疏水纳米纤维素气凝胶的制备及保温隔热性能

针对废旧纯棉织物再利用率较低的问题,以废旧纯棉织物为原料制备纳米纤维素气凝胶,并分别采用甲基三甲氧基硅烷(MTMS)和三甲基氯硅烷(TMCS)为改性剂对气凝胶进行疏水改性。采用扫描电子显微镜、红外光谱仪、热重分析仪、表面接触角测试仪以及导热系数测试仪研究了疏水改性剂种类和添加量对气凝胶结构和性能的影响。结果显示,采用MTMS为改性剂制备的疏水纳米纤维素气凝胶的结构和性能优于TMCS。综合考虑MTMS添加量对气凝胶结构、疏水性、热稳定性和保温隔热性的影响,得出MTMS与CNF的最佳质量比为2∶1,此时疏水气凝胶的结构比较平整均匀,疏水性、热稳定性分别增加了1.22倍和1.43倍,导热系数降低了12.3%。     

氟硅烷改性CuS/SiO2复合气凝胶的超双疏防紫外线纺织品

以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为前驱体,在溶胶-凝胶反应过程中,加入纳米CuS,并采用十七氟癸基三乙氧基硅烷(PFDTES)对其改性,成功制备了氟硅烷改性CuS/SiO2复合气凝胶(F-CuS/SiO2),并将其与聚二甲基硅氧烷(PDMS)混合应用到棉织物上,制备了超双疏防紫外多功能棉织物。探讨了F-CuS/SiO2质量分数、PDMS质量分数、焙烘温度、焙烘时间等主要因素对整理棉织物疏水性能的影响。结果表明:当F-CuS/SiO2气凝胶为2%,PDMS为1%,焙烘温度为160℃,焙烘时间为8 min时,整理棉织物的疏水性能最佳,水滴接触角可达159.4°,油滴接触角可达151.8°,紫外线防护系数(UPF)为237.43,整理棉织物具有良好的超双疏防紫外自清洁效果。     

硅烷偶联剂改性纳米纤维素气凝胶的制备及其表征

为研究硅烷偶联剂含量对纳米纤维素气凝胶性能的影响,选用氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)和甲基三甲氧基硅烷(MTMS)2种硅烷偶联剂对纳米纤维素(CNF)气凝胶进行修饰。通过扫描电子显微镜、热重分析仪、万能强力机和热常数分析仪进行测试与表征。结果表明:硅烷偶联剂的添加使改性气凝胶红外光谱图上出现了含硅峰值,但并未改变气凝胶的组分;改性后气凝胶的孔洞明显增多;MTMS与CNF的质量比为1∶2时,改性气凝胶的压缩回弹性最好(7.25 kPa);MTMS的添加使改性气凝胶具有良好的疏水性,接触角为156°;随着KH-550的添加,气凝胶导热系数先降低后升高;随着MTMS的添加,气凝胶导热系数逐渐降低。     

聚丙烯酸酯改性硅溶胶的合成及其应用性能

为开发一种新型的超疏水整理剂,以甲基三甲氧基硅烷（MTMS）为原料,采用溶胶凝胶法制备硅溶胶,再用由丙烯酸十二烷基酯（LA）、丙烯腈（AN）和3?甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）合成的聚合物对其进行改性,制备了一种聚丙烯酸酯改性硅溶胶（PLAKS）,并将其用于涤纶织物超疏水整理。采用傅里叶红外光谱仪、原子力显微镜以及接触角测量仪等对PLAKS 的结构及应用性能进行表征。结果表明：当LA、AN 和KH570的质量比为20：10：0.6,ＭＴＭＳ 质量分数为20%（相对LA、AN 和KH570总质量）,氨水（25%）质量分数为12%（相对LA、AN 和KH570 总质量）时,制得PLAKS,用其整理的涤纶织物能获得超疏水效果,接触角为151.3°,疏水等级为100分,抗静水压等级为5 级;经15 次水洗后,接触角为131.4４°,疏水等级为90分,抗静水压等级为4 级,说明PLAKS整理后涤纶织物的疏水性具有较好的耐洗性。     

