驻极体-增塑剂复合改性聚乳酸熔喷非织造材料的制备及性能

分别采用无机纳米SiO₂或一种商用有机助剂（O-electret）作为驻极体改性剂,并通过引入环氧大豆油（ESO）和聚乙二醇（PEG）作为增塑剂对聚乳酸（PLA）进行了复合改性,在传统工业熔喷生产线上制备了具有可生物降解特性的驻极体-增塑剂/PLA熔喷非织造复合材料。利用转矩流变仪和熔融指数仪测试了复合改性PLA切片的流动性,发现加入ESO和PEG能使熔融指数提高到110 g/10 min。利用DMA测试了驻极体-增塑剂/PLA熔喷非织造复合材料的力学性能,发现采用增塑剂改性后能显著提高材料的拉伸强度和塑性。利用滤料综合性能测试台测试了的驻极体-增塑剂/PLA熔喷非织造复合材料的过滤性能,结果显示,驻极改性能够使其过滤PM2.5的效率提高至86%及以上。利用SEM研究了驻极体-增塑剂/PLA熔喷非织造复合材料表面的微观形貌,结果表明,采用驻极体改性后,细纤维的比例显著增加;采用增塑剂改性使纤维更细更长,纤维间交错更加复杂。      

PBAT含量对PLA基可降解共混切片及复合熔喷非织造布性能的影响

以聚乳酸（PLA）为基体,聚己二酸-对苯二甲酸-丁二酯（PBAT）为增韧剂,聚乙二醇（PEG）为增塑增容剂,利用双螺杆造粒机,通过熔融共混的方法制备了不同PBAT含量的PLA/PBAT/PEG共混切片,并对共混切片的熔融指数、热稳定性、脆断截面的微观形貌进行了分析,结果表明：PEG对PLA/PBAT复合基体增塑增容效果良好,使得PBAT可均匀分散在PLA基体中,呈现出典型的“海岛”结构,提高了PLA基体的韧性。利用往复式熔喷机,制备了PLA/PBAT/PEG复合熔喷非织造布。通过同步热分析仪、扫描电镜、电子万能试验机研究了PBAT含量对复合熔喷非织造布的热性能、微观结构和力学性能的影响。拉伸测试结果表明,适量的PBAT与PEG可以对PLA基复合熔喷非织造布起到协同增强增韧的作用,其中PLA-3(PBAT在PLA/PBAT复合基体中的质量分数为3%)复合熔喷非织造布与同工艺纯PLA熔喷非织造布相比,横向断裂强力提高48.8%,纵向断裂强力提高28.7%,横纵向断裂伸长率均提高一倍以上。     

纳米SiO_2驻极体/聚乳酸复合熔喷非织造材料的制备及性能

采用纳米SiO_2为驻极体,经过表面改性与聚乳酸(PLA)复合,利用双螺杆挤出机制备了纳米SiO_2/PLA复合熔喷切片,并通过工业级熔喷生产线试制了纳米SiO_2/PLA复合熔喷非织造材料。利用FTIR分析了纳米SiO_2的表面改性效果,利用DSC分析了纳米SiO_2/PLA复合熔喷切片在熔喷快速冷却条件下的结晶性能,利用滤料综合性能测试台和SEM研究了纳米SiO_2/PLA复合熔喷非织造材料的过滤性能及微观形貌,最后采用质量损失法评估了纳米SiO_2/PLA复合熔喷非织造材料的降解性能。研究结果表明:经表面改性处理,纳米SiO_2表面附上了有机活性基团;在100℃/min的冷却条件下纯PLA的结晶分数较低,纳米SiO_2驻极体的加入有助于PLA的结晶;少量纳米SiO_2驻极体的添加可显著提高PLA复合熔喷非织造材料的过滤效率,其中质量分数0.75%的纳米SiO_2添加量可使过滤效率达到99.69%,接近商用高效空气过滤器(HEPA)级聚丙烯(PP)过滤效率;在中性水解环境下,纳米SiO_2/PLA复合熔喷非织造材料具备可降解性能,经8个月质量降解至79.57%。     

