炭黑/Lyocell纤维素膜的制备及其性能

为解决水性颜料色浆对Lyocell纤维纺丝液造成的凝固问题,利用N-甲基吗啉-N-氧化物（NMMO）基超细炭黑,采用原液着色技术制备了炭黑/Lyocell纤维素膜,探讨了炭黑/Lyocell纤维素膜的颜色性能、耐溶剂迁移性能、力学性能和结晶性能。结果表明,当炭黑含量为纤维素质量分数的3 %时,着色纤维素膜的颜色深度达到饱和,不再随炭黑含量的增加而升高,且炭黑质量分数低于3 %时,着色纤维素膜的摩擦和水洗牢度较高,耐水、丙酮和乙醇迁移性能良好。通过扫描电镜观察发现,炭黑在极性较高的水中更容易发生迁移。炭黑对纤维素膜的断裂强力和断裂伸长率有影响,但不会改变纤维素膜的晶体结构,研究结果对实现Lyocell纤维原液着色具有重要的参考作用。     

N-甲基吗啉-N-氧化物基超细炭黑的制备

为解决水性颜料色浆对Lyocell纤维纺丝液造成的凝固问题,制备了NMMO基超细炭黑色浆,利用其对Lyocell纤维进行原液着色。针对Lyocell纤维原液着色用超细炭黑的制备展开研究,探讨了分散剂的结构及用量,炭黑质量分数,水和NMMO组成混合溶剂中水的质量分数,超声波处理功率及时间对NMMO基超细炭黑的粒径、粒度分布及分散稳定性的影响。结果表明,以实验室自制的分散剂SP制备的NMMO基超细炭黑具有最小的粒径及优良的分散稳定性,与纺丝液相容性最好。通过正交试验优化得到NMMO基超细炭黑的制备工艺：分散剂对炭黑的质量分数2为20 %,炭黑对体系的质量分数为10 %,超声波处理时间为20 min,功率为800 W。     

聚丙烯腈纤维原液着色用纳米炭黑的制备及性能

纳米炭黑是聚丙烯腈纤维原液着色的关键材料之一,本研究以改性丙烯酸酯嵌段共聚物（SUA020）为分散剂,采用超声波制备了以二甲基甲酰胺（DMF）为分散介质的纳米炭黑,探讨了纳米炭黑对聚丙烯腈纤维原液性能的影响。结果表明当炭黑质量分数为10%,SUA020对炭黑质量分数为20%,在超声波处理功率为600W条件下分散20min,所制备纳米炭黑的粒径为108.7nm。纳米炭黑在聚丙烯腈纤维原液中具有良好的相容性和稳定性,当纳米炭黑对纤维干重为9.0%时,所制备原液着色聚丙烯腈浆膜的K/S值达到最高。     

原位聚合法聚酰胺6/炭黑复合纤维的制备及其性能

为开发高黑度的原液着色聚酰胺6(PA6)纤维，将经原位聚合法制备的炭黑质量分数为1.0%～3.0%的系列PA6/炭黑(PA6/CB)复合材料进行熔融纺丝制备PA6/CB复合纤维，并对复合材料的形貌结构、热性能、晶型结构以及纤维的力学性能、取向度、色度值和色牢度进行表征。结果表明：经原位聚合法引入的炭黑在原液着色PA6/CB复合材料和纤维中分散均匀；炭黑在基材中起异相成核作用，添加炭黑的PA6/CB复合材料的结晶度和结晶温度均得到提高；炭黑可提升复合材料的热稳定性，并可促进PA6形成热力学性能更稳定的α晶型；随着炭黑质量分数的提高，PA6/CB复合纤维的断裂强度先提高后逐渐下降，当炭黑质量分数为1.0%时达到最大，为4.07 cN/dtex; PA6/CB复合纤维的取向度均高于纯PA6纤维；炭黑质量分数越高，PA6/CB复合纤维的颜色越黑，但其质量分数超过2%后纤维的黑度提升不明显。     

聚酰胺原液着色母粒的制备及其性能

针对聚酰胺66(PA66)原液着色过程中炭黑在PA66基体中分散性差的问题，首先，将炭黑加入到含有一定质量分数的分散剂的水溶液中，采用超声波分散协同喷雾干燥技术制备了自分散炭黑(SPCB);随后将SPCB再分散于含有一定质量分数PA66盐的水溶液中，制备了PA66盐基炭黑分散体，并通过原位聚合法制备了PA66原液着色母粒；最后，通过熔融共混法制备了PA66膜。探究了分散剂结构和质量分数、炭黑质量分数、超声波处理功率和时间对PA66盐基炭黑分散体粒径、粒径分布及稳定性的影响，分析了SPCB质量分数与PA66膜性能的关系。结果表明：聚乙烯吡咯烷酮相对炭黑质量分数为15%,炭黑相对体系的质量分数为10%,超声波处理功率为1 260 W,时间为80 min时，制备的PA66盐基炭黑分散体粒径最小为184.1 nm,离心稳定性和放置稳定性均在90%以上；SPCB与PA66的相容性良好，在PA66基体中分布均匀，粒径约为200 nm,当其质量分数为0.2%时，制备的PA66膜的熔融温度为259.2℃,L^*值为26.82。     

