典型材料的熔体静电纺丝研究

采用自制的熔体静电纺丝设备,针对工业上常用于纤维制造的几种典型材料[聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)],分别进行熔体静电纺丝研究,并成功制得性能较好的纤维。通过大量实验发现,PA6纺丝前需要彻底的干燥,并且干燥温度最好低于130℃;PET对温度敏感,是很好的纺丝原料;PLA很容易降解,应尽量避免高温加工(230℃以下为宜);PCL粘度很大,纺丝纤维极易粘连,不适合直接用于熔体的静电纺丝。     

PBAT增韧改性交联PBS的性能研究

采用聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)对交联聚丁二酸丁二醇酯(PBS)进行熔融共混改性研究,运用熔体流动速率仪、毛细管流变仪、偏光显微镜(POM)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和电子万能拉力机等表征手段对共混物的流变性能、热性能、结晶性能和力学性能进行分析。结果表明,随着PBAT含量的增加,共混物的熔体黏度不断增加,结晶度下降,拉伸强度降低,断裂伸长率在PBAT质量分数为30%时达到300%,约为纯PBS的30倍,材料的韧性明显提高。     

毛细管熔体静电纺丝法制备热塑性聚氨酯纤维

由于热塑性聚氨酯具有耐磨性、抗凝血性、生物相容性较好及价格低廉等特点,聚氨酯纤维具有较高的断裂伸长率及良好的塑性变形能力,被广泛应用于服装、组织支架、伤口敷料等领域.熔体静电纺丝法具有无有毒溶剂残留、易产业化等特点.文章通过分析热塑性聚氨酯的可纺性,并利用自主产权的熔体毛细管静电纺丝设备对制备热塑性聚氨酯超细纤维的最佳...     

热塑性淀粉共混改性PBAT纤维的制备及其性能研究

针对聚己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)在熔融纺丝时易发生热熔黏连、纤维强度低等问题,通过共混改性的方法引入热塑性淀粉(TPS),制备了TPS质量分数为1%、5%、10%的PBAT/TPS共混切片及共混纤维,对PBAT/TPS共混切片的稳定性、熔融结晶性能及共混纤维的形貌结构、力学性能和回弹性能进行了表征。结果表明：质量分数为1%、5%的TPS能够在PBAT中实现均匀分散,且TPS在PBAT中能够起到结晶成核剂的作用,提升PBAT结晶温度与结晶速率,同时TPS的多羟基结构能够连接起PBAT的分子链,提升PBAT熔体的稳定性与可纺性;在共混纺丝中,添加TPS质量分数为1%、拉伸倍数为2.4时,PBAT/TPS共混纤维表现出较好的力学性能及回弹性能,断裂强度达2.2 cN/dtex,断裂伸长率为96.8%,在30%定伸长下弹性回复率达97.67%。     

熔体微分静电纺聚乳酸超细纤维膜热压增强工艺及性能研究

可降解材料高强透气纤维膜在食品、药品包装等领域需求迫切。为了解决这一问题,提出了一种聚乳酸包装膜制备技术。采用单因素实验探究了热压温度、压力和时间对熔体微分电纺聚乳酸微纳米纤维膜拉伸强度和断裂伸长率的影响;使用Design-Expert 11软件设计实验并对实验结果进行分析,利用响应面法优化纤维膜热压工艺参数,并对得到的最佳值进行了实验验证。结果表明：经响应面法优化后的最佳热压工艺参数为热压温度40℃、热压压力4 MPa、热压时间6 s,此条件处理后的聚乳酸纤维热压膜单向平均拉伸强度为27.613 MPa,相较未处理纤维膜拉伸强度提升149.89%,与预测值的相对误差为0.684%,证明拟合效果良好。热压处理可有效增强熔体微分电纺聚乳酸纤维膜的拉伸强度,提高聚乳酸纤维膜产品在包装领域的应用潜力。     

可生物降解TPS/PBAT复合材料的制备

将热塑性淀粉(TPS)与聚(对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯)(PBAT)熔融共混并挤出,制备了可完全生物降解的TPS/PBAT复合材料.采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究了复合材料的微观结构与形态,测试了不同组分复合材料的性能.结果表明:加入PBAT后,复合材料的熔体流动性明显提高;拉伸强度从6.36 MPa先下降到3.31 MPa, 然后升高到12.98 MPa; PBAT的加入抑制了支链淀粉分子的重结晶, 降低了复合材料的吸水率.     