疏水亲油型纳米纤维素气凝胶的制备与吸油性能研究

本研究以不同方法制备的针叶木纳米纤维素（CNF、ECNF和TCNF）为原料,通过冷冻干燥法制备纳米纤维素气凝胶,并利用硬脂酰氯（SAC）溶液浸渍法对其进行疏水改性。采用激光粒度仪、X射线衍射分析仪、Zeta电位仪测定了纳米纤维素的粒径分布、结晶度及电荷密度,并对疏水改性前后气凝胶的密度、孔隙率、结构形貌、疏水性能及吸油性能进行了分析和研究。结果表明,TCNF粒径及电荷分布较为均匀;SAC改性不会影响纳米纤维素气凝胶轻质、多孔的特性,改性后的气凝胶表现出优异的疏水性和良好的吸油性,其中S-ECNFA的疏水性最佳,表面水接触角（CA）可达151.6°;S-TCNFA对4种不同密度的油吸附能力最强,其中对食用油的吸油量可达48.96 g/g气凝胶,经5次循环使用后,对食用油的吸油量仍可达初次吸油量的60.8%,具有较好的循环使用性能。     

基于疏水型二氧化硅气凝胶制备无氟自清洁超疏水棉织物

以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为硅源,水为溶剂,在表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作用下,通过溶胶-凝胶反应,并采用环境压力干燥法(APD)制备了超疏水二氧化硅气凝胶。将二氧化硅气凝胶粉和聚二甲基硅氧烷(PDMS)通过喷涂法整理到棉织物上,分别采用扫描电镜、红外光谱仪、接触角测量仪对整理棉织物的结构、形貌和疏水性进行表征。结果表明:制备的二氧化硅气凝胶具有典型的三维网状多孔结构,同时具有超疏水性能;整理棉织物(PDMS/SiO2@棉织物)展示出非常优异的超疏水性能,水接触角(WCA)高达161.1°,同时也具有较好的抗黏附、自清洁以及抗污性能。     

冷冻干燥法制备淀粉气凝胶及其疏水改性研究

利用溶胶-凝胶-冷冻干燥技术制备了淀粉气凝胶材料，测试并分析了淀粉种类及直链/支链比例对气凝胶材料形貌、密度、收缩率、孔隙结构以及隔热性能的影响。优选出木薯淀粉为最适宜制备隔热气凝胶材料的原料，其所制备的气凝胶具备大孔、介孔及部分片层结构，密度低至0.094 g/cm³,孔隙率高达88.63%,导热系数低至0.043 W/(m·K),具有优良的保温隔热性能。通过一步法制备柠檬酸交联改性木薯淀粉气凝胶，以甲基三甲氧基和十六烷基三甲氧基硅烷包覆疏水纳米SiO₂制备疏水溶液，然后制备加入交联剂和自制硅烷疏水溶液的改性木薯淀粉气凝胶。扫描电镜测试结果表明，制备的改性气凝胶材料具有更加坚实的网络结构和致密的孔隙。导热系数测试结果表明，改性木薯淀粉气凝胶导热系数低至0.048 W/(m·K)。接触角测试结果表明，水滴滴入立即测量接触角达139.5°,5 min后测量接触角仍有129.5°,且表面和内部均有疏水效果。改性气凝胶具有优良的保温隔热以及疏水性能，其在食品保温材料领域具有广阔的应用前景。     

超疏水香料缓释棉纤维的可控构筑与应用

通过溶胶-凝胶法和原位生长法依次在棉纤维表面修饰了TiO_2颗粒和ZIF-67晶体,并进一步在含有薄荷醇和聚二甲基硅氧烷(PDMS)的正庚烷溶液中进行浸渍处理,成功制备了具有丰富微-纳结构的超疏水香料缓释棉纤维,其静态水接触角为153.4°。利用场发射扫描电镜(FESEM)、X-射线光电子能谱(XPS)和接触角测定仪研究了所制备超疏水香料缓释棉纤维的微观形貌、物相组成及疏水性能,并测定了该材料对薄荷醇的缓释性能。研究表明,在空气中静置存放10天后,超疏水香料缓释棉纤维中薄荷醇的保留率高达81.74%,对应的平均释放速率为1.83%/d,其缓释性能显著优于未修饰改性的棉纤维(平均释放速率为6.77%/d)。经水洗后,超疏水香料缓释棉纤维中薄荷醇的损失率仅为2.93%,明显低于未修饰改性棉纤维水洗后薄荷醇的损失率72.08%。     

