芳纶纳米纤维/壳聚糖绝缘复合薄膜力学及绝缘性能研究

以芳纶纳米纤维（ANFs）为基体,壳聚糖（CS）为增强剂,采用真空辅助过滤技术制备了ANFs/CS复合薄膜,并通过热压法提高薄膜的致密性,以增强其力学和绝缘性能。结果显示,当壳聚糖负载量为0.02 g时,ANFs/CS复合薄膜的性能最优,其最大拉伸强度可达208 MPa,特征击穿强度62 kV/mm。对ANFs/CS复合薄膜进行热压处理后,复合薄膜的致密性明显提高,其最大拉伸强度和击穿强度分别为253 MPa和109 kV/mm,相较于热压前分别提升了21.6%和75.8%。     

ANF/TiO2机械力化学复合对芳纶纳米复合纸抗紫外老化性能的影响

以芳纶纳米纤维(ANF)和纳米TiO₂为原料,基于机械力化学原理,采用超声共混法或球磨复合法实现ANF与纳米TiO₂复合,制备出具有优异抗紫外和强度性能的芳纶纳米复合纸(以下简称复合纸),探究了复合方法和纳米TiO₂添加量对复合纸抗紫外老化性能与强度性能的影响。结果表明,与传统的超声共混法相比,采用球磨复合法有利于改善ANF与纳米TiO₂的界面结合。当纳米TiO₂添加量为6%时,球磨法制备的复合纸断裂应力70.13 MPa,与未添加纳米TiO₂复合纸相比,纸张断裂应力提高了12%;同时,紫外老化后,该复合纸强度保留率为81.5%,与超声共混法相比提高了15.8个百分点。随着纳米TiO₂添加量的提高,球磨复合法制备的复合纸抗紫外老化性能改善效果更加明显。     

芳纶/纤维素纳米纤维复合过滤材料的制备及性能

以二亚基亚砜/氢氧化钾(DMSO/KOH)为溶剂溶解芳纶纤维,采用溶液相分离法制备芳纶纳米纤维。采用高压静电纺丝技术制备醋酸纤维,再将醋酸纤维水解,得到纤维素纳米纤维。将芳纶纳米纤维溶液涂覆在纤维素纳米纤维上形成复合膜过滤材料。结果表明,涂覆芳纶纳米纤维溶液后的纤维素纳米纤维具有良好的强度,对粒径为100nm的Fe3O4过滤效果基本达到100%,这将在过滤领域发挥着巨大的潜力。     

芳纶/玄武岩纤维复合绝缘纸的制备及性能研究

以芳纶纤维和玄武岩纤维为原料,通过造纸湿法抄造制备复合绝缘纸,系统地研究了复合绝缘纸的力学性能、绝缘性能、热稳定性、胶液渗透性等.结果表明,复合绝缘纸的击穿电压在玄武岩纤维含量低于50％时基本保持不变;玄武岩纤维含量越高,复合绝缘纸的热稳定性、胶液渗透性越好;当玄武岩纤维含量50％时,复合绝缘纸的抗拉强度达1.67 M...     

芳纶纳米纤维毡/聚苯硫醚高温超过滤材料的制备及其性能

以N,N-二甲基乙酰胺/氯化锂(DMAc/LiCl)为溶剂溶解间位芳纶纤维,采用高压静电纺丝技术制备直径为100～500 nm的芳纶纳米纤维毡,与聚苯硫醚(PPS)针刺非织造布复合后形成高温超过滤材料。结果表明,芳纶纳米纤维毡具有良好的强度和耐高温性能,复合纤维毡对粒径位于0.1～0.6μm之间超微粒子的过滤效率达到99.9%,明显高于普通PPS非织造布的过滤效率(70%),但纳米芳纶/PPS复合高温超过滤非织造布的压降随芳纶纳米纤维膜厚度的增加而迅速下降,这是因为芳纶纳米纤维膜中纤维尺寸和孔径较小,导致过滤时阻力明显增加。     

