气隙长度与芯液浓度对纤维素中空纤维膜结构与性能的影响

以离子液体氯代1-烯丙基-3-甲基咪唑([AMIM]Cl)为溶剂来纺制纤维素中空纤维膜,考察了气隙长度与芯液浓度对中空纤维膜结构与性能的影响.采用扫描电子显微镜(SEM)对膜内、外表面形态及支撑层结构进行了观察,测试了中空纤维膜的水通量、截留率等渗透性能以及最大拉伸强度、断裂伸长率、杨氏模量等力学性能.结果表明:随着气隙长度与芯液浓度的增加,中空纤维膜外表面与支撑层孔洞结构变小,内表面结构变得更加规整,膜孔隙率与水通量下降,最大拉伸强度、断裂伸长率、杨氏模量等力学性能则逐渐变大;与芯液浓度相比,气隙长度对中空纤维膜性能的影响较为显著.     

季铵盐类高聚物含量对聚季铵盐/聚醚砜共混膜形态结构和性能的影响

通过聚季铵盐与聚醚砜共混制备一种抗菌膜,研究了聚季铵盐含量对聚季铵盐/聚醚砜共混膜的水通量、截留率、孔隙率、形态结构、力学性能和抗菌性能的影响.在聚季铵盐质量分数为1.5%时,共混膜的水通量和孔隙率取得极小值.随着聚季铵盐含量的增加,截留率整体呈增大趋势,共混膜的断裂强度和断裂伸长率则逐渐降低.抗菌性能测试显示,共混膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性大于聚醚砜膜,并且随聚季铵盐含量的增加而增强.     

聚醚砜血浆蛋白分离中空纤维膜的研制

采用干-湿相转化法纺丝工艺纺制聚醚砜中空纤维膜,研究了聚乙二醇(PEG)含量、入水距离对聚醚砜中空纤维膜性能的影响.结果表明,随PEG含量的增加,PES中空纤维膜的纯水通量、溶茵酶的清除率增大,牛血清的截留率、爆破压力略有下降;随着入水距离的增大,PES中空纤维膜水通量、溶菌酶的清除率逐渐下降,牛血清的截留率变化并不明显.     

银粒子修饰聚醚砜抗污染中空纤维膜的制备与性能研究

采用原位还原法制备的银粒子对聚醚砜中空纤维超滤膜进行修饰以提高膜的抗污染能力。以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂,乙二醇为还原剂,在聚醚砜溶液中将硝酸银还原成银粒子,同时采用相转化法制备中空纤维超滤膜。与未修饰的聚醚砜膜相比,经过银粒子修饰的聚醚砜中空纤维膜的抗污染能力和力学性能都得到明显提高,并且膜的初始水通量和截留率也高于未修饰的膜。当PVP含量为7.5%时,银粒子修饰的聚醚砜中空纤维膜的抗污染能力达到最强,膜的综合性能达到最佳:初始水通量为183L/(m2.h),截留率为94.5%,断裂强度为2.87MPa。在此条件下制备含银膜时,银的流失率仅为4.7%,每100g膜中银粒子的含量为4.55g。     

聚乙二醇增塑醋酸纤维素中空纤维膜的制备与性能

以聚乙二醇为增塑剂,采用熔融纺丝-拉伸法制备了具有海绵状孔结构的二醋酸纤维素(CA)中空纤维均质膜。通过场发射扫面电子显微镜、纯水通量、泡点孔径、孔隙率及力学性能测试讨论了成孔剂含量和拉伸条件对CA中空纤维膜结构和性能的影响。结果表明,随拉伸倍数和成孔剂含量提高,膜内外表面孔径均增大,孔隙率提高,通透性改善。随成孔剂含量提高,中空纤维膜断裂强度和断裂伸长率均降低;随拉伸倍数提高,中空纤维膜断裂强度提高而断裂伸长率降低。当成孔剂含量为55%,拉伸倍数为2.25时,所得膜性能较好,膜纯水通量为186.44 L/(m2·h),断裂强度为5.47MPa,断裂伸长率为5.30%。     