超疏水棕榈生物质材料的研发

采用乙酰化改性和硅烷后整理的方法,处理棕榈纤维,制备超疏水生物质材料,通过静态接触角对其疏水性能进行表征。结果表明:乙酰化改性最优工艺为乙酸酐在乙酸体系中的体积分数为55%、高氯酸铝质量浓度为3.75mg/mL、浴比为1∶20、温度为55℃、反应时间为0.5h;硅烷后整理最优工艺为三氯十八烷基硅烷溶于甲苯中的体积分数为0.01%、浴比为1∶100、反应时间为60min,测得静态接触角为155.2°。     

超疏水弹性丝素蛋白纤维气凝胶的制备及其吸油性能

为提升丝素蛋白(SF)气凝胶力学弹性，以SF微-纳米纤维(SMNF)为前驱体，通过冷冻干燥和硅烷改性策略成功构筑了超疏水高弹性SMNF气凝胶(简称MS气凝胶),并对其微观结构和力学性能进行测试表征，系统研究了MS气凝胶的吸油性能。结果表明：MS气凝胶的网络骨架由微-纳米纤维组装而成，并具有分级多孔的胞腔结构，这赋予气凝胶超低的密度(5.36 mg/cm³)和超高的孔隙率(99.63%);此外，MS气凝胶还表现出优异的力学性能，在80%纵向压缩应变下的最大应力为15.72 kPa, 100次循环压缩后气凝胶保留了81%以上的初始相对高度。能量色散光谱和红外光谱分析证实：硅烷改性后气凝胶的表面形成了硅氧烷网络结构，使其具有超疏水特征(水接触角为150.9°);MS气凝胶对氯仿的吸收能力为188.75 g/g,并具有优良的循环使用性能。     

Magnetic Wood-based Superhydrophobic Aerogel for Efficient Oil-Water Separation

The fabrication of directionally driven oil-water separation materials has great significance for the removal of oil spills and organic pollutants. In this study, an oil-water separation aerogel capable of directionally adsorbing oil was designed using an anisotropic wood aerogel with a layered structure and a top-down fabrication strategy. Specifically, a magnetic wood-based superhydrophobic aerogel (methyltrimethoxysilane (MTMS)/Fe₃O₄ wood aerogel) was developed through the in situ co-precipitation of Fe₃O₄ nanoparticles and chemical vapor deposition. Owing to its highly porous structure, lipophilicity, hydrophobicity (water contact angle of 160°), and high compressibility, the MTMS/Fe₃O₄ wood aerogel exhibits excellent oil-water separation performance and compression cycle stability. Additionally, the Fe₃O₄ endows the material with excellent magnetic and photothermal conversion capabilities. These excellent properties make MTMS/Fe₃O₄ wood aerogel a promising recyclable and sustainable oil-water separation material.     

涤纶纤维表面复合改性对其亲水性的影响

为了改善涤纶纤维分子缺乏亲水基团亲水性能差的问题,文章采用等离子体和硅烷偶联剂对其进行复合改性,并对涤纶试样的表面微观形貌、表面接触角、质量变化、单丝强度、官能团等进行测试和分析。结果表明:等离子体处理可以显著改善涤纶的表面亲水性,表面接触角相比无处理之前降低58.5°,但在存放过程中涤纶纤维表面的极性基团变少,表面接触角逐渐增大;经等离子体和硅烷偶联剂复合改性后,表面接触角降低46.3°,维持在85.7°左右。这些改性方式均使涤纶表面亲和作用提升,浸润性得到改善,同时对涤纶纤维质量和单丝强度的影响都很小。     

