防紫外线、防电磁辐射PAN复合纳米纤维膜的制备及性能分析

为制备具有防紫外线、防电磁辐射双重功能的纳米纤维膜,在纯聚丙烯腈(PAN)溶液中加入二氧化钛(TiO_2)与纳米银颗粒(AgNPs),利用静电纺丝方法制备纯PAN和PAN/TiO_2、 PAN/AgNPs、 PAN/TiO_2/AgNPs复合纳米纤维膜,分析纳米纤维膜的微观形貌、紫外线防护性能、紫外线吸收性能和防电磁辐射性能。结果发现:当在纯PAN溶液中加入质量分数为0.50%的TiO_2及1.20%的AgNPs时,制备的PAN/TiO_2/AgNPs复合纳米纤维膜具有极好的紫外线防护功能和防电磁辐射功能,可用于开发具有防紫外线和防电磁辐射双重功能的纳米纤维纺织品。     

聚丙烯腈/二氧化钛纳米纤维的紫外线防护性能

为探讨纳米纤维的紫外线防护性能,在聚丙烯腈（PAN）溶液中加入紫外线屏蔽剂二氧化钛（TiO2）并制备了纯PAN和复合PAN/TiO2纳米纤维膜,利用扫描电子显微镜、紫外透射率分析仪等分析了纳米纤维的微观形态和紫外线防护性能。结果表明：复合PAN/TiO2纳米纤维具有较小的直径;红外光谱图显示PAN/TiO2纳米纤维不仅含有PAN的特征吸收峰,还含有TiO2的特征吸收峰。TiO2的加入有效增加了PAN/TiO2 混合纳米纤维膜的紫外线吸收性能和紫外线防护性能,纯PAN纳米纤维膜的紫外线防护因子（UPF）为30.72,PAN/TiO2 纳米纤维膜的UPF为1 096.21∽1 865.49,且UPF随着TiO2质量分数的增加而增大;TiO2质量分数为0.5%时,PAN/TiO2 纳米纤维表面光滑,直径较小,紫外线防护性能较好。     

静电纺二醋片/UV531防紫外线纳米纤维的性能

为了开发防紫外线纳米纤维纺织品并扩大纳米纤维在纺织材料领域的应用,利用二醋片(CA)和紫外线吸收剂UV531,采用静电纺丝方法制备纯CA纳米纤维和混合的CA/UV531纳米纤维,并利用扫描电镜、紫外分光光度计和紫外线透反射分析仪测试纳米纤维的微观形态、紫外线吸收性能和紫外线防护性能。结果显示:混合的CA/UV531纳米纤维较纯CA纳米纤维的直径略大,且更均匀,说明混合的CA/UV531溶液的可纺性更好;纳米纤维的红外光谱图显示UV531的加入没有影响CA的化学结构;混合CA/UV531纳米纤维的紫外吸收性能和紫外防护性能远远高于纯CA纳米纤维,且随着UV531质量分数的增加,紫外吸收值和紫外线防护系数(UPF)增加,而随着UVA和UVB的透射率降低,紫外防护性能增加。     

改性聚丙烯腈纳米级纤维膜防紫外线性能研究

探讨聚丙烯腈UV329纳米级纤维膜的防紫外线性能。选用聚丙烯腈和紫外线吸收剂UV329作为原料,利用静电纺丝方法制备了纯聚丙烯腈和聚丙烯腈UV329纳米级纤维膜,分析了其微观形态、红外光谱和防紫外线性能。结果表明:聚丙烯腈UV329纳米级纤维的直径随着UV329的加入明显减小;纯聚丙烯腈和聚丙烯腈UV329都具有聚丙烯腈的特征吸收峰,UV329的加入没有改变聚丙烯腈的大分子结构;随着UV329加入量的增加,聚丙烯腈UV329纳米级纤维膜的UPF值越大,而UVA和UVB的透射率越小。认为:聚丙烯腈UV329纳米级纤维膜具有较好的紫外线防护性能。     

TiO_2和UV531对PAN防紫外线纳米纤维的影响分析

为了研究不同防紫外线添加剂对PAN纳米纤维的影响,在聚合物PAN溶液中分别加入了TiO_2与UV531,利用静电纺丝技术制备了PAN仪等仪器对比分析了纯PAN、PAN/UV531、PAN严重,表面会有TiO_2颗粒聚集;红外光谱图显示PAN说明TiO_2与UV531的加入并未改变聚合物PAN的分子基团结构;添加防紫外线的TiO_2与UV531后,PAN纳米纤维膜的防紫外线性能有了卓越的提升,添加剂的含量越高,紫外线防护性能越好,对UVA和UVB的透射率越小。     