原液着色聚酯纤维原位聚合用自分散纳米炭黑的制备及其性能

针对原液着色聚酯纤维原位聚合用乙二醇基色浆储存稳定性差、运输成本高的问题,采用控制变量法研究炭黑、分散剂、分散工艺对自分散纳米炭黑的影响,利用响应面优化试验,探讨制备过程中分散剂质量分数、研磨时间、研磨转速对自分散纳米炭黑粒径的影响,得出最优研磨分散条件。借助透射电子显微镜、热重分析仪、接触角测量仪等探究了自分散纳米炭黑的表观形貌、耐热性能和亲水性能等。结果表明：选用SUA-305作为分散剂,AP-104H作为炭黑,在分散剂质量分数为30%,研磨时间为2 h,研磨转速为3 500 r/min时,自分散纳米炭黑粒径最小,为85 nm,多分散性指数(PDI)为0.163,储存稳定性优良,预估储存周期为26.8个月;自分散纳米炭黑与乙二醇的接触角为7°,并展现出良好的自分散性能;自分散纳米炭黑的耐热性良好,满足在聚酯聚合阶段280℃不分解的要求。     

非水溶性天然色素原液着色海藻纤维的制备及其性能

为解决天然染料原液着色海藻纤维纺丝时着色剂易溶出的问题,以叶绿素铜（Chl-Cu）为着色剂,采用海藻酸钠稀溶液作为研磨助剂和分散剂,制备了原液着色的纺丝液,并制得有色海藻纤维。利用红外光谱仪、流变仪和透射电子显微镜对纺丝液的性能进行表征,利用扫描电子显微镜对制得纤维的形貌进行观察,测试着色剂的耐水迁移性和纤维的阻燃性能。结果表明：当Chl-Cu的添加量低于6% 时,纺丝液最稳定,Chl-Cu以直径小于20 nm的颗粒形式均匀分布;研磨时海藻酸钠分子与Chl-Cu形成的铜交联结构避免了Chl-Cu纳米颗粒的团聚现象,实现了Chl-Cu的快速研磨与稳定分散;纤维中Chl-Cu具有良好的耐水迁移的能力,海藻纤维的形貌未受Chl-Cu的影响,纤维阻燃性能优异,极限氧指数值高于39%。     

水性色浆在再生纤维素纤维原液着色中的应用

介绍了再生纤维素纤维原液着色对所用水性色浆的性能要求,以及黏胶纤维、莫代尔纤维、Lyocell纤维等不同再生纤维素纤维原液着色技术的研究现状和生产工艺优化情况。提出了提升原液着色用水性色浆与纤维纺丝原液的相容性、降低色浆粒径分布、规避环境安全风险、避免颜料颗粒对原液着色纤维力学性能的影响以及优化纺丝工艺等推进该技术应用的重要措施。     

锦纶6/TiO2复合超细纤维的制备与表征

 应用静电纺丝装置制备出锦纶6/TiO2复合超细纤维非织造布,采用扫描电子显微镜、能谱分析仪、红外光谱仪探讨其微观形貌、结构,通过抗菌性能测试验证其功能性,以期用于新型过滤膜、防护服等功能型复合材料。结果表明：TEOS助剂的添加实现了TiO2纳米颗粒的改性,有利于较好形貌的锦纶6/TiO2纤维的形成;当TiO2在锦纶6/TiO2超细纤维中质量分数为6%和8%时,静电纺纤维尺寸较均匀,珠状物较少;随质量分数增加,锦纶6/TiO2纤维膜对大肠杆菌的抗菌效果有所提高,当达到10%和12%时,其抗菌率均在80%以上。     

皮芯结构微纳米纤维复合纱线的制备及其性能

为探究纺丝液质量分数对皮芯结构微纳米纤维复合纱线结构与性能的影响,利用双针头水浴静电纺丝法连续制备了以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)长丝为芯、外包聚酰胺6(PA6)的皮芯结构微纳米纤维复合纱线,通过扫描电子显微镜、差示扫描量热仪和万能材料试验机对其形貌结构、热性能和力学性能等进行测试与表征。结果表明：不同PA6纺丝液质量分数制备的微纳米纤维复合纱线均具有良好的皮芯结构;当PA6纺丝液质量分数从10%提高到20%时,纳米纤维复合纱线的平均直径从(61.99±13.08) nm增加到(150.22±21.53) nm,结晶度由16.28%提高至20.63%;当PA6纺丝液质量分数为20%时复合纱线的结晶度达到了常规PA6纤维的结晶范围,增加纺丝液质量分数一定程度上可提高复合纱线的力学性能。     