CuO/聚丙烯/乙烯-辛烯共聚物复合熔喷非织造材料的制备及其吸油性能

为高效经济地处理油品泄漏引起的污染问题,利用聚丙烯(PP)与乙烯-辛烯共聚物(POE)共混后制备复合熔喷非织造材料,然后在其表面负载纳米氧化铜(CuO)进行疏水改性.对改性前后非织造材料的形貌、结构、水接触角、吸油和力学性能等进行测试.结果 表明:负载纳米CuO后,CuO/PP/POE复合熔喷非织造材料的结晶度下降,熔...     

纳米SiO2气凝胶改性木材的研究

纳米无机质气凝胶对木材进行改性处理复合材是一种新方法。本文介绍了气凝胶的概念及特性,分析了纳米SiO2气凝胶改性木材的工艺、复合机理及其性能评价。     

魔芋葡甘聚糖基复合物-葡萄灰霉的相互作用研究

目的 探究天然多糖魔芋葡甘聚糖(konjac glucomannan, KGM)/可得然胶(curdlan, CUD)复合气凝胶遭受环境微生物葡萄灰霉侵染时两者发生的相互作用。方法 以KGM和CUD为原料,采用溶胶预冷、真空冷冻干燥制备不同配比的KGM/CUD复合气凝胶(K1C0.6、K1C0.9、K1C1.2),用灰霉接种处理,检测气凝胶的重量变化率;运用扫描电镜、红外光谱和差示扫描量热仪分别分析气凝胶的微观形貌、分子变化和热稳定性;观察灰霉在气凝胶上的生长适应性。结果 经灰霉作用,KC气凝胶结构坍塌、皱缩,孔结构严重破坏;灰霉适宜于气凝胶环境的生长,生长旺盛,形态完整,萌发大量孢子;气凝胶被侵染的同时吸收大量水分,促进了作用进程;红外光谱推测,侵染后的气凝胶的多糖长链被降解为短链,无新基团产生;差示扫描量热仪(differential scanning calorimetry, DSC) 分析表明,侵染后的气凝胶热稳定性明显下降。结论 葡萄灰霉侵染KC气凝胶,充分利用和降解多糖分子链,且适应于气凝胶环境,本研究将为天然多糖复合物的安全和质量检测提供理论依据。     

乳源抗菌肽复合生物保鲜剂对冷却牛肉货架期的影响

为延长冷却牛肉货架期并建立货架期预测模型,选取乳源抗菌肽、壳聚糖、乳酸链球菌素（Nisin）、茶多酚和丁香精油5 种天然保鲜剂,通过U16（84）均匀试验,以挥发性盐基氮（total volatile basic nitrogen,TVB-N）含量、pH值和菌落总数为指标进行分析,确定保鲜剂的适宜添加量为壳聚糖22.5 g/L、Nisin 0.15 g/L、乳源抗菌肽9.7 g/L、茶多酚1.5 g/L、丁香精油13.0 g/L,（4±1）℃条件下冷却牛肉货架期比空白组延长了25 d以上。对于冷却牛肉TVB-N含量,乳源抗菌肽与Nisin、茶多酚、丁香精油之间及Nisin与茶多酚之间具有极显著的交互影响（P＜0.01）,丁香精油与Nisin之间具有显著的交互作用（P＜0.05）。用复合天然保鲜剂处理后的冷却牛肉在－1、2、6 ℃条件下贮藏,运用Arrhenius方程拟合温度对冷却牛肉菌落总数的影响,结果显示不同温度下决定系数R2均大于0.91,货架期预测模型为SL＝2.75×10－9×exp（6 567.2/T）。贮藏温度分别为2、4 ℃和6 ℃时,冷却牛肉的实际货架期分别为61、53 d和47 d,与货架期预测值相比,相对误差均在6%以内,表明建立的模型可以有效预测冷却牛肉在－1～6 ℃贮藏条件下的货架期。