纳米石墨烯整理涤棉织物防静电性能研究

研究纳米石墨烯整理涤棉织物的防静电性能。采用纳米石墨烯(G)作为防静电剂,水溶性聚氨酯(PU)为黏合助剂,通过轧-烘-焙方法对涤棉织物进行涂层整理并研究相关性能。通过扫描电子显微镜表征分析改性棉织物的表观形态和结构;采用表面电阻率作为衡量防静电的参数,并对其机械性能、透气性和耐水洗等服用性能进行测试。结果表明:随纳米石墨烯质量分数的增加,整理织物导电性能提高。当石墨烯添加量为0.5%(质量分数)时,其表面电阻率为3.98×10~(-4)Ω·m,具有优异的防静电性能。纳米石墨烯整理织物可应用于特殊行业静电防护服装和精密仪器静电防护套等。     

壳聚糖整理棉织物的性能

针对棉织物抗皱性能差的缺点,采用壳聚糖对棉织物进行后整理以提高其抗皱性能。通过改变壳聚糖用量、焙烘温度等工艺参数,对棉织物进行二浸二轧整理。经正交试验得到抗皱整理的工艺条件为:壳聚糖(CS)质量分数为0.10%(o.w.f);柠檬酸(CA)质量分数为9%;磷酸氢二钠(DAP)与柠檬酸的摩尔比为1:1;三乙醇胺(TEA)质量分数为4%;渗透剂JFC 2 mL/L;焙烘温度170℃;焙烘时间2.5 min。经壳聚糖整理后的棉织物抗皱性能明显提高,且整理后织物具有良好的抗菌性能和较好的耐洗涤性能。     

基于石墨烯整理的远红外发射棉织物

采用石墨烯/聚氨酯复配液作为功能整理剂对棉织物改性整理,获得具有远红外发射功能的棉织物。以石墨烯纳米片(G)作为功能整理剂,水溶性聚氨酯(PU)为粘合助剂,通过复配液整理法对棉织物进行改性整理获得功能织物并研究其性能。采用扫面电子显微镜(SEM)、高分辨率透射显微镜(HR-TEM)和傅里叶红外分析光谱(FTIR)对自制石墨烯及改性棉织物的表观形态和内部结构进行表征;通过远红外发射率和红外热成像技术表征改性棉织物的远红外发射性能。结果表明,石墨烯改性棉织物的远红外发射率明显提高,经3次处理后其远红外发射率达0.911,比市面上已有的远红外发射纺织品的发射率还高。     

聚噻吩/壳聚糖层层自组装织物制备及性能研究

研究了以聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸和壳聚糖进行静电层层自组装整理,得到具有防紫外、导电功能的棉织物。采用聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)和壳聚糖(CS)通过静电层层自组装技术对棉织物进行表面改性,并研究其导电、防紫外线性能。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外分析光谱(FTIR)及表面染色色深(K/S值)分析改性棉织物的表观形态结构;采用紫外线防护系数(UPF)评估防紫外线性能,采用两探针法测量织物表面导电性能并得到相应的IV曲线。研究表明:经石墨烯改性后的棉织物展现出超强的紫外线防护性,其导电性能也有相应的提高。组装5次,改性织物的UPF值达到92.39,远高于未处理棉织物(UPF=9.37)。另外,仅组装5次,改性棉织物的表面电阻率由未处理棉织物的7.19×10~7Ω·m降到4.4×10~2Ω·m。     

棉织物的改性纳米Si_3N_4抗紫外线功能整理

选用经硅烷偶联剂KH550和KH560改性后的Si3N4纳米粉体对棉织物进行抗紫外线整理,通过测定棉织物整理前、后的紫外线反射率和染色棉织物K/S值确定最佳整理方法,并用TEM和热重分析表征了整理后棉纤维结构与性能,测试了棉织物的白度、硬挺度和拉伸性能变化.结果表明:采用纳米Si3N4+壳聚糖整理棉织物,不仅能增强抗紫外线性能,而且能提高活性染料对棉织物的上染性能;经纳米Si3N4+壳聚糖整理后,棉纤维热分解率明显降低,热分解起始温度下降,且织物变得硬挺,白度降低,断裂强力下降而断裂伸长率增大.     

