静电纺PA-SA/PET/MWNTs复合相变纤维的制备及储热性能研究

以聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、棕榈酸和硬脂酸二元低共熔物(PA-SA)和多壁碳纳米管(MWNTs)为原料,通过静电纺丝的方法制备了新型的PA-SA/PET/MWNTs定形相变复合纤维。研究了强酸处理后的MWNTs对静电纺PA-SA/PET/MWNTs复合相变纤维的形貌结构和储热性能的影响。FT-IR光谱分析表明,强酸处理后在MWNTs的表面成功的引入了羧基(-COOH)官能团。SEM观察表明,随着MWNTs的加入,复合相变纤维表面沟槽变得更加明显且纤维直径明显增大。DSC分析表明了MWNTs的含量对复合相变纤维的熔化焓值和结晶焓值有一定的影响,对熔化温度和结晶温度没有显著性的影响。     

纳米碳化硅改善CPS/PAN相变复合纤维膜的传热速率

以不同质量比例的聚丙烯腈/纳米碳化硅(PAN/SiC)复合纤维膜为支撑材料,以癸酸-棕榈酸-硬脂酸(CPS)三元低共熔物为固-液相变材料,通过物理吸附法制备CPS/PAN/SiC定形相变复合纤维膜。分别采用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)和传热测试装置研究不同含量纳米SiC对定形相变复合纤维膜的形貌特征、储热性能、热能储存和释放速率的影响。SEM图像显示负载不同含量纳米SiC对CPS/PAN/SiC定形相变复合纤维膜的形貌结构没有显著影响。DSC测试结果表明随着支撑纤维膜中SiC颗粒含量的增加,定形相变复合纤维膜的相变温度和相变焓值没有明显变化。根据传热测试数据显示随着纳米SiC含量的增加,定形相变复合纤维膜的融化与结晶时间显著缩短了约20%~46%。     

负载脂肪酸酯的定形相变复合纤维的制备与性能研究

以单硬脂酸甘油酯(GMS)为固液相变材料,以聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维为支撑材料,通过静电纺丝方法成功制备了新型的GMS/PET定形相变复合纤维。FE-SEM观察显示随着定形相变复合纤维中GMS含量的增加,纤维直径逐渐增大且直径分布更广,纤维交叉点之间也出现粘连。XRD分析结果表明,静电纺丝过程中GMS和PET纤维基体能够很好地结合,由于PET纤维基体的支撑保护作用阻碍了GMS的结晶,导致结晶度下降。DSC分析结果表明,静电纺GMS/PET定形相变复合纤维是一种相变过程完全可逆的储能材料,其相变焓值随着纤维中GMS含量的增加而逐渐增大,相变焓效率85%。在DSC热循环测试过程中定形相变复合纤维的相变温度和相变焓值几乎没有变化,表明了该材料具有良好的热循环稳定性。     

碳/SiO_2纳米纤维膜基定形相变材料的制备及性能

研究首先制得二元脂肪酸低共熔物,然后将用静电纺丝法制备不同SiO2含量的、并对其进行炭化的PAN/SiO2纳米纤维膜作为支撑材料,吸附二元脂肪酸低共熔物制得碳/SiO2纳米纤维膜基定形相变材料(CSNPCM),利用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)等对制备出的定形相变材料的形貌结构和储热性能进行分析和表征。随着SiO2含量的增加,定形相变材料对二元脂肪酸低共熔物的吸附容量有所降低。SEM结果表明,二元脂肪酸低共熔物均匀地包埋、分散在多孔纳米纤维膜的三维网络结构中。DSC测试结果表明,SiO2的加入降低了定形相变材料的相变潜热,对其相变温度无太大影响。     

静电纺复合相变纤维的制备与热性能

通过静电纺丝方法成功制备了新型的月桂酸-硬脂酸(LA-SA)/聚对苯二甲酸乙二酯(PET)定形相变复合纤维。场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)观察结果显示,随着LA-SA含量的增加,纤维表面的褶皱越来越明显,且纤维直径逐渐增大。差示扫描量热(DSC)分析结果显示,随着LA-SA在纤维中比例的增大,复合纤维的相变温度变化不大,相变焓值逐渐增加。DSC热循环测试结果表明,静电纺LA-SA/PET复合相变纤维是一种相变过程完全可逆的定形相变材料,可以在环境中循环使用。热重(TGA)分析结果表明,LA-SA/PET复合相变纤维分别在135℃～240℃和325℃～500℃温度范围内发生热降解,在相变温度范围(<100℃)内具有良好的热稳定性。     

