用于制备高强Lyocell纤维的纤维素混合浆粕的研究

研究了在高聚合度的纤维素浆粕中添加少量的中等聚合度浆粕,所形成的混合浆粕的纺丝情况及得到的Lyocell纤维的性能。在此基础上,利用凝胶渗透色谱法(GPC)测定了混合浆粕的相对分子质量及其分布,分析了混合浆粕的相对分子质量及其分布对可纺性及纤维性能的影响。结果表明:这种混合浆粕的相对分子质量分布明显变宽,其中高相对分子质量的峰几乎没有变化,但中低相对分子质量部分含量增多,出现了较小的中低相对分子质量峰。这些中低相对分子质量部分的纤维素起了增塑作用,使加工更容易,而高相对分子质量部分则赋予纤维良好的力学性能。     

Lyocell/多壁碳纳米管复合纤维的制备及性能

将多壁碳纳米管(MWCNTs)水悬浮液、N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)溶液及纤维素共混得到纺丝液,通过干湿法制备了Lyocell/MWCNT复合纤维。采用X-衍射仪(WAXD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、强度仪等分析了所得纤维的结构和性能。WAXD图谱显示复合纤维仍然具有纤维素II晶型的结构,同时还保留了MWCNTs的特征衍射峰;二维X衍射结果表明:MWCNTs质量分数为5%的复合纤维中,MWCNTs与纤维轴的取向角为±15.2°,说明复合纤维中MWCNTs基本沿着纤维轴取向。SEM结果显示复合纤维中MWCNTs在Lyocell基体中分布均匀。对纤维的力学性能分析进一步表明:添加适量的MWCNTs可使复合纤维的力学性能提高,MWCNTs质量分数为1%的复合纤维的初始模量和强度分别比Lyocell纤维增加49.4%和15.7%。     

紫外/红外双波长荧光防伪纤维的制备及性能

通过熔融纺丝的方法成功制备了紫外/红外双波长荧光防伪纤维。分别采用X射线衍射、差示扫描量热分析、荧光光谱、纤维强伸度、扫描电镜等方法对制备的荧光纤维进行表征,探讨了荧光粉含量对纤维的力学性能、结晶性能和荧光性能的影响。结果表明,该纤维能在254 nm紫外光的激发下发出红色荧光,也能在980 nm红外光的激发下发射出绿色荧光,具有双重防伪效果。随着荧光粉含量的增加,双波长荧光防伪纤维的荧光强度不断增强,但荧光粉的团聚情况加剧。此外,随着荧光粉含量的增加,纤维的拉伸强度与断裂伸长率不断减小,但是当荧光粉含量≤10%时,对纤维拉伸强度的影响很小。     

纤维素/NMMO/水溶液流变性能的研究

研究了不同聚合度的纤维素/NMMO/水溶液以及在添加剂NH_4Cl存在下的溶液的流变性能,并将流变性能与纺丝性能进行对照分析,此外,还通过动态流变实验的分析比较了不同纤维素浆粕的相对分子质量及其分布。     

Lyocell纤维原丝的性能对碳纤维强度的关联分析

运用灰色系统方法对新型纤维素原丝Lyocell纤维的性能与碳纤维强度之间的关系进行了关联分析，结果表明：Lyocell纤维的强度、纤度和断裂强力对碳纤维的强度有很大的影响，而对伸长和模量的影响较小。     

静电纺丝法制备丝素蛋白/季铵盐壳聚糖复合纤维支架

将丝素蛋白(SF)水溶液和季铵盐壳聚糖(HACC)水溶液以100∶0、99∶1、98∶2和97∶3的溶质比共混作为纺丝液,测试了其质量分数为30%时的表面张力和电导率,并通过应力控制流变仪对其静态剪切和动态剪切作用下的流变性能进行了分析。采用静电纺丝技术制备出静电纺SF/HACC复合纤维支架,通过扫描电子显微镜对其表面形貌进行表征。结果表明,随着HACC含量的增加,纺丝液的黏度和电导率逐步提升;HACC能促进纺丝液的凝胶化;得到的静电纺纤维支架有着较均一的形貌,纤维较扁平,在组织工程修复领域具有良好的应用前景。     

喷丝板规格及纺丝速度对Lyocell纤维力学性能和结构的影响

为提高Lyocell纤维的力学性能,采用不同孔径和长径比的喷丝板制备Lyocell纤维,研究喷丝板规格和纺丝速度与Lyocell纤维的力学性能和结构之间的关系。结果表明,随着喷丝板的孔径增大,Lyocell纤维的结晶度和取向度增大,初始模量和断裂强度相应提高,但喷丝板的孔径过大会导致Lyocell纤维的结晶度和取向度减小,初始模量和断裂强度相应下降;随着喷丝板的长径比和纺丝速度的提高,Lyocell纤维的结晶度和取向度提高增大,初始模量和断裂强度相应提高。     

氯化铵改性Lyocell纤维的制备及其热处理

研究了不同NH4Cl含量的纤维素／NMMO·H2O溶液的流变性能,在此基础上制备了NH4Cl改性Lyocell初生纤维,并探讨了NH4Cl添加量及后续热处理对纤维结构与性能的影响。结果发现：随着NH4Cl添加量的增加,纤维素溶液体系的表观黏度、结构化程度、表观相对分子质量增加而表观相对分子质量分布变窄。结合广角X-射线衍射和双折射分析结果还发现：对Lyocell纤维采用NH4Cl改性或进一步结合热处理,都可以有效提高纤维的结晶度和取向度,完善最终纤维的聚集态结构。对纤维的性能分析结果表明：在本研究条件下,当NH4Cl添加量为5％时,经适当条件热处理后,最终得到Lyocell纤维断裂强度7．21cN／dtex、初始模量92．6cN／dtex、干热收缩率小于0．8％,并且蠕变率也有一定的下降．     

两种咪唑型离子液体对纤维素的溶解及纺丝性能的比较

以1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐（[EMIM]Ac）和1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（[BMIM]CI）两种咪唑型离子液体为溶剂,研究比较了它们对纤维素的溶解性能及其溶液的纺丝加工性能。结果发现：两种离子液体均能在一定条件下溶解纤维素,但[EMIM]Ac较[BMIM]Cl对纤维素具有更低的溶解温度和更快的溶解速率。从流变分析还发现：纤维素/[EMIM]Ac溶液与纤维素/[BMIMCl溶液均为切力变稀流体,相同条件下纤维素/[EMIM]Ac溶液的黏度远低于纤维素/[BMIM]Cl溶液,使其可在相对低的温度下纺丝。此外,GPC分析结果表明：纤维素在用[EMIM]Ac溶解及纺丝过程中降解程度较小,而用[BMIM]Cl进行溶解纺丝时,降解作用则较明显。对纤维结构与力学性能的分析结果进一步表明：与相同喷头拉伸比下制得的[EMIM]Ac法再生纤维素纤维相比,[BMIM]Cl法再生纤维素纤维的聚集态结构相对较完善,结晶度与取向度更高些,从而使其力学性能也相对较好。     

静电纺丝素蛋白纤维毡在乙醇水溶液中的拉伸后处理

利用静电纺丝技术制备了再生丝素蛋白纤维毡,并采用乙醇水溶液对其进行拉伸后处理以提高其力学性能。研究了乙醇的体积分数对纤维毡形貌、结构和性能的影响。结果表明,随乙醇体积分数的增加,纤维毡中β-折叠结构的含量增加。纤维毡在体积分数为90%的乙醇溶液中,先拉伸1.11倍,然后浸泡120min后,其断裂强度及断裂伸长率分别达2.64MPa和12.1%。