双醇共混增塑改性PVA及其增温熔融纺丝

针对海岛熔融纺丝制备超细纤维时所产生的环境污染问题,按照不同比例将2种多元醇混合制成复配增塑体系,对具有水溶性的PVA进行增塑改性,制备可在250℃条件下进行熔融纺丝的热塑性PVA。通过流变性能分析、差示扫描量热分析（DSC）、热重分析（TG）、红外光谱分析（FTIR）等测试手段探究共混增塑体系对PVA流变性能、热学性...     

PS/PVA包装片材的制备及其力学性能研究

采用复配增塑剂丙三醇和乙二醇对聚乙烯醇(PVA)进行改性,实现熔融加工,然后通过熔融共混方法与聚苯乙烯(PS)共混,制备具有吸湿功能的PS/PVA包装片材,并对该共混片材的力学性能进行实验研究.实验结果表明:当复配增塑剂丙三醇和乙二醇的质量比为4:1,复配增塑剂的用量为50phr时,可很好地实现PVA熔融加工效果;当PS与PVA质量比为6:4时,干燥片材的力学性能最好;在不同湿度下,吸湿7天后,其力学性能有显著变化.     

增塑剂对PVA流延膜力学性能的影响

采用流延成膜法制备PVA217薄膜.结果表明,复配增塑剂的增塑效果优于单组分增塑剂,优化配方为:m(PVA217)∶m(水)∶m(甘油)∶m(二乙醇胺)=7.5∶(40~45)∶(1.1~1.2)∶(0.8~1.0).在此条件下,PVA217流延膜的各种性能较好,拉伸强度约为23 MPa,断裂伸长率约为460%.     

增塑剂对PVA流延膜力学性能的影响

采用流延成膜法制备PVA217薄膜.结果表明,复配增塑剂的增塑效果优于单组分增塑剂,优化配方为:m(PVA217)∶m(水)∶m(甘油)∶m(二乙醇胺)=7.5∶(40～45)∶(1.1～1.2)∶(0.8～1.0).在此条件下,PVA217流延膜的各种性能较好,拉伸强度约为23 MPa,断裂伸长率约为460%.     

增塑剂对PVA流延膜力学性能的影响

采用流延成膜法制备PVA217薄膜.结果表明,复配增塑剂的增塑效果优于单组分增塑剂,优化配方为：m（PVA217）∶m（水）∶m（甘油）∶m（二乙醇胺）=7.5∶（40～45）∶（1.1～1.2）∶（0.8～1.0）.在此条件下,PVA217流延膜的各种性能较好,拉伸强度约为23 MPa,断裂伸长率约为460%.     

聚乳酸纤维耐热收缩改性增塑剂的选择

在聚乳酸纤维耐热改性的前期研究中增塑剂的种类及用量是非常重要的,以PEG聚乙二醇4000、PEG2000、PEG600、柠檬酸三丁酯作为增塑剂,对聚乳酸纤维进行增塑改性;用综合热分析仪对改性PLA的热性能进行了表征,讨论了不同增塑剂及其用量对改性PLA性能的影响。使用适当剂量的增塑剂,聚乳酸纤维的强度下降很少,伸长率明显增加。柠檬酸三丁酯用量为10%时增塑效果较好。     

海藻酸钠/南极磷虾蛋白/聚乙烯醇复合纤维的分子作用及其性能表征

为提高海藻酸钠/南极磷虾蛋白(SA/AKP)复合纤维的强度,采用聚乙烯醇(PVA)共混改性,并用湿法纺丝制备改性海藻酸钠纤维。通过傅里叶变换红外光谱研究了复合纤维基本结构,并用二阶导数和高斯拟合分峰表征复合体系中氢键的作用,同时分析了改性后复合纤维表面形貌、结晶性能、力学性能。结果表明,SA/AKP/PVA复合体系中氢键的类型和含量,随PVA增多自由羟基的数量由1.2%增加到3.6%,分子间氢键数量由57.8%减少到54.8%,而体系分子内氢键数量几乎没有变化。复合纤维表面沟槽变细且分布更加均匀。随PVA含量的增加,复合纤维的结晶度降低,力学性能呈先增后减的趋势,当PVA含量为3.5%时,其断裂强度达到最大值2.43 c N/dtex。     