二元脂肪酸/生物基SiO_2复合相变材料的制备与性能

为了获得适用于建筑领域的相变材料和相变温度,选用月桂酸(LA)和棕榈酸(PA)共混制备的二元低共熔脂肪酸(LA-PA)作为储能材料,废弃稻草和稻草灰提取的生物基SiO_2(b-SiO_2)粉末作为载体,采用熔融浸渗法制备了LA-PA/b-SiO_2定形相变储能材料。采用FTIR、XRD、比表面测试、SEM、DSC、TGA对LA-PA/b-SiO_2复合相变材料的结构与性能进行分析。结果表明:LA-PA和b-SiO_2并不是简单的物理相互作用;LA-PA被束缚在b-SiO_2多孔网络中,从而在固相变为液相时,相变材料不会泄露。通过XRD分析可得,随着b-SiO_2含量的增加,LA-PA/b-SiO_2复合相变材料的结晶度降低。由DSC和TGA分析可知,LA-PA/b-SiO_2复合相变材料具有良好的相变性质和热稳定性,相变焓在67.36~146.0J/g之间。     

负载纳米银颗粒增强CA-MA/PAN复合相变纤维膜的传热性能

以银纳米颗粒作为传热增强材料制备新型的静电纺聚丙烯腈/纳米银(PAN/Ag-NPs复合纳米纤维支撑膜,以癸酸-肉豆蔻酸(CA-MA)二元低共熔物为固-液相变材料,通过物理吸附法制备CA-MA/PAN/Ag-NPs复合定形相变纤维膜。扫描电子显微镜图像观察显示CA-MA被成功地吸附到静电纺PAN/Ag-NPs复合纤维膜的孔隙网络结构中。DSC测试结果表明添加Ag-NPs对复合纤维膜的储热性能没有显著影响,其相变温度约为10～31℃之间,相变焓值约为131～147kJ/kg。此外,添加10wt.%Ag-NPs后CA-MA/PAN复合纤维膜的储热和放热时间分别缩短了约47%和49%。     

月桂酸-棕榈酸/Al2O3复合定形相变材料的制备与热性能研究

采用溶胶-凝胶法,以异丙醇铝(AIP)为单一铝源,无水乙醇为溶剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为聚合物模板,并添加浓盐酸作为催化剂和胶溶剂,制备均一稳定的前驱体纺丝液,再结合静电纺丝与高温煅烧技术制备了Al_2O_3纤维毛毡,用其作为支撑材料吸附月桂酸-棕榈酸(LA-PA)二元脂肪酸低共熔物制备复合定形相变材料。利用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜和BET比表面积分析仪等手段研究样品的表观形貌与晶型结构。结果表明:经吸附后制得的LA-PA/Al_2O_3复合定形相变材料具有良好的形貌结构。通过差示扫描量热仪、热导率及自组装热性能测试仪对制备的LA-PA/Al_2O_3复合定形相变材料的储热性能及热能储存/释放性能进行了研究。结果发现其具有适宜的相变温度和较好的相变焓值,拓宽了复合定形相变材料的应用范围。     

MES/PET定型相变复合纤维的形貌结构及性能分析

通过制备硬脂酸甲酯/聚对苯二甲酸乙二酯(MES/PET)定型相变复合纤维,研究了MES固-液相变材料和PET支撑材料在定型相变复合纤维中的分布结构。结果表明在静电纺丝过程中MES组分作为分散相被随机地分散在PET纤维基体的连续相中,其在PET纤维中的最大负载量为50wt.%;复合纤维中的MES分子与PET分子之间没有发生化学反应,二者具有良好的相容性;MES/PET定型相变复合纤维的融化和结晶温度分别为39.84℃和27.96℃,融化和结晶焓值达到90.43kJ/kg和88.03kJ/kg;由于PET基体比MES分子具有更好的热稳定性,将PET纤维作为MES固液相变材料的支撑材料,有利于改善定型相变复合纤维的热稳定性;随着MES含量的增加,定型相变复合纤维膜呈现脆性断裂特征,其拉伸断裂强度增加。     