高强度、亲水性聚醚砜中空纤维超滤膜的制备技术

膜生物反应器(MBR)是目前水处理领域中的热点之一,但是中空纤维膜的强度低、亲水性差的缺点限制了它的广泛应用。首先设计并制造了集束型喷丝头,然后以聚醚砜为膜材料,利用干/湿法纺制了截留分子量分别为10KD和20KD,水通量为15～100 L/(m2.h.0.1MPa),爆破压力为0.5～1.0MPa,拉伸强度可达10MPa以上的高强度聚醚砜中空纤维膜;再利用有机/无机共混改性,通过引入金属离子和可溶性聚合物的络合反应形成的络合物,制得了截留分子量分别为6KD、10KD、20KD、50KD、100KD、水通量达到25～400 L/(m2.h.0.1MPa)的一系列强度高、亲水性好的聚醚砜中空纤维超滤膜。     

聚醚砜酮合金超滤膜的制备及表征

采用含二氮杂萘酮结构的磺化聚醚砜酮与聚醚砜酮共混的方法制备了一种新型荷电超滤膜.通过孔隙率、表面接触角、离子交换容量以及对达旦黄水溶液、聚乙二醇(PEG)6000水溶液分离性能的测试和扫描电镜对膜孔结构的观察,研究了合金膜中磺化聚醚砜酮含量对膜性能的影响规律.结果表明:当铸膜液中磺化聚醚砜酮含量从0增加到3%时,合金超滤膜水通量增大到491 L/(m2.h),对PEG6000的截留率可达86%.合金超滤膜具有高水通量、高截留率、亲水性好等特点.     

聚醚砜中空纤维超滤膜的双向拉伸

提出了中空纤维的“双向拉伸”这一新概念，研究了纵向拉伸、径向张力、凝固浴浓度对膜性能的影响，为设计具有合适性能的聚醚砜中空纤维膜提供参考．     

PEG的分子量和浓度对PES中空纤维膜结构和性能的影响

探究添加剂聚乙二醇(PEG)的不同分子量及浓度对于干-湿相转化法制备的聚醚砜(PES)中空纤维超滤膜结构和性能的影响。结果显示,随着PEG分子量由600增大到20 000,膜通量先增后减,在PEG分子量为6 000时最大,为177.41 L/(h·m2);截留率、拉伸强度则均逐渐下降。随着PEG-6 000浓度由4%增大到10%,膜通量逐渐上升,截留率、拉伸强度逐渐下降。     

新型聚醚砜/磺化聚醚砜共混超滤膜制备方法的研究

基于自制的磺化聚醚砜(SPES)溶液,直接将SPES溶液与聚醚砜(PES)共混配制铸膜液,制备新型的聚醚砜/磺化聚醚砜(PES/SPES)共混超滤膜,简化了制膜过程.考察了铸膜液中PES与SPES总固含量、凝固浴温度、预蒸发时间和添加剂对PES/SPES共混膜结构与性能的影响.研究发现,随铸膜液温度的降低和铸膜液中酸含量的增加,铸膜液的比浓黏度增加;制备的共混膜断面为致密皮层和多孔支撑层组成的不对称结构;随铸膜液PES/SPES总固含量的增加,共混膜的水通量降低,截留率升高;随凝固浴温度升高和预放置时间延长,共混膜水通量增加,截留率降低;聚乙二醇200(PEG200)和丙酮的加入有利于改善膜性能,当加入量为2%时,共混膜的水通量都高于460L/(m~2·h),对PEG6000截留率都大于85%.     

DMAc / LiCl 体系下纤维素 / 聚醚砜共混膜的制备与表征

采用 N,N-二甲基乙酰胺(DMAc) / 氯化锂(LiCl)体系作为纤维素溶剂,制备了纤维素 / 聚醚砜共混膜。探讨了共混比对膜的断裂强度、断裂伸长率和纯水通量等膜性能的影响,并确定了纤维素 / 聚醚砜最佳共混比为 1 : 16。 对共混膜进行了 SEM 和 DSC 分析,确认了纤维素 / 聚醚砜共混膜是一个相容的聚合物共混体系。     

