聚酯-聚酰胺6中空桔瓣超细纤维/Lyocell纤维非织造复合材料的制备与性能

采用纺粘技术制备聚酯-聚酰胺6(PET-PA6)双组份中空桔瓣纤维,并与Lyocell纤维网复合,经高压水刺制备双层复合结构的PET-PA6/Lyocell非织造材料,研究了纤维复合比例及面密度对复合非织造材料性能的影响。结果表明:PET-PA6/Lyocell复合非织造材料具有明显的三维立体结构和双层复合结构,PET-PA6纤维裂离后纤维等效直径介于3.60~6.50 μm之间,Lyocell纤维的直径介于9.30~11.50 μm之间,且有部分原纤化的微原纤维。面密度一定时,PET-PA6/Lyocell非织造材料相比于PET-PA6非织造材料,亲水性能有明显的提升,当PET-PA6与Lyocell纤维含量比值为1∶1时(面密度为160 g/m2),透气率为249.47 L/(cm2·s),提升117.83%;透湿率为4 035 g/(m2·24 h),提升36.01%;柔软度为4.39 mm,提升67.56%;同时力学性能有所增加,纵横强力比由1.5降至1.2,相差幅度明显降低;但热稳定性有略微的下降。随着的面密度增加,复合非织造材料的透气透湿性能逐渐降低,柔软度降低,力学性能有所增强。Lyocell纤维的复合使非织造材料的综合性能有了明显的提升,非织造布的三维立体结构和双层复合结构与天然皮革的微观结构相似,有望在超细纤维合成革基布领域得到应用。      

封闭型无溶剂聚氨酯超细纤维合成革基布的制备及性能

将聚酰胺6-碱溶性聚酯(PA6-COPET)海岛纤维非织造布与封闭型无溶剂聚氨酯(BSFPU)通过浸渍、碱减量和后整理等工艺制备了BSFPU超细纤维合成革基布。分析和探讨了BSFPU浸渍量对超细纤维合成革基布力学性能和卫生性能的影响,采用电子扫描显微镜对其微观结构进行表征。结果表明:海岛纤维经过减量后形成具有37根纤维且单纤直径约为3 μm的束状超细纤维,BSFPU超细纤维合成革基布形成了近似天然皮革的微观结构。随着BSFPU浸渍量的提高,碱减量过程减量率从31.59wt%降低至28.22wt%;BSFPU超细纤维合成革基布的断裂伸长率和撕裂强度下降;拉伸强度保持不变直到浸渍量大于100wt%时开始下降;透气量从50 086 mL/(m2·s)降低至24 757 mL/(m2·s),透水汽量从790.47 mg/(10 cm2·24 h)下降至488.70 mg/(10 cm2·24 h)。经过测试,BSFPU超细纤维合成革基布能够满足行业检测标准,并且其卫生性能明显优于市售溶剂型聚氨酯超细纤维合成革基布。      

基于PTFE膜的防水透湿层压复合织物制备与性能研究

以高密异收缩涤纶复合丝织物、3M气溶胶和聚四氟乙烯(PTFE)微孔膜为基材,通过层压来制备防水透湿层压复合织物,并对复合织物的剥离强力等性能进行测试,探索出复合织物的最优工艺。实验结果表明,不同的层压工艺对层压织物的剥离强力产生很大的影响,特别是上胶量。随着上胶量的增大,层压织物的剥离强力而增大,但增大到一定程度时不能完全剥离;而透湿性、柔软性变得较差;当热压温度为100℃,热压压力为0.3MPa,上胶量为31.8g/m~2时,防水透湿层压复合织物的性能较优,透湿量为5010g/(m~2·24h),弯曲刚度(B)达到0.2833N/(m~2·cm),滞后矩(2HB)达到0.1132N·cm/cm。     