空气过滤用电纺聚偏氟乙烯-聚丙烯腈/熔喷聚丙烯无纺布复合材料的制备及过滤性能

为开发高效低阻的空气过滤材料,采用静电纺丝技术制备了聚偏氟乙烯（PVDF）-聚丙烯腈（PAN）复合纳米纤维,并与聚丙烯熔喷非织造布复合制得高效复合过滤材料,研究了PVDF与PAN的质量比对溶液性质、表面形貌、比表面积、透气性和过滤性能的影响。结果表明,当PVDF与PAN质量比为3:5时,其溶液可纺性最好,所得纤维直径均匀,约为0.59 μm;利用BET比表面积分析仪测试可得其比表面积约为PVDF与PAN质量比为2:1时的两倍;利用滤料测试仪对PVDF-PAN/熔喷聚丙烯（PP）无纺布复合滤材的过滤性能进行测试,结果表明,静电纺PVDF-PAN纳米纤维层可显著提高聚丙烯熔喷非织造布的过滤性能,PVDF-PAN/熔喷PP无纺布过滤效率可达99.95%,明显高于熔喷无纺布的过滤效率（65%）,过滤阻力为77 mmH₂O（1 mmH₂O=9.8 Pa）,过滤品质因子达0.0987,远高于熔喷无纺布的过滤品质因子0.0168,过滤效果得到显著提升。      

多壁碳纳米管/聚乳酸复合超细纤维的制备及性能

通过静电纺丝法制备出多壁碳纳米管（MWNTs）增强聚乳酸（PLA）复合超细纤维膜。用扫描电镜、透射电镜、差示扫描量热仪、热重分析仪对MWNTs/PLA复合超细纤维进行了表征,并进行了拉伸测试。结果表明,MWNTs分散于PLA纤维中,随着MWNTs含量的增加,纤维平均直径先减小后增大,MWNTs的加入会降低PLA的结晶度...     

PP/CHA熔喷非织造布制备工艺及其性能研究

介绍了PP/CHA熔喷非织造布的加工研制过程.通过对所制PP/CHA熔喷非织造布进行纤维细度、力学性能、透气性能、过滤效率和亲水性能测试,分析热空气温度和压力、接收距离等熔喷工艺参数对产品性能的影响.结果表明:纤维直径随热空气温度增加,先减小后增大;随热空气压力增大而减小.强度随热空气压力增大而增大,随接收距离增大而减小.透气率随热空气温度升高而增大,过滤效率随热空气压力增大而增大,吸液率随接收距离增大而增大.     

中空桔瓣型超细纤维/水性聚氨酯合成革的制备及性能

以聚酯-聚酰胺6(PET-PA6)中空桔瓣型超细纤维非织造布为基布,以水性聚氨酯(WPU)膜为聚合物涂层,经干法移膜技术得到了中空桔瓣型超细纤维/水性聚氨酯(PET-PA6/WPU)合成革,实现了超纤革的绿色化制备。通过场发射扫描电镜(FESEM)等测试手段表征了PET-PA6中空桔瓣型超细纤维非织造布的结构性能,系统研究了发泡倍率对WPU膜形态结构和性能的影响规律,分析了PET-PA6/WPU合成革的结构、透气透湿和物理力学性能。结果表明:PET-PA6中空桔瓣型超细纤维非织造布裂离后单根纤维的直径介于2.2~5.5μm之间,且其性能满足纺织品合成革用非织造基布的使用要求。当发泡倍率为100%时,所制备WPU膜为致密无孔结构,透气量和透湿率分别为14.72L/(m~2·s)和3 686.84g/(m~2·24h)。随着发泡倍率的增加,所制备WPU膜具有通透型泡孔和有孔表面,平均孔径、透气量和透湿率均依次增大。其中,当发泡倍率为250%时,WPU膜的透气量和透湿率分别达到169.43L/(m~2·s)和5 209.09g/(m~2·24h)。所制备的PET-PA6/WPU超纤革为三层复合结构,包括基布层、发泡层和面层,且其透气量为0.45L/(m~2·s),断裂强力为纵向138.40N、横向96.60N,断裂伸长率为纵向72.70%、横向101.80%,撕裂强力为纵向63.20N、横向88.20N,剥离强力为水解前15.86N、水解后15.61N,褶皱回复角为纵向149.30°、横向151.80°,均优于同类型的海岛针织合成革和真皮,同时透湿率高达1 673.8g/(m~2·24h),接近于真皮。     

银/还原氧化石墨烯负载聚丙烯熔喷非织造材料的制备及抗菌抗静电性能

为了赋予聚丙烯(PP)熔喷非织造材料良好的抗菌和抗静电性能,使其在医疗卫生等领域得到更广泛的应用,首先利用聚多巴胺(PDA)和聚乙烯亚胺(PEI)对PP熔喷非织造材料进行表面改性得到P-PP,再通过微波辅助法负载银/还原氧化石墨烯(Ag/rGO)得到了Ag/rGO-P-PP复合熔喷非织造材料。同时制备了单独负载rGO、Ag的rGO-P-PP、AgP-PP和未经表面改性处理的Ag/rGO-PP材料。通过对复合材料的结构和性能表征,表明Ag/rGO成功负载到P-PP熔喷非织造材料的表面,得到的复合材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均大于99.99%,表面电阻率达到1.77kΩ,半衰期达到0.01 s。与rGO-P-PP、Ag-P-PP和Ag/rGO-PP相比,Ag/rGO-P-PP减少了纳米Ag的团聚,负载较均匀,抗菌和抗静电效果也最佳。     

共混聚乳酸调控玉米醇溶蛋白超细纤维膜的形貌与性能

利用静电纺丝制备出玉米醇溶蛋白（zein）/聚乳酸（PLA）复合超细纤维,通过场发射扫描电镜（FE-SEM）观察了不同共混质量比超细纤维的形貌。然后通过对不同共混质量比的超细纤维膜进行红外光谱（FT-IR）和差示扫描量热（DSC）测试,分析比较了不同共混质量比复合超细纤维膜的结构,并进行了力学性能测试。结果表明,PLA...     