基于两性高分子化合物/还原氧化石墨烯的离子传感器

将氧化石墨烯(GO)按照特定的质量分数加入去离子水中,将一定比例的两性高分子加入氧化石墨烯溶液中,然后通过涂敷的方式整理到纯棉织物上,还原后得到具有良好柔性的还原氧化石墨烯/两性高分子(amphoteric polymer)棉织物离子传感器(RGO/AP).两性化合物与石墨烯纳米片充分混合以后,聚均匀的分散到石墨烯片层之间,当不同性质的离子在织物表面传输时,其与两性物质的相互作用强度不同,从而表现出不同的离子传输能力,使石墨烯/两性聚合物改性的织物对不同特性的离子表现出特定的响应能力,并且织物的表面电阻率随离子性质差异而表现出显著的不同.此外,此柔性可穿戴基离子传感器的表面形貌还表现出明显的差异性.RGO/AP为柔性可穿戴离子传感器的应用提供了实验依据,为开发高灵活性的智能离子传感器的设计提供理论基础.     

第三组分对纳米二氧化硅STF体系性能的影响

通过添加纳米纤维素(CNF)、氧化石墨烯(GO)或多壁碳纳米管(MWNT)制备了基于纳米二氧化硅的多相剪切增稠液体(STF)。对制得的多相STF体系进行了红外光谱、扫描电子显微镜和流变性能表征。结果表明:CNF由于分散尺度小和提供大量氢键的原因,可以增强纳米二氧化硅STF体系的综合性能,包括稳态流变表征下的临界剪切速率降低和最大增稠黏度增大,动态流变表征下的模量增强响应提前。GO和MWNT的加入则会使STF的性能降低。CNF的增强效果出现先增大后减小的趋势,最佳用量的质量分数为0.2%～0.3%。     

壳聚糖/纳米氧化硅筛网亲水疏油改性及其油水分离性能

以壳聚糖、纳米氧化硅为原料,以不锈钢筛网为基体,通过浸渍涂覆的方法制备了一系列改性筛网。用扫描电子显微镜、接触角测量仪对改性筛网进行表征,研究了纳米氧化硅质量分数、壳聚糖质量分数、涂覆次数等因素对改性筛网的水下亲水/疏油的性能的影响,并测试了分离效率。结果表明:改性筛网的水下接触角和分离效率在纳米氧化硅质量分数为2%时,均达到最大,分别为142°和99.24%;壳聚糖质量分数为0.36%时,改性筛网的水下接触角和分离效率均达到最大,分别为134°和98.91%;涂覆次数为3次时,水下接触角和分离效率均达到最大,分别为143°和99.43%。结果表明:制备的改性筛网具有良好的水下亲水疏油性能,可以用于油水分离。     

石墨烯/聚乙撑二氧噻吩纳米复合材料的制备及电化学性能研究

以过硫酸铵为氧化剂,三氯化铁作为掺杂剂,采用原位聚合法制备石墨烯/聚乙撑二氧噻吩纳米复合材料.通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、红外(IR)光谱对样品的形貌及结构进行表征.结果表明:聚乙撑二氧噻吩纳米颗粒在石墨烯片层上呈均匀分散状态.循环伏安测试法(CV)等电化学测试表明:随着石墨烯质量分数的增加,纳米复合材料电极的电化学性能随之改善,当石墨烯的质量分数为50%时,石墨烯/聚乙撑二氧噻吩纳米复合材料的比电容达到168.8 F/g,显示出较好的电化学活性.     

热致相分离法PVDF/纳米SiO_2/石墨烯杂化中空纤维膜的制备及性能分析

为改善热致相分离(TIPS)聚偏氟乙烯(PVDF)膜的性能,以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)组成混合稀释剂,以纳米SiO_2、石墨烯为添加改性剂,采用TIPS法制备了PVDF中空纤维杂化膜.通过扫描电子显微镜(SEM)观察所得膜形貌,并对其渗透性能及机械性能进行测试表征,研究了纳米SiO_2、石墨烯添加量对PVDF中空纤维膜结构和性能的影响.结果表明:所得膜为均质海绵状孔结构,膜外表面较光滑,内表面粗糙且疏松多孔,随纳米SiO_2添加量的增加膜内外表面水接触角均增大,膜纯水通量先减小后增大,膜孔隙率均大于70%,膜断裂强度和断裂伸长率均先增大后减小;同时添加质量分数分别为3%和0.5%的纳米SiO_2和石墨烯,石墨烯以片层形式均匀分散在膜内,膜纯水通量可达418 L/(m~2·h),相较于原膜断裂强度提高12.6%,断裂伸长率提高89.2%.