熔纺用离子液体增塑二醋酸纤维素结构与性能研究

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BMIMBF_4)为二醋酸纤维素(CDA)增塑剂,在抗氧剂1010和亚磷酸三苯酯(TPPi)存在时熔融挤出造粒制备纺丝切片,进而熔融纺丝制备二醋酸纤维。研究了熔融挤出温度对CDA分子量的影响,以及熔融纺丝前后CDA化学结构和热性能的变化;进一步研究了二醋酸纤维的形貌以及牵伸对二醋酸纤维力学性质与结晶度的影响。结果表明:熔融温度对CDA分子量影响较大,熔融挤出温度从170℃增加到200℃时,CDA分子量由6.0×10~4g/mol降低至2.0×10~4g/mol;CDA增塑熔融纺丝前后化学结构并未发生明显变化,但其玻璃化转变温度因热降解而有所下降;对切片熔融纺丝可以得到强度为1.06 cN/dtex的二醋酸纤维,其断裂强度随着牵伸倍数增加而增加,结晶度也随之增加。     

纳米细菌纤维素纤维/聚氯乙烯复合材料的制备及性能

以硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(γAPS)改性的细菌纤维素(BC)为增强剂和增塑剂迁移剂,以乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)为环保增塑剂,使用熔融共混法制备了纤维增强的聚氯乙烯(PVC)复合材料。考察了改性纳米纤维素添加量对所制备的BC/PVA复合材料的影响,并对复合材料的结构、微观形貌、力学性能及增塑剂迁移等进行测试。结果表明：含有1%改性细菌纤维素的PVC复合材料性能最好,对比原始PVC,拉伸强度增加了95.39%;常温(25℃)下,在去离子水、乙醇和环己烷中增塑剂迁移分别减少了36.87%、39.43%、27.23%,即使在高温(60℃)环境下仍有良好的抑制效果。制备的高强度、低增塑剂迁移量的PVC复合材料可应用于生物医疗、儿童玩具等领域。     

皮胶原基蛋白塑料的制备及性能研究

以灰碱皮边角料为原料,分别以甘油、尿素作为增塑剂,采用传统的注塑成型工艺制备胶原蛋白塑料。着重研究了加工成型过程中增塑剂种类及含量对材料热稳定性和力学性能的影响,探讨了胶原蛋白分子结构的变化以及加工温度范围。结果显示:甘油或尿素的加入降低了材料的分解温度,以甘油作为胶原纤维的增塑剂,体系的加工成型温度范围为84~219℃,成型后蛋白塑料在室温下处于高弹态,力学性能达到注塑用聚乙烯国家标准。与甘油增塑体系相比,尿素增塑体系的成型温度范围较窄,仅在132~150℃,成型后蛋白塑料在室温下处于玻璃态,具有较高的拉伸强度,但断裂伸长率低于注塑用聚乙烯的国标要求。     

丝瓜络衍生碳纤维基复合材料的电磁波吸收性能

为解决当前多孔磁性碳基吸波材料制备工艺繁杂、能耗高、环境不友好等问题,提出基于多孔生物质源衍生的绿色环保策略。以高孔隙丝瓜络为前驱体,Co²⁺为金属源,二甲基咪唑为配体,经配位自组装获得丝瓜络/金属有机骨架结构复合材料,并经高温煅烧得到碳纤维基钴/碳(LS-Co/C)复合材料。结果表明：在800℃煅烧后,LS-Co/C展现了优异的吸波性能,厚度为1.5 mm时有效吸收带宽为5.2 GHz (12.8～18.0 GHz),其良好的吸波特性得益于错综复杂的三维多孔网络结构为电磁波提供了适宜的损耗空间,在电磁场作用下产生感应电流,并在碳纤维导电网络中快速衰减,同时钴/碳复合材料与碳纤维形成的多重界面极化助力电磁波进一步衰减。该研究将为新型多孔磁性碳基吸波材料的设计开发提供策略。     