熔体直纺涤纶长丝装置熔体输送系统的工艺设计

以24头/位熔体直纺涤纶长丝装置为例,探讨了装置中熔体输送系统的设计技术要点和设计方法。结果表明:熔体输送系统的设计中,确保管道长度、管径以及熔体的流速、平均停留时间、压力降和温升等在最佳值或合理的范围,才能满足纺丝生产要求;在熔体输送配管中间增加增压泵,可使聚酯熔体进入计量泵前的熔体压力在6 MPa以上;聚酯熔体在输送过程中,除了压力降引起温升变化外,熔体通过增压泵和计量泵也会引起温升变化,可在增压泵后加装熔体冷却器将熔体温度控制在280~292℃。     

熔体静电纺丝的电场分布及其对PET纤维成形的影响

借助ANSYS软件模拟聚对苯二甲酸乙二酯(PET)熔体静电纺丝在不同参数(纺丝电压、接收距离、接收板面积)条件下的电场分布,探讨电场分布对熔体静电纺丝PET射流运动与纤维形貌的影响。结果表明,在单喷嘴–平板结构模型中,提高纺丝电压将增强整体空间电场强度,使电场对PET熔体射流的控制力加强,PET熔体射流的摆动半径减小,当纺丝电压由24 k V升高到30 k V时,摆动半径由11.7 mm减至9.9 mm,而摆动角增大,由10.1°增至11.2°,PET纤维直径显著减小,由3.275μm减至2.202μm;接收距离的改变对接收板表面电场的影响显著,随着接收距离的增加,PET射流的直线段比例明显下降,当接收距离由50 mm增加至90 mm时,PET熔体射流的直线段比例由68.0%减至54.0%,PET纤维直径在适中接收距离(70 mm)下表现较细,可达2.184μm;接收板面积的减小加强了对PET熔体射流的控制,使PET熔体射流直线段比例显著增加,当接收板面积由15 cm×15 cm减小至10 cm×10 cm时,PET熔体射流直线段比例由68.0%增加至82.6%,摆动半径减小,由9.9 mm减至4.2 mm,沉积角因PET熔体射流贴服接收板而减小,由12.2°减至9.1°,PET纤维直径稍有增加,由2.202μm增加至2.537μm。     

PPC/PBAT生物降解材料热性能和力学性能的研究

采用聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯(PBAT)对聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)进行共混改性,对共混物进行了性能分析,并对PPC纯料与纤维素进行受控堆肥条件下最终需氧生物分解和崩解能力测试。结果表明:相同时间内PPC的生物分解速率要低于纤维素的生物分解速率;120 d内纤维素最大生物分解率为90%,PPC最大生物分解率约为63%;当PBAT的加入量为20%时,PPC的玻璃化转变温度提高3.55℃,失重率5%、50%和90%时的温度分别最高提高3.61℃、42.73℃和70.21℃;当PBAT含量为40%时,共混片材的拉伸强度最高提高了236.4%。     

PBAT/PLA薄膜的制备及性能研究

将聚乳酸（PLA）和聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯（PBAT）共混制备成共混材料,探讨了不同PLA含量对材料性能的影响。结果表明,PBAT/PLA共混材料中,随着PLA含量的增加,拉伸强度先降低后升高,当PLA含量为90 %时,拉伸强度达到60.12 MPa,而其断裂伸长率从703 %降低至8 %,由韧性材料逐渐转变为脆性材料;PLA含量为30 %时,性能变化出现拐点;PLA含量为50 %时出现明显相分离,且PLA的加入可以加速PBAT材料的结晶,使结晶温度由38 ℃提高至82 ℃;PBAT/PLA共混材料在PLA含量低于70 %时,都可以实现较好的吹膜过程,且薄膜材料的拉伸强度为39.59 MPa,断裂伸长率不低于137 %。     