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。      

凝固条件对PBO初生纤维孔结构及拉伸强度的影响

研究了凝固浴条件对PBO初生纤维孔结构及拉伸强度的影响。结果表明：在考察范围内,随凝固浴温度的降低、凝固浴浓度的增大,初生纤维的孔体积总量减小,孔径分布范围变窄,优势孔的孔径分布峰数量减少,初生纤维的强度增大。随着凝固牵伸倍率（2～10）的增加,孔体积减小、优势孔的孔径分布峰数量减少;但当牵伸倍率大于10倍时,总孔体积和优势孔的孔径分布峰数量开始增加;初生纤维的强度则随牵伸倍率的增大而增长。     

聚乳酸/纳米SiO2复合纤维的制备及力学性能

首先用硅烷偶联剂(GPS)对纳米SiO2进行接枝改性,利用粒径分析仪、FTIR和沉降实验对改性前后纳米SiO2的粒径大小、结构和溶剂稳定性的变化进行了表征;然后将改性前后的纳米SiO2分别与聚乳酸(PLA)在双螺杆挤出机中熔融混合,利用牵伸卷绕装置制备了PLA/SiO2和PLA/M-SiO2(改性后SiO2)复合纤维。利用视频显微镜和单纱强力仪研究了不同纳米SiO2含量对PLA/SiO2和PLA/M-SiO2复合纤维结构形貌和力学性能的影响,以及不同牵伸倍数对PLA/M-SiO2复合纤维结构形貌和力学性能的影响。结果表明M-SiO2粒径明显减小,且硅烷偶联剂结构中的有机官能团与SiO2表面硅羟基发生反应,减少了其表面Si-OH的量,使得M-SiO2表现出良好的溶剂稳定性和分散性;PLA/M-SiO2复合纤维的力学性能较PLA/SiO2复合纤维得到了明显的改善;当改性纳米SiO2含量为1%时复合纤维强度最好;当牵伸倍数为3时复合纤维强度最好。     

醋酸纳米纤维夹心材料的制备及截滤性能研究

利用静电纺丝技术,在熔喷非织造布上分别沉积1、3、5、7、9min质量分数为10%的醋酸(CA)纳米纤维膜,并以纳米纤维膜为芯、制备熔喷非织造物为表里层的夹心材料。采用扫描电镜对CA纳米纤维膜及夹心材料进行形貌表征,测试孔径大小及分布,并对透气性和滤菌等截滤性能进行测试。结果表明:在实验范围内,纳米纤维连续均匀,直径分布在250～300nm之间;夹心材料孔径变小、孔隙分布均匀,孔径由10μm下降到3.5μm以下;纺丝时间对夹心材料透气性及滤菌性能有显著影响,但纺丝时间在1～5min范围内,对透气率影响较少,而滤菌效果明显改善;在纺丝时间为5min时,夹心材料透气率仅下降38mm/s,细菌过滤效率由27%左右提升至80%以上,可应用于医用口罩及其他防护产品。     

静电纺PLA/PCL复合纳米纤维膜的制备及性能研究

为了减轻溢油事件给生态环境和人们生产生活带来的影响，以天然可降解聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)为材料，采用静电纺制备不同共混比的PLA/PCL复合纳米纤维膜用于疏水吸油。利用扫描电子显微镜观察纤维表面形貌，并测试不同共混比PLA/PCL纤维膜的直径、拉伸性能、水接触角、吸油倍率和保油率。研究结果表明，随着PCL添加量的增加，纤维直径减小，断裂强度减小，而纳米纤维膜的断裂伸长率则从原来的72.53%增加到了118.45%,具有良好的韧性；共混后的PLA/PCL纳米纤维膜的水接触角最高可达140.56°,相比纯PLA纳米纤维膜水接触角增加了2.66°,对机油、花生油和菜籽油的最大吸油倍率分别为47.10g/g、41.13g/g和37.93g/g,对机油的保油率最高可达76.16%,具有良好的疏水亲油性能。     

Si-TaSi2共晶自生复合场发射材料的定向凝固组织特征

采用电子束悬浮区熔装置（EBFZM）制备了Si-TaSi2共晶自生复合场发射材料,系统地研究了Si-TaSi＋2共晶的定向凝固组织特征.当凝固速率在0.3～9.0mm/min范围内变化时,均可获得Si-TaSi2共晶自生复合材料,具有高精确取向的TaSi2纤维在硅连续基体中均匀分布.随着凝固速率的增大,TaSi2纤维的直径和平均间距减小,面密度和体积分数增大.采用零功率法考察了不同凝固速率时的固-液界面形貌.当凝固速率由0.3mm/min变化到5.0mm/min时,固-液界面经历了平界面→浅胞状界面→胞状界面→平界面的演化过程.     