基于类骨骼肌结构的纱线基驱动器性能及应用

针对纤维基驱动器结构稳定性较低、制备工艺复杂、难以实现产业化应用等问题,采用亲水性粘胶长丝与低熔点涤纶长丝,通过并线、倍捻、热定形的方法制备纱线基驱动器,利用在外界湿刺激条件下2种材料的非对称响应实现驱动功能。对该纱线基驱动器结构进行测试与表征,分析湿刺激下粘胶长丝与涤纶长丝协同响应驱动性能和循环回复效应的影响因素。结果表明：该纱线基驱动器表面为粘胶与涤纶长丝束呈多层级交替排布的类骨骼肌结构;在一定范围内,驱动器的驱动性能随着纱线捻度、线密度与粘胶长丝含量的增加而增大,单次循环内驱动器最大收缩应变可达83.15%,连续30次循环内最大收缩应变回复率可达90%以上,展现出优异的结构稳定性以及强大灵敏的响应驱动性和循环回复效应,在柔性机械臂、智能纺织品等开发领域具有广阔的应用前景。     

基于二维碳化钛材料修饰的功能棉针织物制备及其性能

为拓展二维碳化钛材料在棉针织物中的应用,制备具有一定耐水洗性能的导电棉针织物,首先利用LiF/HCl混合溶液刻蚀前驱体钛碳化铝获得二维碳化钛导电材料(Ti₃C₂T_x),再对棉针织物进行阳离子化改性,使Ti₃C₂T_x通过静电作用附着到阳离子化的棉针织物表面,得到导电棉针织物材料。借助X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段对棉针织物在阳离子化改性前后以及负载Ti₃C₂T_x前后进行形貌表征和元素分析。通过RTS-9型四探针测试导电棉针织物的表面电阻,对棉针织物阳离子化改性工艺及Ti₃C₂T_x在阳离子化棉针织物表面的负载条件进行了优化。得到棉针织物阳离子化改性的最佳工艺:阳离子改性剂用量为10%(o.w.f),氢氧化钠质量浓度为10 g/L,获得Ti₃C₂T<...     

高光洁处理对聚酰亚胺短纤纱及其织物性能的影响

针对聚酰亚胺(PI)短纤维纺纱静电大、成纱毛羽多、后加工摩擦剧烈导致纱线品质大幅恶化的问题,创新提出了在后加工终端对多毛羽PI单纱进行高光洁处理的方法。通过研制纱线高光洁处理装置和理论模拟,分析了该装置引纱区与涡流包缠关键区的作用机制,应用装置的湿热涡流处理多毛羽PI单纱,并将处理前后的PI单纱实施倍捻和织造,获得PI股线及其织物。结果表明：与处理前相比,高光洁处理后的PI单纱有害毛羽去除率为97.69%、耐磨性提高48.84%,PI股线有害毛羽去除率为64.67%、耐磨性提高40.89%;处理后纱线所织造织物的柔软性、透气性、抗起毛起球性、抗静电性均得到改善。     

高压静电加载形式对聚合物熔体静电直写制备效果的影响

为探究熔体静电直写制备过程中电极正接与反接造成的差异，利用ANSYS对不同高压静电加载形式下纺丝区间的电场强度大小、分布以及电场方向进行了模拟分析，并从产生射流临界电压、射流速度、纤维直径、纤维沉积精度等方面进行了实验对比。模拟结果与实验结果相互印证：电极正接的情况下喷头处电场强度较反接高出14%左右，纤维直径更细，射流速度更快，相同距离下产生射流所需要的临界电压仅为反接的35%～74%;电极反接的情况下接收板位置电场强度较正接高35%左右，电场强度分布更加均匀，电场方向更加一致，更有利于提高纤维在电场中的稳定性，纤维沉积偏差较正接降低35%～51%。     

