石墨烯纱线的拉伸性能

制备了不同质量浓度的氧化石墨烯/聚氨酯整理剂(GO/WPU)及石墨烯/聚氨酯整理剂(rGO/WPU),并分别对棉纱、涤棉纱进行涂层整理,观察纱线表面形态并测试纱线的断裂强力、断裂伸长率等指标,分析纱线拉伸性能变化趋势。结果表明,经两种不同石墨烯整理剂涂层整理后,纱线拉伸性能均有所提升,且随整理剂质量浓度的增加而增大;氧化石墨烯/聚氨酯整理剂处理后的纱线拉伸性能更优。     

水性聚氨酯/氧化石墨烯皮革涂饰剂的研究

采用溶液共混法制备了水性聚氨酯(WPU)/氧化石墨烯(GO)复合皮革涂饰剂,研究了讨论了SDS和GO掺量对水性聚氨酯性能的影响。实验结果表明SDS的引入提高了GO在WPU中的分散均匀性,WPU/GO复合皮革涂饰剂应用试验结果表明涂层的抗水性、耐干湿擦性能显著的提高,表面光泽度好,涂层强度也有明显的提高。     

PVP改性水性聚氨酯的合成及应用

为改善涂层织物的防水透湿性,采用乳液聚合法制备聚乙烯吡咯烷酮(PVP)/水性聚氨酯(WPU)乳液。利用红外光谱对PVP/WPU膜进行结构表征,考察PVP质量分数和相对分子质量对PVP/WPU乳液性能及胶膜性能的影响,并与未改性水性聚氨酯涂层性能进行对比。结果表明:PVP和水性聚氨酯之间存在氢键作用。当PVP相对分子质量为8 000,质量分数为10%时,制备的改性乳液粒径小、存储稳定性好,成膜后仍较好地保留聚氨酯原有的弹性和力学性能;使用该改性乳液作为织物涂层剂,涂层织物静水压为393 mm H2O,透湿量为2 237 g/m2·24 h,与未改性水性聚氨酯涂层织物相比,静水压值和透湿量分别提高了17%和8%,显著改善了涂层织物的防水透湿性。     

低含量碳纳米管对水性聚氨酯复合涂层表面硬度及耐磨性的影响研究

为了改善传统水性聚氨酯(WPU)涂层的机械性能(表面硬度和耐磨性),本文采用自行改装的静电喷涂装置制备了多壁碳纳米管(MWCNTs)含量较低的WPU复合涂层，研究了MWCNTs的含量对WPU涂层的表面硬度和耐磨性的影响。结果表明，随着MWCNTs含量的增加，静电喷涂制备的MWCNTs/WPU复合涂层的表面硬度随之升高，耐磨性则先升高后降低。当MWCNTs含量(质量分数)为0.3%时，涂层结构最致密，它的磨损率和摩擦系数分别比纯WPU涂层降低了50.21%和20.59%。研究成果通过进一步中试，有望在海上设备、石油化工行业等防腐领域得到应用。     

静电纺PU/CNT取向纳米纤维压力传感器的制备

首先以射频磁控溅射法制备导电涤纶长丝作为芯纱,然后利用静电纺丝技术获得掺杂有碳纳米管(CNT)的聚氨酯(PU)纳米纤维包芯纱,最后在纱线表面涂覆一层带有导电铜丝的PDMS凝胶膜,获得PU/CNT纳米纤维传感器,并测试了其压敏特性,利用扫描电镜和数字源表表征了其形貌结构和性能。结果表明,经射频磁控溅射镀铜30 min后,导电涤纶长丝显示出良好的导电性,其电阻为11.1 mΩ/cm。此外,PU/CNT纳米纤维传感器在常温下对压力有良好的电阻响应输出,显示出较高的压力灵敏度,其值为5.1 N-1。     

