提高至78.7%,且多次使用后对MB的脱色率仍远高于10%。     

石墨烯纤维的湿法纺丝制备及其性能

为制备兼具导电性和柔韧性的石墨烯纤维,首先采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯,然后以氧化石墨烯溶液为纺丝液,CaCl₂的乙醇溶液为凝固浴,通过湿法纺丝后经氢碘酸还原制备得到石墨烯纤维;并以羧甲基纤维素为交联剂对石墨烯纤维进行改性处理,得到交联石墨烯纤维。最后对2种石墨烯纤维的表面形态、导电性和力学性能进行测试与分析,并初步应用。结果表明:制备的氧化石墨烯含氧量为31.37%,单片层厚度为0.88 nm;2种石墨烯纤维表面均较光滑,交联石墨烯纤维内部片层排列更加紧密,其电导率达124 S/cm,与交联前的石墨烯纤维相差不大,但拉伸强度由交联前的120 MPa增加至179 MPa;单根交联石墨烯纤维作为电路导线可点亮灯泡,且可任意弯曲打结编织成花瓣及平纹网状结构。     

PCL/PVP电纺复合纤维膜的制备及其亲疏水性能研究

采用静电纺丝技术制备了聚己内酯(PCL)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)共混纤维膜,研究了PCL/PVP配比、纺丝液浓度和PVP相对分子质量对纤维形貌及直径的影响,并测定了纤维膜的接触角以研究其亲疏水性能。结果表明:随着共混聚合物中PVP-K90比例的增加,纤维的平均直径减小;当纺丝液中聚合物质量分数在10%～14%范围内变化时,纤维的形貌改变不大,但直径随着质量分数的增加有所增大;PVP相对分子质量对复合纤维膜的形貌结构和亲疏水性能影响较大,含PVP-K30(相对分子质量40 000)的复合纤维膜比含PVP-K90(相对分子质量800 000)的复合纤维膜有较好的形貌,且PVP-K30可明显改善复合纤维膜的亲水性能。     

静电纺聚丙烯腈/硫酸铜纳米纤维膜的制备及其性能

为开发可应用于医疗敷料的铜离子纳米纤维膜,采用静电纺丝技术制备了聚丙烯腈/ 无水硫酸铜复合纳米纤维膜,探讨了纺丝液质量分数及黏度、导电率对纺丝过程和纤维外观形貌的影响,并对其所含元素及纤维粒径分布进行测试表征。结果表明：铜离子存在于纳米纤维膜中;在设定的纺丝工艺参数下,当纺丝液中聚丙烯腈的质量分数增加时,溶液黏度随之增加,纤维直径逐渐变大;当纺丝液中无水硫酸铜的质量分数增加时,溶液导电率随之增加,纤维直径先变小后变大,且易出现纤维粗细不匀及串珠现象;当纺丝液中聚丙烯腈与无水硫酸铜质量比为8：3时,纤维的外观形貌最好,且直径在300 nm左右。     

梯度复合聚丙烯腈纳米纤维膜的制备及其过滤性能

为发挥纳米纤维膜在高效空气过滤材料领域的作用并实现连续化生产,通过自制静电辅助溶液喷射纺丝实验机,采用Box-Behnken试验设计方法,建立了聚丙烯腈(PAN)纳米纤维直径和纺丝工艺参数的关系。利用在线复合方式连续制备了不同直径梯度复合的PAN纳米纤维膜并将其用于空气过滤领域,并对纤维膜的结构和形貌进行了表征。结果表明：通过调整纺丝工艺参数可有效地实现对纤维直径的控制;同时由该技术所制得的复合膜在消除静电后,通过物理筛分作用,对0.4 μm的癸二酸二辛酯粒子具有99.923 %的过滤效率和117 Pa的压降,对大于0.8 μm的粒子具备100 %的过滤效率。     

正二十烷/醋酸纤维素相变过滤材料的制备及其性能

为使过滤材料在使用过程中可实现烟气快速降温,以二醋酸纤维为载体基质,正二十烷为相变材料,采用静电纺丝技术制备了正二十烷/醋酸纤维素复合相变过滤材料,并通过掺杂单壁碳纳米管进一步加快其吸热降温速率。探讨了正二十烷质量分数对纺丝液可纺性、过滤材料表观形貌和热性能的影响,以及单壁碳纳米管质量分数对过滤材料表观形貌、热性能及储热速度的影响。结果表明:添加正二十烷使纺丝液可纺性下降,但随其质量分数的增加,纺丝液的可纺性与成纤性能有所改善,纤维平均直径增加,过滤材料熔融热焓增大,当正二十烷与二醋酸纤维素的质量比为3∶10时,过滤材料的相变焓效率最高,达84.1%;随着单壁碳纳米管质量分数的增加,过滤材料瞬时吸热速率提高,添加质量分数为1.0%时,过滤材料瞬时吸热速度由纯二醋酸纤维的0.062 ℃/s增加到0.202 ℃/s。     

戊二醛交联胶原蛋白/PVA复合纤维的结构与性能

在胶原蛋白与PVA复合后的溶液中加入戊二醛交联剂,得到稳定的复合纺丝原液,再用湿法纺丝得到初生纤维,经热拉伸和热定型、缩醛化处理得到胶原蛋白/PVA复合纤维.复合纤维的强度、模量、伸长率分别达到3.74 cN/dtex、44.60 cN/dtex、31.30%;结晶度为60.79%;水中软化点和回潮率分别为105℃和8.9%.通过扫描电镜观察发现:复合纤维内部有少许孔洞、裂纹,且随纺丝原液中固含量的增加而减少.     

GO/PI复合纳米纤维的制备及其过滤性能研究

为制备高过滤效率、低过滤阻力的空气过滤材料,将氧化石墨烯纳米颗粒(GO)掺杂到聚酰亚胺(PI)纺丝溶液中,制备氧化石墨烯/聚酰亚胺(GO/PI)复合纳米纤维过滤材料。通过观察其形貌、过滤性能来确定最优纺丝工艺参数。结果表明:当PI质量分数为30%,GO质量分数为1%,纺丝电压为25 kV,接收距离为20 cm时,复合纳米薄膜的纤维形貌较好,过滤性能优良。与PI纯组分纳米纤维过滤材料相比,GO/PI复合纳米纤维过滤材料的过滤性能更好,制得GO/PI复合纳米纤维膜的平均孔径为1.8μm,过滤效率为99.68%,过滤阻力仅为85.35 Pa。     

静电纺再生丝素纳米纤维形态结构的研究

以98％甲酸为溶剂溶解再生丝素室温干燥膜后,采用静电纺丝纺制丝素纳米纤维;采用扫描电镜观察其形态结构：研究并分析了纺丝液质量分数、电压、喷丝头到收集网的距离、纺丝管口径对纤维直径及形态的影响。结果表明：质量分数为11％-19％的纺丝液静电纺丝均能获得丝素纳米纤维,质量分数为11％、13％,电压为32kV,固化距离为7cm时,能够获得平均直径分别为91、96nm的纳米纤维：纤维直径随纺丝液质量分数的增加而增大,随电压的增大而减小,可根据纺丝液质量分数和电压选择合适的固化距离和管口径。