防紫外线聚氨酯纳米纤维过滤膜的制备与性能研究

向聚氨酯(PU)溶液中添加紫外线屏蔽剂TiO_2,采用静电纺丝方法制备PU/TiO_2复合纳米纤维膜和纯PU纳米纤维膜,研究了PU及TiO_2质量分数对材料形态结构、空气过滤性能和紫外线防护性能的影响。结果表明:随着PU质量分数的提高,产物由串珠纤维转变为直径渐粗的光滑纳米纤维,纤维膜的过滤品质因子先增大后减小,由于聚合物成分对TiO_2的包覆作用,紫外线防护系数先升高后降低;随着TiO_2质量分数的提高,纤维直径先变细后增粗,过滤品质因子先上升后下降,PU/TiO_2复合纳米纤维膜的紫外线防护性能明显优于纯PU纤维膜,且紫外线防护系数随着TiO_2含量的增加而增大。     

过硫酸铵浓度对PAN/PANI纳米纤维膜电磁屏蔽性能的影响

为了探讨过硫酸铵(APS)浓度对聚丙烯腈(PAN)/聚苯胺(PANI)纳米纤维膜电磁屏蔽性能的影响,得到电磁屏蔽性能更加优异的复合纳米纤维膜,基于静电纺丝技术,选用PAN纳米纤维膜为原料并浸入苯胺(An)酸溶液中,加入不同浓度的氧化剂APS,采用原位聚合方法制备出PAN/PANI复合纳米纤维膜。对PAN/PANI复合纳米纤维膜的微观结构、增重率、电阻性能和电磁屏蔽性能进行测试,应用回归分析方法,确定最佳的APS浓度。结果表明：氧化剂浓度为0.3 mol/L时,PAN纤维表面聚合的PANI紧密均匀,形成了良好的导电网络结构,屏蔽效能最佳。采用原位聚合方法可以制备出具有优异防电磁辐射性能的PAN/PANI复合纳米纤维膜,为进一步开发具有电磁屏蔽性能的功能性纳米纤维纺织品奠定基础。     

珍珠粉基/PAN微纳纤维膜的制备及抗紫外性能测试

以不同质量分数的高分子聚合物聚丙烯腈(PAN)的浓溶液和加有不同质量分数的纳米珍珠粉的PAN稀溶液为原料,采用静电纺丝法制备了珍珠粉基/PAN微纳纤维膜。用扫描电镜观察了珍珠粉基/PAN微纳纤维膜的形态结构。采用防紫外线透过及防晒保护测试仪测试了珍珠粉基/PAN微纳纤维膜的抗紫外性能。     

石墨烯粘胶复合纤维的性能研究

探讨石墨烯复合纤维的性能。制备出不同比例的石墨烯粘胶复合纤维。通过扫描电子显微镜、红外光谱仪、X射线衍射仪等对纤维的微观形态和内部结构进行了表征;进一步研究了该纤维的强伸性能、阻燃性能和防紫外线性能。结果表明:石墨烯粘胶复合纤维较普通粘胶纤维具有更优异的机械性能;石墨烯的加入可明显改善纤维的阻燃性能;石墨烯粘胶复合纤维具有良好的防紫外线性能(UPF50)。认为:石墨烯粘胶复合纤维提高了普通粘胶纤维的附加值,使其在功能性防护纺织品领域具有较好的应用前景。     

静电纺PAN/竹炭粉纳米纤维膜及其过滤性能

利用静电纺丝技术制备PAN/竹炭粉纳米纤维膜,探讨了竹炭粉含量对纳米纤维膜微观形貌与纤维直径的影响,以及复合纳米纤维膜的过滤性能。研究结果表明:在相同工艺参数条件下,加入质量分数为2.0%的竹炭粉时,所得纳米纤维膜中纤维的直径较小(397.26nm),且纤维直径分布均匀。以纯PAN纳米纤维膜+PAN/竹炭粉纳米纤维膜+纯PAN纳米纤维膜结构作为芯层,聚丙烯(PP)非织造布作为外层制成的过滤材料,其流量大、阻力低,过滤效率高达99.85%。     