亚麻落麻纤维增强可降解复合材料的拉伸强度预测

采用非织造结合热压成型工艺制备了亚麻落麻纤维增强聚乳酸(PLA)基可降解复合材料(亚麻落麻/PLA),研究了纤维体积分数对材料拉伸强度的影响,并利用 Kelly-Tyson拉伸强度预测模型及相关修正理论,提出了非连续植物纤维增强可降解复合材料(D-NFRBC)强度预测模型,该模型考虑了纤维长度、取向角、直径、强度概率分布及材料界面剪切强度与材料中纤维临界长度、纤维极限拉伸强度三者间制约关系对复合材料强度的影响。结果表明;亚麻落麻/PLA拉伸强度在纤维体积分数为39.6%时达到最大,应用本文建立的强度预测模型所得亚麻落麻/PLA拉伸强度预测值与实验值吻合良好。     

制备参数对聚醚砜/非织造布复合膜空气过滤性能的影响

聚醚砜(PES)是一种综合性能优良的聚合物成膜材料,熔喷非织造布具有良好的过滤效能并广泛应用于空气的过滤.聚醚砜/非织造布复合膜是以PES膜材、致孔剂聚乙烯吡络烷酮(PVP)和溶剂N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)作为铸膜液并涂覆在熔喷非织造布上,然后转移至凝固浴中成膜.通过控制铸膜液组分的不同比例、凝固浴温度和第一凝固...     

静电纺主要参数对PLA/姜黄素超细纤维形貌及直径的影响

为了研究静电纺主要工艺参数对聚乳酸（PLA）/姜黄素超细纤维形貌及直径的影响,以丙酮和三氯甲烷的混合液为溶剂,调节姜黄素质量分数、纺丝电压、速率和接收距离分别制备不同规格的超细纤维。通过扫描电镜（SEM）对制备的超细纤维形貌进行观察并应用Photoshop CS 3.0软件对超细纤维直径进行测量统计,发现在本实验范围内...     

牵伸倍率对PEDOT PSS/PVA复合导电纤维结构与性能的影响

将合成的导电聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚对苯乙烯磺酸(PEDOT-PSS)与聚乙烯醇(PVA)共混, 通过湿法纺丝, 得到了电导率较高、力学性能良好、可进行机织的PEDOT-PSS/PVA复合导电纤维, 研究了牵伸倍率对纤维导电性能、结构、热性能和力学性能的影响。结果表明: 随着牵伸倍率的增加, PEDOT-PSS/PVA复合导电纤维表面的微纤数量增加, 结晶性能、热稳定性及力学性能均有所提高; 当PEDOT-PSS/PVA复合导电纤维的牵伸倍率为4.0时, 其断裂强度、伸长率和初始模量分别为6.74 cN/dtex、5.95%和42.43 cN/dtex, 电导率可达到34.5 S/cm, 具有良好的应用性能。     

PPS/PP共混海岛超细纤维的制备及结构性能研究

以聚苯硫醚(PPS)和聚丙烯(PP)为原料,采用熔融共混纺丝法制备PPS/PP共混海岛纤维,经二甲苯溶除剥离基体相PP可制得PPS超细纤维。利用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)、X射线衍射仪(XRD)及红外分光谱测试仪(FT-IR),研究了PPS/PP共混组成比和牵伸比对纤维的结构及性能的影响。结果表明:PPS/PP共混组成比从30/70增加至60/40时,PPS超细纤维平均直径从228 nm增至408 nm;当PPS/PP共混组成比大于60/40时,开始出现相转变现象;PP的加入提高了PPS的结晶能力,随着PPS/PP共混组成比增大,纤维线密度逐渐变大,共混纤维中PPS组分的结晶度变小,纤维力学性能降低;提高牵伸倍数,纤维线密度变小,断裂强度增强,共混纤维中PPS组分的结晶度升高,纺速在280~350 m/min之间时,共混纤维可在2.0~3.0倍下进行牵伸;共混纺丝制得的PPS超细纤维热稳定性有所下降,但并不影响PPS高温使用性能。