仿棉共聚酯纤维的制备及其性能表征

普通聚酯纤维吸湿性差,易产生静电现象,染色需要在高温高压条件下进行,为改善聚酯纤维的服用舒适性,在聚酯中引入聚乙二醇柔性链段、季戊四醇、二氧化钛经共聚制备得到多组分改性共聚酯。对纤维形态结构调控,得到截面十字异形仿棉纤维。对仿棉共聚酯纤维的吸湿、抗静电性及染色性进行了测试表征。结果表明,共聚酯具有良好的成纤性、力学性能,制备的短纤维在标准温湿度环境下的回潮率为0.93%,5次洗涤后的比电阻为4.23×108Ω·cm,对气态水具有快吸速干的特点,可实现常压沸染。     

高透气性能CNF/环状拓扑形貌CNC复合薄膜的制备与性能研究

通过硫酸水解法及高强超声处理获得具有中空环状拓扑形貌的纤维素纳米晶体（RT-CNC）,并采用真空抽滤法制备了纤维素纳米纤丝（CNF）/RT-CNC薄膜。结果表明,RT-RNC的环壁宽度约为3.5 nm,长度为10～50 nm,具有明显中空特性,其成膜过程中化学结构并未改变且保持纤维素Ⅰ结晶结构;CNF/RT-CNC薄膜的透气度为6.70μm/(Pa·s),相较于CNF薄膜（2.50μm/(Pa·s)）提高了168%,且其热降解性能良好。     

纤维素纳米晶体/聚苯乙烯复合薄膜的制备及性能研究

通过Pickering乳液法一步实现亲水性纤维素纳米晶体（CNC）和疏水性聚苯乙烯（PS）的高效复合,经溶液浇筑成膜与热压耦合制得力学性能优异的CNC/PS复合薄膜。结果表明,尽管CNC的添加会降低PS薄膜的透明度,但当CNC添加量≤10%时,CNC/PS复合薄膜仍能保持良好的透明度。当CNC添加量为8%时,CNC/PS复合乳液中的乳滴尺寸和乳滴分布均一性最佳,此时CNC/PS复合薄膜的力学性能最佳,其拉伸强度为33.8 MPa,远优于纯PS薄膜（18.9 MPa）,韧性和杨氏模量分别为408.1 kJ/m3和1.9 GPa,是纯PS薄膜的1.8倍和1.5倍。当CNC添加量增至20%时,CNC/PS复合薄膜出现发白现象,透光率显著下降,但仍具有与纯PS薄膜相当的力学性能（拉伸强度为20.9 MPa,杨氏模量为1.6 GPa）。     

抗菌PVA/SA纳米纤维膜的制备及性能研究

文中采用静电纺丝技术制备了负载Ag的聚乙烯醇与海藻酸钠(Ag@PVA/SA)纳米纤维膜,优化了工艺条件并测试了不同纳米纤维膜的过滤性能和抗菌性能。结果表明,制备负载银的PVA/SA复合纳米纤维膜的最佳工艺条件:聚乙烯醇质量分数10.0%,纳米银粒子质量分数5.0%,海藻酸钠浓度1.0%,纺丝电压25 kV、纺丝距离为24 cm、喂液量为0.1 mL/h;最优工艺条件下制备的负载Ag的PVA/SA复合纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有一定的抑制作用,过滤效率为99.2%。     

戊二醛交联胶原蛋白/PVA 复合纤维的结构与性能

在胶原蛋白与PVA 复合后的溶液中加入戊二醛交联剂,得到稳定的复合纺丝原液,再用湿法纺丝得到初生纤维,经热拉伸和热定型、缩醛化处理得到胶原蛋白PPVA 复合纤维。复合纤维的强度、模量、伸长率分别达到3. 74 cNPdtex、44. 60 cNPdtex、31. 30 %;结晶度为60. 79 %;水中软化点和回潮率分别为105 ℃和8. 9 %。通过扫描电镜观察发现:复合纤维内部有少许孔洞、裂纹,且随纺丝原液中固含量的增加而减少。     