聚丙烯腈/BaTiO3复合纳米纤维过滤膜的制备及其性能

为制备高效低阻的纳米纤维过滤膜,将无机驻极体BaTiO₃纳米颗粒加入聚丙烯腈(PAN)溶液中,利用静电纺丝方法制备PAN/BaTiO₃复合纳米纤维过滤膜,对其表面形貌、化学结构、水接触角、力学性能和过滤性能进行分析。结果表明:PAN/BaTiO₃纳米纤维的直径比纯PAN纳米纤维略有降低,且BaTiO₃纳米颗粒均匀地分散在纤维内部;与纯PAN纳米纤维膜相比,PAN/BaTiO₃复合纳米纤维过滤膜的水接触角更大,抗污染能力更强,拉伸强度最高增加了75.5%;当BaTiO₃质量分数为0.75%时,PAN/BaTiO₃复合纳米纤维过滤膜的过滤效率为98.9%,阻力压降为42.7 Pa, 品质因子为0.105 6,其中静电吸附作用占总过滤效果的36.2%,该纤维膜过滤性能最好,且具有一定的循环使用性能。     

木质素/聚丙烯腈复合纤维的制备及其性能

为降低传统聚丙烯腈(PAN)纤维的制备成本并实现木质素的高值化利用,对木质素/PAN共混溶液的黏度进行研究,采用湿法纺丝工艺制备了不同比例的木质素/PAN复合纤维,确定其最佳纺丝工艺。借助扫描电子显微镜、差示扫描量热/热重同步分析仪、单纤维物性分析仪、紫外-可见分光光度计等测试手段对复合纤维的结构和性能进行研究。结果表明:相对含量为35%的木质素/PAN纤维仍具有均匀致密的结构,其强度达到 3.81 cN/dtex; 加入木质素后,二者的协同作用赋予了复合纤维良好的热稳定性,该复合纤维在低成本碳纤维和功能纺织材料等领域具有重要的潜在应用价值。     

氯离子协同增强十六氯铁酞菁/聚丙烯腈复合纳米纤维光催化降解性能

为提升粉末催化剂的催化活性及重复使用性能,高效去除高盐废水中的有机污染物,采用静电纺丝技术制备十六氯铁酞菁/聚丙烯腈(FePcCl₁₆/PAN)复合纳米纤维。借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪等表征了纳米纤维的微观形貌、结晶结构等特性。选取卡马西平(CBZ)作为模型污染物,研究了氯离子存在下,FePcCl₁₆/PAN复合纳米纤维光活化过一硫酸盐的催化降解活性。结果表明:FePcCl₁₆可有效分散于PAN纳米纤维中,从而避免因FePcCl₁₆分子团聚而影响催化活性;在模拟太阳光照射下,随着氯离子质量浓度的增加,FePcCl₁₆/PAN复合纳米纤维催化活性逐渐增强;在较高氯离子质量浓度(6.0~18.0 g/L)下,CBZ及其降解产物(包括具有潜在毒性的氯代有机副产物)都能降解完全,FePcCl₁₆/PAN复合纳米纤维循环降解5次后仍具有良好的催化降解性能。     

柚皮纳米微晶纤维素的制备及其用于改进羧甲基淀粉膜性能的研究

以柚皮纤维素为原料,采用硫酸酸解法制备柚皮纳米微晶纤维素,对纳米微晶纤维素的形貌、结晶结构进行表征分析,以复合膜表面形貌、力学性能、水蒸气透过率和透光率为指标,研究不同添加量柚皮纳米微晶纤维素对羧甲基淀粉膜性能的影响。研究发现：柚皮纳米微晶纤维素为长度为60~180 nm,直径为3~15 nm的棒状晶体;X-射线衍射表明其仍为纤维素I型结构;复合膜电镜图光滑平整;纳米微晶纤维素添加量为5%时,复合膜的拉伸强度较原膜提高最大（52.22%）;而随着纳米微晶纤维素的添加,复合膜的断裂伸长率呈下降趋势;当添加量为7%时,复合膜水蒸气透过率降低最大（23%）;纳米微晶纤维素的添加量大于3%时显著降低复合膜的透光率,但未改变原膜在不同波长下的透光率。因此,添加柚皮纳米微晶纤维素能有效改善复合膜的性能,制备出综合性能优良的羧甲基淀粉复合膜。     

A comparison between the UV protection of PAN/ZnO and PAN/MWNT composite nanofiber mats

The main purpose of this study is to compare the ultraviolet protection properties of PAN/ZnO and PAN/MWNT composite nanofiber mats at different concentration of MWCNT and ZnO nanoparticles. The nanofiber mats were successfully fabricated in electrospinning. The UV transmission of two types of mats was measured and then the UV protection factor was calculated and compared with each other. The results show that the UV protection factor of the PAN/MWNT composite nanofibers mats of 3 gr/m² is better than that of PAN/ZnO at nanoparticle concentrations of ≥2.5%, while the PAN/ZnO mats of ≥5% ZnO nanoparticles also provide enough UV protection properties to cover the standard requirements.     