具有保温性能的电纺LA/PET纳米纤维复合织物的制备与表征

本文制备了电纺月桂酸(LA)/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纳米纤维/机织物的复合织物,并对其进行了表征.选用纯棉纱线、毛纱线、涤棉纱线、腈纶纱线和涤纶纱线分别作为经纬纱线,在实验室制备机织物小样,同时,通过静电纺丝法制备LA/PET纳米纤维,将LA包裹在PET基材之中.之后通过缝合的方式,将电纺LA/PET纳米纤维和机织物构造成三明治结构的复合织物.对纳米纤维的形貌和热性能进行了表征,并分别探究了LA/PET的质量比,机织物组织结构和机织物材料对复合织物保温性能的影响.结果表明:LA/PET纳米纤维呈圆柱形,具有光滑表面,LA和PET展现出良好的相容性,热焓值略低于理论值,但相变温度改变不大.复合织物的热保温性能测试表明,复合织物的保温性能都优于未加入相变材料的织物,同时展现出良好的热循环稳定性.     

A novel shape-stabilized PCM: Electrospun ultrafine fibers based on lauric acid/polyethylene terephthalate composite

Recently, ultrafine fibers of PCM/polymer composites have been developed as a novel shape-stabilized polymer-matrix phase change material (PCM) via electrospinning technique. In this study, ultrafine fibers of lauric acid/polyethylene terephthalate (LA/PET) composite (1:1, w/w) were successfully prepared and characterized by field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), differential scanning calorimetry (DSC) and tensile testing. The results indicated that the electrospun fibers showed smooth surfaces and cylindrical shape with diameters ranging from several tens to several hundreds nanometer, and the latent heat of fusion of the fibers is about 70.76 J/g. Although the tensile properties of the electrospun composite fibers were lower than that of the electrospun pure PET fibers, they showed suitable and competent tensile strength for the potential applications in solar energy storage and thermo-regulating textile.     

多壁碳纳米管/聚己内酯超细复合纤维的制备及性能

通过静电纺丝法制备出多壁碳纳米管(MWCNTs)增强聚己内酯(PCL)超细复合纤维膜。用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱仪、差示扫描量热仪(DSC)和X射线衍射仪(XRD)对MWCNTs/PCL超细复合纤维进行表征,并进行了拉伸测试。结果表明,MWCNTs分散于PCL纤维中,MWCNTs的加入降低了PCL的结晶度。当PCL中MWCNTs的含量为0.5 wt%时,其结晶度最低,但此时MWCNTs/PCL超细复合纤维具有最好的力学性能。     

Crosslinking of the electrospun polyethylene glycol/cellulose acetate composite fibers as shape-stabilized phase change materials

In a previous study, polyethylene glycol/cellulose acetate (PEG/CA) composite ultrafine fibers have been prepared by electrospinning. In order to improve their water-resistant ability and thermal stability for potential thermal storage applications, in this study, the electrospun PEG/CA fibers were crosslinked by using toluene-2, 4-diisocyanate (TDI). The morphology and thermal properties of the crosslinked fibers were investigated via SEM, DSC and TG, respectively. The results showed that the fibrous morphology of the crosslinked fibers was well preserved even after 24 h immersing in deionized water. Meanwhile, the crosslinking also led to an improvement on the thermal stability, but brought a decrease of the enthalpy compared with the original electrospun fibers.     

SiO2/聚（3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯）薄膜研究

目的研究纳米SiO2对可生物降解聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)(P34HB)包装膜结晶行为和力学性能的影响。方法采用溶液浇铸法制备SiO_2/P34HB纳米复合薄膜,利用红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)、正置热台显微镜(POM)、差示扫描量热仪(DSC)和万能力学试验机等研究纳米SiO_2对P34HB结构、结晶性和力学性能等的影响。结果纳米SiO_2在P34HB中起到异相成核的作用,SiO2/P34HB复合膜的结晶速率和结晶度得到明显改善。相比P34HB包装膜,当纳米SiO_2质量分数为2%时,SiO_2/P34HB复合膜的弹性模量和拉伸强度分别提高了72.7%和60.9%。结论获得了纳米SiO2改善可生物降解聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)包装膜结晶度和力学性能的最佳掺杂比例参数。     