水性聚氨酯膜的制备及在超纤革中的应用

以水性聚氨酯(WPU)为聚合物,采用物理机械发泡的方法制备WPU膜,系统研究了成膜温度对WPU膜形态结构和性能的影响规律。结果表明,当成膜温度低于100℃时,所制备WPU膜的泡孔密度、表面孔孔径、平均孔径、结晶度、透气量、透湿率、断裂强度和断裂伸长率等均随成膜温度的升高而增大。其中,当成膜温度为80℃时,膜具有最佳的性能。随着成膜温度进一步升高,膜的表面出现裂纹,透气量和透湿率增加,而断裂强度和断裂伸长率显著减小。在此基础上,经干法移膜技术制备的WPU超纤革达到了成品等级的A类产品。     

水性聚氨酯膜的制备及渗透汽化分离苯/环己烷

以低聚物多元醇为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)或甲苯二异氰酸酯(TDI)为硬段,合成脂肪族或芳香族水性聚氨酯(WPU)膜;对温度为50℃,质量分数为50%苯/环己烷混合溶液进行渗透汽化性能的检测。结果表明,芳香族WPU膜的分离效果优于脂肪族WPU膜,但渗透性能略差;采用聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇(PBA)作为软段合成的WPU膜的分离和渗透效果均较为理想;对于PBA基WPU膜,软段的相对分子质量越大,分离因子越小,渗透通量越大;软段PBA-2000含量从51.6%增加到65.1%,硬段为IPDI的WPU膜的分离因子由4.91减小到4.64,渗透通量由0.28kg/(m~2·h)增加到0.45 kg/(m~2·h)。硬段为TDI的WPU膜的分离因子由6.11减小到5.33,渗透通量由0.095 kg/(m~2·h)增加到0.42 kg/(m~2·h)。     

基于静电纺丝技术的防水透湿层压织物的研究

将聚酯(PET)和聚氨酯(PU)静电纺纳米纤维膜热压在普通织物上,得到的层压织物具有很好的性能。对层压织物进行透气性、透湿性以及耐静水压等性能测试,结果显示,层压织物的性能随着静电纺纳米纤维膜的种类和厚度的不同而有差异。纳米纤维层压织物具有优良的透湿性能,透湿量可达9727.843g/(m~2·d),阻气值不低于14.6kPa/(s·m),且具有很好的手感。     

改性纳米TiO_2/WPU复合材料在超细纤维合成革上的应用

将改性纳米TiO2添加到聚氨酯预聚体中,制备出具有良好稳定性的改性纳米TiO2/水性聚氨酯(WPU)复合材料;以其作为成膜剂,采用干法移膜法制备超细纤维合成革。通过对超细纤维合成革卫生性能、耐用性能等指标的测定,考察了复合材料的应用性能。结果表明:加入改性纳米TiO2可提高WPU的抗静电性且对涂层表面平整度无影响,当添加量为3%(质量分数)时,超细纤维合成革的透气性提高了40%,透水汽性提高了64%,其耐磨、耐折性也得到明显改善。     

仿生高取向结构聚乳酸/聚乙二醇/十二烷基硫酸钠熔喷非织造材料的原位牵伸制备及定向导液特性

为增强聚乳酸（PLA）超细纤维非织造材料的液体定向传输能力，选用聚乙二醇（PEG）和十二烷基硫酸钠（SDS）改善PLA的亲水性，并通过原位牵伸辅助的熔喷成型工艺制备了仿生高取向结构PLA/PEG/SDS超细纤维非织造材料，研究了不同牵伸倍率对材料结构与性能的影响。结果表明，PLA/PEG/SDS共混聚合物的玻璃化转变温度为50℃左右，适合进行牵伸；随着牵伸倍率从1.0增加至2.0，高取向度纤维（取向角度≤20°）数量从10%增大至67%，纵向拉伸断裂强力提升151.5%，液体爬升高度从20 mm增大至62 mm。仿生高取向结构PLA/PEG/SDS熔喷非织造材料定向导液特性得到增强，因此满足其在加湿器、雾化器和3D打印机等微流体传输领域的应用。     