PPC/SPI复合膜的制备与性质

以大豆分离蛋白（soy protein isolate,SPI）、聚丙撑碳酸酯（poly (propylene carbonate),PPC）为原料,甘油为增塑剂,采取挤压成膜的方法制备PPC/SPI复合膜,并研究PPC与SPI的质量比对复合膜的力学性质、不透明性、耐水性（吸水性和水溶性）的影响以及分析复合膜的热特性和结构。结果表明：随着PPC与SPI质量比（1.0∶1、1.5∶1、2.0∶1、2.5∶1、3.0∶1）的增加,复合膜的柔韧性增强,不透明度增加,吸水率成下降趋势,膜的质量损失率显著降低;同时PPC/SPI复合膜具有良好的热稳定性和稳定、致密均一的结构。     

抗菌性无定型纳米二氧化钛/聚乳酸膜的制备及表征

溶胶-凝胶法水解异丙醇钛制备纳米二氧化钛（TiO2）溶液,进行粒径优化及表征。紫外光谱、红外光谱、X射线衍射、粒径测试结果表明制备的纳米TiO2为较高可见光利用率的无定型纳米粒子。采用溶液共混法制备聚乳酸/纳米二氧化钛（polylactic acid/nano-TiO2,PLA/nano-TiO2）复合膜,研究不同纳米TiO2质量分数对PLA/nano-TiO2复合膜的性质影响。结果表明,PLA/nano-TiO2复合膜中纳米TiO2质量分数为0.6%时拉伸强度达到最大值,为63.3 MPa,此时断裂伸长率最小,为2.3%。PLA/nano-TiO2复合膜接触角均低于纯PLA膜,从78.40°减小到72.83°;PLA/nano-TiO2复合膜的吸水率显著高于纯PLA膜,从0.56%提高为1.48%;PLA/nano-TiO2复合膜水蒸气透过率比纯PLA膜高,从3.46×10－8（g·m）/（m2·h·Pa）提高到4.66×10－8（g·m）/（m2·h·Pa）。由PLA/nano-TiO2复合膜的抑菌性实验可知,添加纳米TiO2的复合膜在紫外光照下有明显的抑菌效果。     

胶原/氧化羟丙基甲基纤维素复合膜的制备与表征

为了制备性能更优的胶原膜,使其更好地应用于食品包装领域,采用不同氧化度的氧化羟丙基甲基纤维素(DHPMC)与胶原以质量比1:1.25共混成膜,考察DHPMC氧化度对胶原复合膜理化性能的影响。结果表明,胶原复合膜的三股螺旋结构未被破坏,且相比于纯胶原膜,其机械性能、热稳定性、耐酶降解性和亲水性能均有增强,结构更加均匀致密。当DHPMC氧化度较低(氧化度17.78%)时,DHPMC分子中的醛基与胶原的氨基形成共价键,体系的相互作用增强,且DHPMC氧化度低,对复合膜的成膜性能影响小,使得复合膜的抗张强度(115.74 MPa)和热变性温度(76.24℃)相较于胶原/羟丙基甲基纤维素(HPMC)复合膜(104.69MPa,69.67℃)提高。当DHPMC氧化度较高(氧化度45.12%)时,DHPMC的醛基含量增加,但同时纤维素降解程度也增加,使得复合膜的抗张强度(93.56 MPa)和热变性温度(71.13℃)下降。因此,采用低氧化度的DHPMC与胶原共混可制得综合成膜性能更优的复合膜,将扩大其在食品包装中的应用范围。     

Florida橘油-壳聚糖复合膜的制备及表征

使用浇铸-蒸发-碱浸法制备了壳聚糖(CS)膜和Florida橘油(FMO)-壳聚糖复合膜。采用FT-IR、XRD对膜的微观结构进行了表征,分析了FMO添加量对膜的厚度、拉伸强度、断裂伸长率、接触角、水蒸气透过系数、总溶解物含量等性质的影响。结果表明,FMO橘油的成分占据了壳聚糖骨架中的部分官能团的位置,影响着壳聚糖共价键的振动强度;FMO的添加,并增大了膜中壳聚糖乙酸盐的含量,并使膜的拉伸强度降低;FMO添加量为4%时,膜的厚度达到最小值19.80±0.21μm,断裂伸长率达到最大值2.81±0.01%;FMO添加量为10%时,膜的厚度达到最大值26.90±0.22μm。FMO添加量为2%时,膜的水蒸气透过系数达到最小值305.33±3.69 mg·mm/(kPa·h·m2);膜的接触角和总溶解物含量都随FMO添加量的增加而增大,最大值分别为81.80±0.09°和2.96±0.05%。研究结果为FMO-CS复合膜的实际应用提供了理论依据。     