癸酸-棕榈酸-硬脂酸/聚丙烯腈/氮化硼复合相变纤维膜的传热性能

为克服癸酸-棕榈酸-硬脂酸(CA-PA-SA)三元低共熔物液相渗漏和导热性能差的问题,以不同质量比的静电纺聚丙烯腈/氮化硼(PAN/BN)复合纳米纤维膜作为支撑材料,通过物理吸附法制备新型CA-PA-SA/PAN/BN复合相变纤维膜,并研究了BN导热纳米粒子对复合相变纤维膜的形貌结构、储热性能以及储热和放热速率的影响。结果表明:添加质量分数为10%的BN导热纳米粒子对制备的CA-PA-SA/PAN/BN复合相变纤维膜的形貌结构没有影响;复合相变纤维膜的融化温度和融化焓值分别为25 ℃和136.4~138.6 kJ/kg;通过添加具有高导热系数的BN纳米粒子,CA-PA-SA/PAN/BN复合相变纤维膜的整体传热性能增强,储热和放热时间分别缩短了38%和41%。     

聚丙烯腈基Si/C/碳纳米管复合碳纳米纤维膜的制备及其储能性能

针对Si材料储能过程中体积膨胀的问题,首先采用静电纺丝技术制备聚丙烯腈(PAN)/Si /Fe复合纳米纤维(NFs)膜,然后经化学气相沉积法在复合NFs膜上生长碳纳米管(CNTs),最后经800 ℃炭化得到PAN基Si/C/CNTs复合碳纳米纤维(CNFs)膜。借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、热重分析仪等表征复合CNFs膜的结构与性能,并将其用于锂离子电池负极进行电化学性能测试。结果表明:用添加质量分数为15% 的FeSO₄(占PAN)催化剂的纺丝液制备的复合CNFs膜具有独特毛毛虫结构,其可有效提升电池的电化学性能,具有2 067.9 mA·h/g的初始放电比容量,循环400圈后仍具有851.2 mA·h/g 的放电比容量,每圈的容量衰减率仅为 0.15%。     

聚丙烯腈/改性羟基磷灰石光接枝复合材料的制备工艺

采用硅烷偶联剂KH-570对羟基磷灰石(HAp)进行改性,通过紫外光接枝法制备聚丙烯腈/改性羟基磷灰石(PAN/MHAp)-KH570接枝复合膜和复合纤维。通过正交优化分析得到具备良好吸附和拉伸性能的接枝复合膜的HAp改性工艺为:偶联剂KH-570体积分数5%、乙醇与水体积比9∶1、水解时间1 h、pH值6、偶联时间30 min、偶联温度50℃、蒸干温度50℃。采用此工艺得到的接枝复合膜的拉伸断裂强度为0.847 MPa,对Cd2+的吸附量为82.54 mg/g;复合纤维的断裂强度为3.198 cN/dtex,对Cd2+的吸附量为86.2 mg/g。通过单因素分析得到PAN/MHAp-KH570接枝复合膜的最佳接枝时间为8 min,光引发剂最佳用量为9%(对MHAp质量分数)。PAN/MHAp-KH570接枝复合纤维的拉伸断裂强度大于共混复合纤维,而吸附量略小于共混复合纤维。     

静电纺聚丙烯腈纳米纤维复合滤材的制备及其气液过滤性能

为探究纳米纤维物性参数对复合滤材气液过滤性能的影响,利用静电纺丝方法在普通玻璃纤维滤材上制备了聚丙烯腈(PAN)纳米纤维层,以3层堆叠方式得到不同纳米纤维层面密度和纤维直径的复合滤材。在相同实验操作条件下,以癸二酸二辛酯(DEHS)为实验介质,通过滤材气液过滤性能实验装置分析了不同复合滤材的过滤效率、压降和品质因子。结果表明：复合滤材的稳态过滤效率和压降均随着纳米纤维层面密度的增大而增加,但稳态品质因子呈现先增加后降低的趋势,且在面密度为0.4 g/m2时达到最大值;在面密度相等的条件下,纳米纤维直径由706.5 nm降低到520.1 nm,滤材的稳态过滤效率和品质因子均随着纳米纤维直径降低而逐渐增加,表明在复合滤材中宜选用纤维直径较小的纳米纤维层。