高熔融指数聚乳酸母粒的制备及其熔喷材料的可纺性

为制备综合性能优异的聚乳酸(PLA)熔喷非织造材料,探究不同熔融指数PLA母粒对其熔喷可纺性的影响。以纺丝级PLA为原料,采用催化降解法分别设计制备了熔融指数为200、400、600、1 000、1 400 g/(10 min)的PLA母粒,对其分子质量及其分布、流变性能、结晶性能以及热稳定性进行研究;然后进一步制备不同熔融指数的PLA熔喷材料,分析其形貌结构、纤维直径、力学性能。结果表明：随着熔融指数的升高,PLA熔喷母粒的重均分子量从75 566 g/mol降低到29 857 g/mol,分子质量分布变宽,而玻璃化转变温度、热结晶性能及热稳定性无明显变化;随着熔融指数的升高,熔喷纤维的直径逐渐减小,纤维直径为0.5～7μm,且熔喷材料的纵、横向断裂强度显著降低;当PLA熔喷母粒的熔融指数在400～600 g/(10 min)之间时,熔喷材料的可纺性和力学性能最佳。     

全成形毛衫花式结构三维仿真

为实现对全成形毛衫编织工艺中花式结构的仿真与毛衫的虚拟展示,通过分析线圈结构特点建立线圈几何模型和网格模型,测量了实际织物中花式结构线圈的形变量,根据线圈网格质点与线圈型值点间数学关系式,利用矩阵运算得到花式结构线圈的坐标。使用三维图形引擎,根据线圈型值点三维空间坐标绘制出三维线圈结构,通过与实际织物比较对三维仿真效果进行检验。结果表明：该方法可实现从实际织物到三维线圈结构的快速转换,能准确清晰模拟全成形毛衫花式结构,增强全成形毛衫虚拟展示的真实感。     

羧基化聚苯乙烯荧光微球的合成及其在织物防伪中的应用

为解决防伪技术中荧光织物制备方法复杂和成本高的问题,采用分散聚合法制备表面带有负电荷的羧基化聚苯乙烯微球(CPS),再以阳离子表面活性剂十八烷基三甲基溴化铵为改性剂,利用静电自组装法吸附荧光染料异硫氰酸荧光素(FITC),制备羧基化聚苯乙烯荧光微球(CPS-FITC),最后将其负载于织物上制备荧光织物。结果表明：所制备的荧光微球和荧光织物在紫外灯(365 nm)下具有明亮的黄绿色荧光,且放置不同时间(1～9 d)、在不同的pH值(3～11)下,经多次摩擦和水洗后均能保持良好的荧光稳定性。该制备方法操作简便、成本低且荧光强度高,可用于不同织物的防伪检测。     

花状氧化石墨烯原位展开共聚聚酰胺6及其功能纤维

为实现复合纤维中石墨烯的分子级分散,从而改善现有石墨烯复合纤维制成率低、强度低、耐用性差等问题,提出了一种原位展开共聚的机制,使得聚酰胺6(PA6)分子接枝的石墨烯片能够均匀分散在体系内,从而批量制备多功能PA6/石墨烯纤维,建立起全新的纤维制备-加工-性能一体化系统,实现了多功能性和高力学性能的兼顾。结果表明：在聚合过程中,花状氧化石墨烯呈现出逐步展开、分散的形貌变化,同时参与聚合反应中;反应结束后,PA6分子均匀接枝在石墨烯片表面,并诱导PA6发生了晶型转变;加入0.1%石墨烯后复合纤维单丝的拉伸强度相比纯PA6纤维提高25.4%,拉伸模量提高49.5%;此外,石墨烯复合PA6面料兼具优异的抗菌、抗病毒、远红外发射、负离子发生、防紫外线等功能,具有广阔的市场前景。     

纤维素/碳纳米管复合纤维的制备及其功能化应用

针对导电材料填充纤维素复合纤维的强度与导电性能难以兼顾的问题,利用羧基改性碳纳米管能较好地分散在水中,以及低温(-10℃)条件下氢氧化钠/尿素溶液能较好地溶解纤维素这个特性,制备了纤维素/碳纳米管复合纺丝液,然后通过湿法纺丝制备了含有不同质量分数碳纳米管的复合纤维,对复合纤维的微观结构、力学性能以及电学性能进行表征。结果表明：由于纤维素与碳纳米管之间的强相互作用以及碳纳米管的取向,使复合纤维具有良好的力学性能和导电性能,当碳纳米管质量分数为20%时,复合纤维的断裂强度为165 MPa,电阻为3 kΩ;当电压升高到30 V时,复合纤维的温度在15 s内可上升到62.3℃,且吹气和浸入水中都能产生规律的电阻变化。