湿法成网-化学黏合可冲散非织造材料的制备及性能

以木浆纤维和黏胶纤维为原料、以环保可降解的聚乙二醇为黏合剂,采用湿法成网-化学黏合加固工艺制备可冲散非织造材料,并对不同原料配比下材料的物理性能、力学性能、吸收性能、耐磨性能及可冲散性进行了测试和比较。结果表明,纤维自身特性及各组分的质量分数对样品材料的性能有明显的影响,当木浆纤维质量分数在40%～60%时,所制备材料的性能基本可满足实际使用要求和可冲散要求,可作为可冲散一次性卫生用品的基材。当木浆纤维与黏胶纤维质量比为1︰1时,可获得性能最佳的可冲散非织造材料。     

三氯卡班/聚乳酸超细纤维的制备及抗菌性能

通过在聚乳酸纺丝中添加抗菌剂三氯卡班（TCC）,采用静电纺丝技术制备了一种具有抗菌活性的聚乳酸超细纤维,利用扫描电子显微镜（SEM）分析溶剂的组成及配比、TCC质量分数等对纤维微观形貌的影响。研究了掺入抗菌剂的量对抗菌性能的影响。结果表明:当纺丝液所用溶剂为二氯甲烷/聚乙二醇（400目）时TCC的溶解性及TCC/PLA的成丝情况均较好,所用溶剂配比为CH2Cl2:PEG(400)=9:1(V:V);当聚乳酸纺丝液中TCC的质量分数从0.1%增加到0.6%时,纤维形态分布基本保持不变,超细纤维的直径稍有增加;所用抗菌剂TCC质量分数为0.5%时,制得的抗菌纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别为98.6%和94.2%。     

原位法连续聚合聚酯/炭黑体系的结构与性能

为开发高黑度的细原液着色聚酯纤维,采用原位法连续聚合制备出炭黑质量分数为2%~3%的聚酯/炭黑(简称原位法PET/炭黑)体系,对其流变行为、结晶行为和炭黑分散形态等进行了表征,并制备了高速纺长丝。结果表明:原位法连续聚合使炭黑以直径小于1 μm的粒子簇团形式均匀分散在聚酯基体中;炭黑含量较低时的流变行为与PET相似,当炭黑质量分数达到3%时,原位法PET/炭黑熔体的表观黏度随剪切速率增大而快速降低;熔融结晶过程中,炭黑作为高效异相成核剂,显著加快了聚酯结晶速率,同时,聚酯与炭黑的良好相互作用,导致有更多的结晶缺陷,与PET相比,出现了熔融双峰,且高温熔融峰峰顶温、结晶度均降低,这与母粒法PET/炭黑体系明显不同。因为原位法保证了良好的炭黑分散性,原位法PET/炭黑可以稳定制备出炭黑质量分数为3%、单丝线密度为0.52 dtex、断裂强度≥3.31 cN/dtex的长丝。     

氧化石墨烯对丙纶非织造布抗静电改性研究

采用氧化石墨烯对丙纶非织造布进行抗静电改性。利用透射电子显微镜和扫描电子显微镜对氧化石墨烯和抗静电改性前后的丙纶非织造布的表面形态进行表征,并测试改性前后丙纶非织造布的抗静电性能及力学性能。结果表明:氧化石墨烯边缘带有褶皱结构;改性后丙纶非织造布纤维表面出现了沟槽和凹坑,氧化石墨烯附着在丙纶非织造布纤维表面;经氧化石墨烯改性的丙纶非织造布的抗静电性能和力学性能均得到较大的提高;且当氧化石墨烯的质量分数为1.2%时,改性后丙纶非织造布的综合性能达到最好。     

二硫代焦磷酸酯水性分散体系的制备及其在阻燃粘胶纤维中的应用

针对二硫代焦磷酸酯(DDPS)阻燃剂粒径大,与粘胶纤维(VF)界面相容性差等问题,以聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂为分散剂,通过超细加工制备了DDPS水性分散体系;探究了分散剂结构对DDPS粒径的影响,通过响应面试验方法优化超细化工艺参数;然后将DDPS水性分散体系共混添加到粘胶纺丝原液中,通过湿法纺丝制得阻燃粘胶纤维,探究了纤维的阻燃性能。结果表明:牛酯胺聚氧乙烯醚(TA10)和蓖麻油聚氧乙烯醚(EL90)复配对DDPS具有较好的协同分散作用;当研磨时间为4 h,研磨转速为1 700 r/min,分散剂TA10和EL90质量比为1.2:1时,DDPS分散体系粒径中值为0.310 μm;DDPS在阻燃粘胶原液中分布均匀,且不影响粘胶原液的可纺性;与VF相比,当DDPS质量分数为20%时,阻燃粘胶纤维热释放速率峰值下降了18.8%,极限氧指数从19%升高到31.31%。     