纳米羟基磷灰石/丝素蛋白/聚己内酯复合超细纤维的制备及表征

通过静电纺丝法制备出纳米羟基磷灰石/丝素蛋白/聚己内酯复合超细纤维,利用扫描电镜、红外光谱仪、X射线衍射仪对纳米羟基磷灰石/丝素蛋白/聚己内酯复合超细纤维形貌和结构进行表征,并进行了拉伸测试。结果表明,随着超细纤维中羟基磷灰石含量的增加,纤维的直径逐渐降低,纤维中聚己内酯的结晶逐渐变差。相比于丝素蛋白/聚己内酯超细纤维,含有质量比为30%羟基磷灰石的复合超细纤维仍具有较好的力学性能。体外小鼠成纤维细胞(L929)培养表明,纳米羟基磷灰石/丝素蛋白/聚己内酯复合超细纤维对细胞没有毒性。     

PET基定形相变复合纤维的制备

采用静电纺丝技术成功制备了以5种脂肪酸二元低共熔混合物(LA-MA、LA-SA、MA-PA、MA-SA、PA-SA)为固液相变材料,聚对苯二甲酸乙二酯(PET)为支撑材料的定形相变复合纤维。研究了不同种类的脂肪酸二元低共熔物对复合相变纤维的形貌结构、储热性能以及力学性能的影响。研究结果表明这5种定形相变复合纤维的表面均呈现褶皱的形貌特征,同时纤维直径也明显增大。热分析结果表明当改变纤维中脂肪酸二元低共熔物的种类时,复合相变纤维的熔化温度和熔化焓值均随之而变化,其中熔化温度最低为33.23℃,最高为52.82℃,熔化焓值最低为62.75kJ/kg,最高为94.76kJ/kg。力学性能测试结果表明,由于脂肪酸二元低熔物的加入复合相变纤维的拉伸强度减小,断裂伸长率增大。     

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...     

Fabrication of fibrous poly(butylene succinate)/wollastonite/apatite composite scaffolds by electrospinning and biomimetic process

In this paper, a novel kind of Poly(butylene succinate) (PBSU) /wollastonite/apatite composite scaffold was fabricated via electrospinning and biomimetic process. Pure PBSU scaffold and composite scaffolds with 12.5 wt% and 25 wt% wollastonite were firstly fabricated by electrospinning. SEM micrographs showed that all the electrospun scaffolds had homogeneous fibrous structures with interconnected pores and randomly oriented ultrafine fibers. The composite scaffolds were then surface modified using a biomimetic process. SEM and XRD results showed that apatite could deposit on the surfaces of the composite fibers after incubation in SBF and a novel fibrous structure with microspheres composed of worm-like apatite on composite fibers was formed. Incubation time and wollastonite content were found to influence the morphology of the scaffolds during the biomimetic process obviously. Both the amount and the size of the microspheres on the composite scaffolds increased with increased incubation time. After a certain incubation time, microspheres formed on the composite fibers with less wollastonite had a relatively larger size. Therefore, the microstructure of the composite scaffolds could be adjusted by controlling the wollastonite content and the incubation time. All of these results suggest that it is an effective approach to fabricate PBSU/wollastonite/apatite fibrous composite scaffolds with different material content and controllable microstructure for bone tissue engineering.     

Pickering乳液聚合制备聚苯乙烯/纳米SiO2复合微球与其性质

以两亲性纳米SiO2为稳定剂构筑Pickering乳液,分别采用偶氮二异丁腈(AIBN)及过硫酸铵(APS)作为引发剂引发苯乙烯单体聚合,制得了不同尺寸及形貌的聚苯乙烯/纳米SiO2(PS/SiO2)复合微球,并分析了Pickering乳液聚合的机理。通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、凝胶渗透色谱-多角度激光光散射联用仪(GPC-MALLS)、热失重分析(TGA)及差示扫描量热仪(DSC)对产物进行了表征,结果表明,AIBN引发所得复合微球为微米级(0.5μm~2.0μm),而APS引发产物为亚微米级(0.1μm~0.5μm),两者引发所得聚合物重均分子量(-Mw)分别为4.780×104g/mol及3.411×105g/mol;复合微球的热性能因纳米SiO2的存在而得到增强。