利用废弃PET酯交换法合成PBAT的研究

以废弃聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）矿泉水瓶为原料,采用酯交换法获得聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）预聚体,再与聚己二酸丁二醇酯（PBA）共聚获得聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯（PBAT）产物,通过核磁共振光谱仪、红外光谱仪、热重分析仪、差示扫描量热分析仪和万能试验机等对PBAT产物的结构和性能进行了分析表征。结果表明,PBAT产物的热稳定性良好,300℃以内不会热分解;PBAT产物的水接触角是78.54°,是一种亲水材料;PBAT产物的断裂伸长率达到900%以上,具备进一步应用推广的可能性。     

超临界二氧化碳釜压发泡法制备生物可降解PBAT发泡颗粒

通过超临界二氧化碳釜压发泡技术制备了生物可降解聚对苯二甲酸丁二醇酯?co?聚己二酸丁二醇酯（PBAT）发泡颗粒,采用核磁共振光谱仪（¹H?NMR）、凝胶渗透色谱仪（GPC）、差示扫描量热仪（DSC）对PBAT的化学组分及热性能进行了表征,并研究了渗透条件对PBAT发泡性能的影响。结果表明,PBAT中己二酸丁二醇（BA）和对苯二甲酸丁二醇（BT）链节含量分别为53 %和47 %（摩尔分数）;PBAT的玻璃化转变温度、最大熔融温度和结晶度分别是-33、122 ℃ 和13.16 %,其分解温度为280 ℃;当渗透温度从76 ℃增加到90 ℃时,PBAT发泡颗粒密度逐渐降低、发泡倍率逐渐增大,且该条件下制备的PBAT发泡颗粒放置1 d后密度增加、发泡倍率降低,继续延长放置时间至7 d时,其密度和发泡倍率保持不变;当渗透时间从0.5 h延长到2 h时,PBAT发泡颗粒密度逐渐降低、发泡倍率逐渐增加;当渗透时间从2 h延长到3 h时,其密度和发泡倍率保持不变;当渗透压力从10 MPa增加到12 MPa时,PBAT发泡颗粒密度逐渐降低、发泡倍率逐渐增加;当渗透压力从12 MPa增加到14 MPa时,其密度和发泡倍率保持不变。     

可生物降解PBAT/PLA/生物质垃圾袋的制备和表征

将聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）和聚乳酸（PLA）进行共混,然后添加竹粉、木质素和秸秆粉,利用混合熔融造粒、挤出吹膜工艺制备了PBAT/PLA/生物质粉（BP）（质量比74.26/4.95/19.80）复合垃圾袋,并采用扫描电子显微（SEM）、红外光谱仪（FTIR）、X射线衍射测试（XRD）、热重分析仪（TG）及差示扫描量热仪（DSC）等对垃圾袋的微观形貌、组成、耐热性能、拉伸性能及抗漏性能进行了测试和表征,对其实用性进行了评估。结果表明,3种BP在PBAT/PLA基体中分散性较好,对薄膜结构和热性能几乎没有影响;添加竹粉和木质素材料的垃圾袋相比于添加秸秆粉的垃圾袋有明显的强度优势,强度提高了40 %以上。本研究对于降低PBAT/PLA垃圾袋的生产成本、促进生物降解材料的产业化应用具有重要借鉴意义。     

改性热塑性淀粉的制备及其与PBAT复合薄膜的性能

利用十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS）对淀粉进行偶联改性后,通过熔融挤出得到热塑性淀粉（TPS）,并将其与聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）复配后吹膜,制备了PBAT/TPS复合膜材料,并探讨了HDTMS含量与TPS耐热性能、流变性能及PBAT/TPS复合膜疏水性能和力学性能的关系。结果发现,加入HDTMS后TPS加工性能得到改善、淀粉基体耐热性能更高,但增塑剂更易析出;加入1份HDTMS后,PBAT/TPS复合膜材料疏水性能得到改善,接触角提高到113.2°,再继续增加HDTMS含量后,接触角基本保持在104°～106°;PBAT/TPS复合膜材料拉伸强度随HDTMS含量的增加先提高后降低,当HDTMS含量为3份时拉伸强度达10.29 MPa。     