低折射率树脂对原液着色粘胶纤维结构和性能的影响

针对原液着色粘胶纤维颜色较浅的问题,采用低折射率树脂增深整理粘胶纤维,探讨了树脂种类、树脂用量、轧余率、焙烘时间和焙烘温度对纤维颜色明暗度(L值)、断裂强力和断裂伸长率的影响,借助红外光谱仪、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜等研究了树脂整理后原液着色粘胶纤维的化学结构、表面元素组成及官能团、结晶性能和表面形貌的变化。结果表明:增深剂质量浓度为80 g/L,轧余率为90%,焙烘温度为150 ℃,焙烘时间为180 s时,原液着色粘胶纤维的L值降低到11.84,断裂强力和断裂伸长率保持率分别为70.62%和70.11%;粘胶纤维的结晶度降低,但纤维表面更加光滑,含硅官能团含量增加。     

新型中空黏胶纤维的结构与性能

测试了一种新型中空黏胶纤维的回潮率、拉伸性能、形态结构和聚集态结构,并与其他3种常见的再生纤维素纤维——普通黏胶纤维、莫代尔纤维及莱赛尔纤维进行对比。结果表明:中空黏胶纤维的回潮率为12.38%,干、湿态断裂强度分别为2.54cN/dtex和1.62cN/dtex,干、湿态断裂伸长率则分别为14.49%、16.67%。采用扫描电子显微镜观察中空黏胶纤维的表面和横截面形态发现:中空黏胶纤维的表面形态与普通黏胶纤维相同,而横截面呈明显的中空结构。X射线衍射测试结果得出:中空黏胶纤维的结晶度为31.73%。傅里叶变换红外光谱显示:中空黏胶纤维表现出纤维素II的结构特征,与其他3种再生纤维素纤维类似。     

荧光颜料对海藻纤维纺丝液及其膜性能的影响

研究了荧光颜料/海藻纤维纺丝原液的分散稳定性及着色海藻纤维膜颜色性能。结果表明,采用苯乙烯马亚酸酐共聚物（SMA）制备的荧光颜料和海藻酸钠纤维纺丝液具有较高的温度稳定性,与海藻纤维纺丝液相似,荧光颜料/海藻纤维纺丝原液也表现出表观粘度随剪切速率的增加而降低。海藻纤维膜的K/S值和荧光强度随荧光颜料用量的增加而增大,当荧光颜料质量分数超过4%后,海藻纤维膜的荧光强度反而下降,且制备的着色海藻纤维膜具有良好的耐水迁移性能。     

有机溶剂体系合成纤维原液着色剂的研究及应用

探讨了不同超分散剂种类、超分散剂用量、砂磨时间对以N,N-二甲基乙酰胺为分散介质的无机颜料色浆体系分散稳定性能的影响,结果表明炭黑色浆体系的最佳分散工艺:砂磨时间2 h、超分散剂CH-13用量为炭黑质量的10%;氧化铁红S 190色浆体系的最佳分散工艺:砂磨时间2 h、超分散剂CH-13用量为氧化铁红S190质量的5%.颜料色浆体系用于合成纤维的原液着色,对纤维的物理机械性能无负面影响(与未着色纤维相比,颜料着色纤维具有更大的断裂强度,且具有优异的耐洗及耐汗渍色牢度).     

超细纤维合成革基布的制备及其性能

为提高聚酯/聚酰胺6(PET/PA6)中空超细纤维合成革基布的透湿性、柔软性,将聚丙烯腈(PAN)纳米纤维与PET/PA6超细纤维混合,通过水刺固网的方法制备出PAN-PET/PA6微/纳米超细纤维合成革基布并进行碱处理,分析了PAN纳米纤维质量分数对革基布透气性、透湿性、吸湿性、柔软度及力学性能的影响。结果表明:当革基布面密度一定时,随着PAN纳米纤维质量分数的增加,革基布的透湿性、吸湿性、柔软度、撕裂性能提升,而透气性能和断裂强力有所下降;当PAN纳米纤维质量分数为20%时,革基布的透湿率提升了15.19%,吸水量提高了23.53%,柔软度增加了38.17%;经碱处理后,革基布的亲水性有了明显改善,透湿率提升了23.81%,吸水量提高了42.26%,柔软度提高了23.20%。