PAMAM—COOH的合成、表征及对超细纤维合成革卫生性能的影响

分别采用盐酸和乙醛酸对0.5代聚酰胺-胺(G0.5 PAMAM)和1代聚酰胺-胺(G1 PAMAM)进行改性,得到了0.5代端羧基的树枝状大分子(G0.5PAMAM—COOH)和1.0代端羧基的树枝状大分子(G1 PAMAM—COOH)。采用单因素实验优化了乙醛酸改性G1 PAMAM的反应条件,即n(G1 PAMAM)∶n(乙醛酸)为1∶12,反应温度为35℃,反应时间为2h。采用G0.5 PAMAM—COOH和G1 PAMAM—COOH对超细纤维合成革基布进行改性,结果表明,改性后基布的透水汽性分别提高了26.97%和34.59%。SEM显示改性后基布纤维松散程度增加,孔隙变大。水接触角测试表明改性后基布上的亲水基团增多,经G0.5 PAMAM—COOH与G1 PAMMA—COOH改性的基布,其渗水时间较之未改性基布分别缩短了71.74%和78.26%,表明超细纤维合成革基布的卫生性能得到改善。     

一种筋线增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜纺丝条件对膜结构与性能的影响研究

为了提高传统非溶剂致相分离(NIPS)法制备中空纤维膜的拉伸断裂强力,设计出一种新的增强型聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维外压膜结构,该结构中增强体PVDF筋线处于三孔道中间并且与分离层的粘接性良好.通过对筋线增强膜的纯水通量、抗压扁能力、最大孔径、破裂压力等性能进行测试,得到了筋线增强膜的最佳外形轮廓和最优纺丝工艺参数.结果表明,当入水距离为11 cm,制备的筋线增强膜为品字外形,膜壁厚度均一,膜的纯水通量由圆形的194 L/(m~2·h)增加到245 L/(m~2·h);膜抗压扁能力变化不大;膜最大孔径由0.204μm下降到0.156μm;膜的破裂压力由圆形的0.325 MPa增加到0.365 MPa.与相同规格的单孔膜相比,筋线增强膜的纯水通量变化不大,但膜拉伸断裂强力提高了12倍左右,达到23.64 N.     

Novel transcatheter aortic heart valves exhibiting excellent hemodynamic performance and low-fouling property

Transcatheter aortic heart valves (TAHVs) have been widely used for aortic valve replacements, with less trauma and lower clinical risk compared with traditional surgical heart valve replacements. In the present study, composites of poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) hydrogels and anisotropic high-shrinkage polyethylene terephthalate/polyamide6 (PET-PA6) fabric (PEGDA/PET-PA6) were fabricated as artificial heart valve leaflets. Dynamic mechanical analyses (DMA) indicated that PEGDA/PET-PA6 composites possessed anisotropic mechanical properties (i.e., storage moduli ～23.30 ± 1.36 MPa parallel to the aligned fabric fibers and ～9.68 ± 0.90 MPa perpendicular to the aligned fibers at 1 Hz) that were comparable to aortic valve leaflets. The PEGDA/PET-PA6 composites with smooth surfaces were highly hydrophilic (contact angle ～41.6° ± 3.8°) and had low-fouling properties without platelet adhesion, suggesting a low risk of thrombogenicity when they interacted with blood. Furthermore, transcatheter aortic heart valves were fabricated using nitinol self-expanding frames and PEGDA/PET-PA6 composites as artificial leaflets, which presented excellent hemodynamic performance with a large orifice area (1.75 cm²) and low regurgitation (3.41%), thus meeting the requirements of ISO 5840-3 standard. Therefore, PEGDA/PET-PA6 composites had suitable mechanical properties, good biocompatibility, and low-fouling properties, indicating that they might be used for TAHVs in the future.     

PMMA-rod-assisted temperature sensor based on a two-turn thick-microfiber resonator

We demonstrate a simple temperature sensor based on an optical microfiber coil resonator which is wrapped on a PMMA rod and embedded in Teflon. The microfiber is thick, strong and easy to be handled, which is 4~5 μm in diameter and more than 1 cm in waist region length. The PMMA rod has a diameter of ~2 mm. The temperature sensitivity is ~80 pm/°C thanks to the large thermal expansion coefficient of PMMA.     