多壁碳纳米管/聚偏氟乙烯共混中空纤维膜的制备及表征

采用非溶剂致相分离(NIPS)法,添加羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs-COOH)制备聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维超滤膜,研究了MWCNTs-COOH的添加量、管径对超滤膜性能的影响。通过扫描电镜、傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪分别研究了膜的形态、结构、晶型变化。结果表明,在MWCNTs-COOH质量分数为0.03%,管径为20~30nm时,中空纤维膜纯水通量、对牛血清蛋白(BSA)截留率、亲水性、抗污染性能达到最大。膜的拉伸强度、断裂伸长率相比纯PVDF膜显著提高,随MWCNTs-COOH添加量增加,先增大后减小且在0.03%达到最大;但随管径增大而减小。结果显示,质量分数0.03%,管径为20~30nm的MWCNTs-COOH制备出的中空纤维膜性能最优。     

纺丝液合成因素对木材液化物炭纤维原丝性能的影响

利用木材苯酚液化物合成纺丝液, 熔融纺丝制成新的炭纤维原丝, 研究了纺丝液合成因素对原丝性能的影响。试验结果表明: 增加合成纺丝液时液化原料中的苯酚/木材比(液固比), 则原丝的力学性能提高明显, 其中液固比由3增加至4时, 原丝拉伸强度增加了近9倍; 合成剂用量的增加却导致原丝力学性能的降低, 当合成剂用量为6%时, 原丝的拉伸强度和拉伸模量降幅较明显, 而断裂伸长率的最大降幅却出现在合成剂用量为4%时; 原丝的拉伸强度和拉伸模量随合成温度的升高而增加, 但增幅较小, 断裂伸长率随合成温度的升高却呈下降趋势, 且从110℃升高到115℃时断裂伸长率降幅较大; 原丝的力学性能随合成纺丝液升温时间的增加而先升高后降低, 升温时间为40min时制备的炭纤维原丝的力学性能最优。      

废弃聚偏氟乙烯中空纤维膜再生与回用性能

研究了经膜生物反应器(MBR)系统运行6年的废弃聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜再生回用性能。讨论了运行过程中膜污染对PVDF中空纤维膜的影响;采用溶液相转化法制备了再生PVDF平板膜。研究结果表明,经运行6年后,PVDF中空纤维膜中致孔剂(如聚乙二醇(PEG)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP))含量减少至零,断裂强度降低,断裂伸长率减小,相对分子质量降低,结晶度升高,膜孔堵塞等现象明显;与常规PVDF膜相比,再生PVDF膜的断裂强度和断裂伸长率较小,成膜过程中致孔难度增大(孔隙率较低),而再生PVDF膜的润湿性、渗透性以及截留率等与常规PVDF膜相近。     

Tuning the mechanical properties of glass fiber-reinforced bismaleimide–triazine resin composites by constructing a flexible bridge at the interface

Abstract

We demonstrate a new method that can simultaneously improve the strength and toughness of the glass fiber-reinforced bismaleimide–triazine (BT) resin composites by using polyethylene glycol (PEG) to construct a flexible bridge at the interface. The mechanical properties, including the elongation, ultimate tensile stress, Young’s modulus, toughness and dynamical mechanical properties were studied as a function of the length of PEG molecular chain. It was found that the PEG molecule acts as a bridge to link BT resin and glass fiber through covalent and non-covalent bondings, respectively, resulting in improved interfacial bonding. The incorporation of PEG produces an increase in elongation, ultimate tensile stress and toughness. The Young’s modulus and T_g were slightly reduced when the length of the PEG molecular chain was high. The elongation of the PEG-modified glass fiber-reinforced composites containing 5 wt% PEG-8000 increased by 67.1%, the ultimate tensile stress by 17.9% and the toughness by 78.2% compared to the unmodified one. This approach provides an efficient way to develop substrate material with improved strength and toughness for integrated circuit packaging applications.     

Vetiver–polypropylene composites: Physical and mechanical properties

Injection molded vetiver–polypropylene (PP) composites at various ratios of vetiver content and vetiver length were prepared. When compared to PP, vetiver–PP composites exhibited higher tensile strength and Young’s modulus but lower elongation at break and impact strength. An increase in vetiver content led to an increase in viscosity, heat distortion temperature, crystallization temperature, and Young’s modulus of the composites. On the other hand, the decomposition temperature, tensile strength, elongation at break, and impact strength decreased with increasing vetiver content. The chemical treatment of the vetiver grass improved the mechanical properties of the composites.     