光交联壳聚糖/聚乙烯醇共混膜的制备与性能

将壳聚糖与感光性物质混合制成感光性壳聚糖 ,再与聚乙烯醇按一定比例共混、成膜并进行光交联 ,制备了系列壳聚糖 (CTS) /聚乙烯醇 (PVA )光交联共混膜 ,并对共混膜的结构和性能进行比较 .结果表明 :重氮树脂系列CTS/PVA光交联共混膜性能优于CTS/PVA共混膜 ,且重氮树脂系列CTS/PVA光交联共混膜有其独特的表面形貌 .孔结构的大小及形态与共混膜中CTS/PVA的比例、重氮树脂的含量有关     

间位芳纶原液涂覆增强芳纶绝缘纸的性能研究

本研究利用与间位芳纶纸同质同源的间位芳纶原液对芳纶纸进行涂覆增强。结果表明,间位芳纶原液会引起纤维的润胀,促使其尺寸增加,显著改善纤维之间的界面结合,减少了纸张的孔隙,促进了芳纶纸的致密化。同时,芳纶原液在纸张表面形成一层致密的保护膜,使芳纶纸的机械性能和绝缘性能得到很大提升。与芳纶原纸相比,芳纶增强纸的拉伸强度、模量、内结合强度和撕裂指数分别提高了0.8倍、0.6倍、1.7倍和0.9倍。芳纶增强纸的击穿强度比芳纶原纸提高了1.9倍,达到26.5 kV/mm。     

魔芋葡甘聚糖/表面脱乙酰甲壳素纳米纤维复合凝胶的制备及流变性能

研究魔芋葡甘聚糖（konjac glucomannan,KGM）与不同质量分数的表面脱乙酰甲壳素纳米纤维（surface deacetylated chitin nanofiber,S-ChNF）制成的复合凝胶的微观结构及性能变化。结果表明,KGM/S-ChNF复合凝胶均呈现剪切稀化现象,符合幂定律模型,是一种假塑性流体;且随着S-ChNF添加量的增加,凝胶的黏度增加,剪切应力降低,稠度系数由23.174 Pa·sn增大至29.950 Pa·sn,而流动指数则由0.436 63降低至0.413 08,表明其假塑性能提高。动态黏弹性分析表明,储能模量和损耗模量均表现出对角频率的依赖性,且随着S-ChNF添加量的增加,两者呈现上升趋势。此外,交叉点由6.77 s－1向低角频率方向移动至3.77 s－1,表明分子间氢键作用力增强,增大了KGM分子链移动的阻力,松弛时间变长,凝胶倾向于呈现弹性特征。傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜及热重分析结果显示,随着S-ChNF含量的增加复合体系内分子间相互作用增强,形成具有稳定网络结构的体系,从而改善复合凝胶的流变性特并且提高了复合凝胶的热稳定性。     

壳聚糖-肉桂醛复合抗菌降解膜的制备及性能

为改善壳聚糖膜的抗菌效果,将肉桂醛添加到壳聚糖基膜中制成壳聚糖-肉桂醛复合膜,研究肉桂醛体积分数对复合膜的物理性质、力学性能、水蒸气透过系数、官能团结构、结晶程度、微观结构以及抗菌性能的影响。结果表明：随着肉桂醛体积分数的增加,复合膜的色差、水蒸气透过系数和断裂伸长率减小,膜的厚度显著增加;当肉桂醛体积分数为2%时,膜的抗拉强度最大,为（15.77±1.13）MPa;根据傅里叶变换红外光谱分析,壳聚糖与肉桂醛有较好的相容性;肉桂醛体积分数的增加会导致膜表面结晶程度、裂纹、粗糙程度增加;复合膜的抑菌性能也随着肉桂醛体积分数的增大而显著增大。该研究可为壳聚糖-肉桂醛复合降解膜的应用提供理论依据。