Design and fabrication of tapered microfiber waveguide with good optical and mechanical performance

In this paper, the inherent dependence of optical and mechanical characteristics of tapered microfiber waveguide on its contour profile is studied. Both theoretical analysis and experimental investigation are given. In theory, the optimal profile parameters of the tapered microfiber are proposed to improve the microfiber performance, where it is better to make the tapered microfiber keep two longer than 5-mm-long transition regions which have a decaying exponential profile. And the uniform waist diameter of the tapered microfiber should be more than 600?nm and less than 1?μm. In this case, the microfiber indicates several favorable advantages, such as low loss, strong evanescent field and relatively shorter transition region. In experiment, according to the profile parameters we proposed, we successfully fabricated a tapered microfiber with a low loss of 0.05?dB in air and 0.8?dB on a MgF₂ substrate at the wavelength of 1550?nm, and it has low surface roughness.     

微孔壳聚糖保鲜膜的制备及保鲜效果研究

以壳聚糖为基材,采用不同成孔方式制备壳聚糖微孔膜,并将其应用于圣女果保鲜中。采用扫描电镜、红外光谱、光学显微镜等表征技术对膜的微观结构进行了研究,同时对膜的性能和保鲜效果进行了评定。研究结果表明：在壳聚糖中添加致孔剂纳米氧化锌、聚乙二醇或者通入氮气,均能获得性能较好的微孔膜;其中纳米氧化锌质量分数为4%、经水洗处理的微孔膜其氧气透过系数为37.90×10-15 cm3·cm/(cm2·s·Pa)接近市场PE保鲜膜透气系数;其对圣女果保鲜效果优于市场PE保鲜膜,相较于空白组其保鲜期延长了6 d。     

海藻酸钠离子凝胶法制备直通孔氧化铝多孔陶瓷

利用海藻酸钠的离子凝胶过程, 采用溶剂置换结合冷冻干燥的工艺, 成功制备了具有高度有序六方排列的直通孔多孔氧化铝陶瓷, 整个工艺过程及所使用的原料都是环境友好的。研究结果表明, 1500℃烧结2 h样品的孔径尺寸在200 μm左右, 且与固相含量的关系不大, 而孔壁上存在0.3 μm~0.5 μm的小孔。通过控制浆料中氧化铝的固相含量可以对材料的性能进行有效地调控, 研究表明, 随着固相含量从5wt%提高到15wt%, 材料的密度从0.87 g/cm³提高到1.16 g/cm³, 渗透率从2.57×10^-11 m²下降到2.16×10^-11 m², 而抗压强度从(18.9±3.2) MPa提高到(44.2±5.4) MPa, 平行孔道方向的热导率从2.1 W/(m·K)提高到3.1 W/(m·K), 而垂直孔道方向的热导率从1.3 W/(m•K)提高到1.7 W/(m·K), 并且平行孔道方向热导率的增加幅度要明显大于垂直孔道方向。     

三维针刺C/SiC刹车材料的热物理性能

通过化学气相渗透(CVI)法结合反应熔体浸渗(RMI)法制备了三维针刺C/SiC刹车材料, 系统研究了三维针刺C/SiC刹车材料的热物理性能。结果表明: C/SiC刹车材料的热膨胀系数随温度升高总体呈增大趋势, 但呈规律性波动; 在相同温度下, 垂直于摩擦面方向的热膨胀系数远大于平行方向的。从室温至1300 ℃, 平行和垂直于摩擦面方向的平均热膨胀系数分别为1.75×10-6K-1和4.41×10-6K-1; C/SiC刹车材料的比定压热容随温度的升高而增大, 但增大速率逐渐减小。温度从100 ℃升到1400 ℃, 其比定压热容从1.41 J/(g·K) 增大到1.92 J/(g·K); C/SiC刹车材料的热扩散率随温度的升高而降低, 并趋于常量。平行于摩擦面方向的热扩散率明显大于垂直于摩擦面方向的热扩散率。