仿竹结构单丝玻璃纤维增强多孔聚醚砜基复合材料

竹子是一种以竹纤维为增强体、多孔木质素为基体而组成的天然复合材料。本文借鉴竹子的结构特征,采用高性能热塑性聚合物浸没沉淀相转化法在玻璃纤维(GF)表面沉积梯度孔径分布的多孔聚醚砜(PES)基体,制备仿竹结构单丝玻璃纤维增强多孔聚醚砜基复合材料(GF/PES),并对其微观形貌、拉伸力学性能和“温度-模量”智能响应性进行了研究。结果表明,基于梯度多孔PES基体良好的吸能作用及其对玻璃纤维表面微小缺陷的修复作用,GF/PES的拉伸强度和断裂伸长率最高可分别比GF提高39.11%和58.1%。此外,多孔聚合物基体还可作为各类功能材料的载体,例如在其多孔结构中填充水,当水随着温度变化发生相变时,可赋予GF/PES显著的模量变化,从而制备出“温度-模量”智能响应复合材料。      

磺化聚砜/聚醚砜共混非对称纳滤膜的制备与性能表征

以相转化法制备了磺化聚砜(SPSF)/聚醚砜(PES)共混新型纳滤膜,并研究了磺化聚砜的磺化度以及聚醚砜/磺化聚砜的共混质量比对低分子量PEG的截留率和脱盐率性能的影响.结果表明:在操作压力为0.5MPa,料液温度为25℃下,当PES/磺化度10%SPSF共混比为6∶4时,SPSF/PES共混膜对PEG1000、PEG800和PEG600的截留率分别为99.8%、81.0%和57.8%,对硫酸钠、氯化钠的截留率分别为69.0%和23.5%,SPSF/PES共混膜的纯水通量为90.3L/(m2.h).     

聚乙烯吡咯烷酮/聚(乙烯-乙烯醇)共混膜的制备及其油水分离性能

将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与聚(乙烯-乙烯醇)(EVAL)共混,采用浸没沉淀法制备了PVP/EVAL共混膜,并用于油水乳液分离过程。通过全反射红外光谱、扫描电子显微镜、拉伸试验、接触角测试等对膜的组成、结构形态、机械性能、亲水性进行了表征,并研究了PVP添加量对共混膜油水分离性能的影响。结果表明:添加PVP能较显著地改变EVAL膜的结构,且共混膜的机械强度和亲水性得到明显改善,当PVP添加量为10 wt%(PVP在铸膜液中的质量分数)时,其拉伸强度和断裂伸长率分别为纯EVAL膜的1.88倍和1.34倍。当PVP添加量为4 wt%时,油水分离稳定通量为纯EVAL膜的1.81倍,截留率为92.2%,比纯EVAL膜略高。PVP添加量为10 wt%的PVP/EVAL共混膜清洗后通量恢复率由纯EVAL膜的51%增至77.98%。     

亲水改性聚己内酯纤维膜的熔体静电纺丝研究

采用HM-531对PCL进行亲水改性,研究其用量对共混体系的熔融指数、接触角和拉伸性能的影响,再利用熔体电纺三维打印,探究了电压、驱动气压和喷头高度对纤维膜微观形态结构和接触角的影响,筛选最佳的工艺参数.结果表明,随着HM-531用量的增加,共混物的熔融指数增大,接触角不断降低,添加质量分数为3％的HM-531时,共混物的熔融指数为9.1 g/10 min,较未添加时增加了89.6％,接触角从72.92°降低到10.22°,亲水性能显著改善;共混物的拉伸强度和断裂伸长率呈现先增大后减小的变化趋势,在HM-531质量分数为3％时两者达到最大值,拉伸强度为26.8 MPa、断裂伸长率为1338.5％;在电压20 kV、气压0.08 MPa和喷头高度5 cm条件下,所制熔体电纺膜的纤维直径最均匀、接触角为10.52°.该熔体电纺膜具有纤维大小一致、外观良好和亲水性能优异等特点,在气调包装保鲜膜和药物快速释放载药膜等领域具有良好的应用前景.