环氧类增容剂反应增容PLA/PBAT共混体系的研究

以环氧类增容剂(REC)为增容剂,采用双螺杆挤出机熔融共混制备聚乳酸(PLA)/聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯(PBAT)共混物。研究了增容剂对共混体系微观结构、力学性能和热性能的影响。结果表明,添加适量REC可以提高PLA与PBAT的相容性,改善PLA/PBAT共混体系的综合力学性能;REC用量为1.4份时共混体系呈现出良好的相容性,此时共混物冲击强度由268 kJ/m2增加到621 kJ/m2、断裂伸长率提高由222 %增加到357 %。     

熔体静电纺丝纤维下落过程的DPD探索模拟

静电纺丝是目前唯一能够直接、连续制备聚合物纳米纤维的方法,为了深入了解熔体静电纺丝纤维下落过程中的变化情况,探索用耗散粒子动力学介观模拟方法创建了静电纺丝模拟体系,模拟出聚合物黏度对不同阶段纤维下落速度的影响,发现纤维下落速度增加到一个最大值时,又逐渐变小;还模拟了聚合物不同链长时纺丝纤维的下落形貌,发现随着链长增加,纤维下落速度逐渐减慢;最后研究了弹簧系数对下落过程中聚合物均方末端距的影响,均方末端距增加到一个最大值时,又逐渐变小。从介观模拟的角度对熔体静电纺丝纤维下落过程进行了模拟探索,对这一物理现象中的科学问题得到了更深层次的理解。     

低成本制造高强度聚酯纤维研究进展

利用低生产成本的熔融纺丝技术制造高强度PET纤维,通过近年来的许多探索工作,尤其是目前正在日本所开展的以熔体结构控制为核心,结合分子质量控制和拉伸、热处理技术的研究以及数学模型的建立等工作结果表明,这个目标是有希望实现的。     

Morphology of ultrafine polysulfone fibers prepared by electrospinning

Ultrafine fibers of bisphenol‐A polysulfone (PSF) were prepared by electrospinning of PSF solutions in mixtures of N,N‐dimethylacetamide (DMAC) and acetone at high voltages. The morphology of the electrospun PSF fibers was investigated by scanning electron microscopy. Results showed that the concentration of polymer solutions and the acetone amount in the mixed solvents influenced the morphology and the diameter of the electrospun fibers. The processing parameters, including the applied voltage, the flow rate, and the distance between capillary and collection screen, were also important for control of the morphology of electrospun PSF fibers. It was suggested that uniform ultrafine PSF fibers with diameter of 300–400 nm could be obtained by electrospinning of a 20 % (wt/v) PSF/DMAC/acetone (DMAC:acetone = 9:1) solution at 10–20 kV voltages when the flow rate was 0.66 ml h^?1 and capillary–screen distance was 10 cm. Copyright © 2004 Society of Chemical Industry     

直纺大有光涤纶熔体输送过程的模拟分析

通过对熔体直纺大有光涤纶熔体输送过程的分析,建立了输送过程各管段中压力降、温升、特性粘数降以及停留时间等参数的数学模型,分析了各管段中参数的变化,得到了这些参数的权重分析式。结果表明:采用较低的初始熔体特性粘数(IV0),较低的初始熔体温度(T0),较高的初始压力(P0),增加生产能力对粘度降下降有利;而温升主要受IV0、T0及气相联苯温度(Tsb)的影响,较高T0及较低Tsb导致熔体温度下降更快;随着熔体输送能力增加,熔体在管道内的停留时间呈一阶递减指数形式下降,其他输送条件对其影响很小。     

可生物降解PBAT包膜尿素缓释肥料的制备与性能研究

以可生物降解PBAT为包膜材料,通过循环流化床工艺制备一系列PBAT包膜尿素缓释肥料,并对制备工艺进行了优化;通过扫描电镜观察包膜肥料表面形态特征,分析缺陷形成原因;通过水中静置法测试PBAT包膜尿素缓释肥料的缓释性能,测定缓释曲线,样品的初期释放率为20%~50%,第28天的累积释放率为70%~90%。