聚氨酯基碳纳米管-液态金属导电纤维的制备及其性能

为改善碳纳米管(CNT)作为导电填料弹性性能不足的问题,以CNT和液态金属(LM)为导电填料,热塑性聚氨酯(TPU)为基体,选用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂,去离子水为凝固浴,通过湿法纺丝制备了CNT/LM/TPU导电纤维,并研究了LM和CNT 2种导电填料对纤维结构和性能的影响。结果表明:当导电填料LM质量分数为40%,CNT质量分数为10%时,CNT/LM/TPU纤维的力学性能大幅度提升,断裂强度为10.16 MPa,断裂伸长率为252%;CNT/LM/TPU纤维具有良好的导电性能,其电导率为5.41 S/m,可以用作导线点亮电路,在100%和200%的拉伸应变下电路仍有电流通过,且经20次循环拉伸后仍具有稳定的电阻回复性;此外,该纤维还具有良好的抗菌性能,对金黄色葡萄球菌的抑菌率达到92.61%。     

羊毛纱线基有机/无机复合热电材料的制备及其性能

为解决传统热电材料柔性差、制备工艺复杂的问题,以羊毛纱线作为热电材料的基底,采用溶液法配制了一种由聚(3,4-乙基二氧噻吩)∶聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT∶PSS)、碳纳米管(CNT)、碲化铋(Bi₂Te₃)组成的有机/无机复合热电涂层,并通过浸涂法将其涂覆在羊毛纱线表面,成功制备了高性能热电纱线。对热电纱线的形貌特征进行分析,并对热电纱线的热电性能、弯曲力学性能以及耐水洗性能进行测试。结果表明：当CNT与PEDOT∶PSS的质量比为1∶4,且Bi₂Te₃的含量为20%时,复合涂层热电纱线的热电性能最好,此时热电纱线的功率因子为9.37μW/(m·K²),相应的电导率和塞贝克系数为5 775 S/m和40.3μV/K,经过数次弯曲循环及水洗测试后,电阻值仍然保持稳定。该方法为制备高性能纺织品基热电材料提供了新思路。     

碳纳米管/聚二甲基硅氧烷复合传感纱线的开发及性能测试

采用滴浸法将碳纳米管纱线(CNT)和不同溶液浓度的聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合。研究了碳纳米管原纱及其复合纱线的外观、拉伸性、导电性及应变传感性能,探讨碳纳米管纱线及其复合纱线的应变传感机理。结果表明:PDMS浓度为5%时,CNT/PDMS复合纱的综合性能最优,其平均强度达534.2 MPa,电导率为1 204.5 S/cm,平均应变传感系数为0.67,约为原始CNT纱线的3倍。     

功能石墨烯改性水性聚氨酯及其性能

以石墨为原料,经氧化、异佛尔酮二异氰酸酯改性和水合肼还原,制备功能石墨烯（FG）,并将其与水性聚氨酯（WPU）乳液混合,制备FG/WPU复合涂层胶,实现FG改性WPU的目的。采用红外、有机元素分析和XRD等测试分析表征FG的结构,考察FG的分散性,研究FG用量对胶膜的导电性能、疏水性和机械性能的影响,测定胶膜的热稳定性。结果表明,FG在DMF和WPU中具有良好的分散性;随着FG用量的增加,胶膜的表面电阻率逐渐降低,水接触角逐渐增加,拉伸强度增加,断裂伸长率降低。经FG改性后,WPU的热稳定性得到提高。研究表明,FG改性WPU,可以提高胶膜的导电性、疏水性,使其兼具良好性能。     

超高分子质量聚乙烯纤维防割手套的涂层工艺

研究了超高分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维防割手套水性聚氨酯(WPU)的涂层工艺,对防割手套涂层的成膜性、剥离强度和手套表面硬度进行了表征。优化的防割手套涂层工艺为:WPU含固量70%,干燥温度为40℃,涂覆温度为30℃,保水剂为12 g。     

回收废纸制备碳纳米管导电纸

介绍了一种用回收废纸制备碳纳米管(CNT)导电纸的工艺,在添加分散剂的条件下,将多壁碳纳米管(MWCNT)与磨碎的A4纸混合放入水中,然后将混合物经过机械搅拌、过滤制得CNT导电纸,CNT导电纸的厚度通过改变MWCNT和废纸的加入量来控制。扫描电子显微镜图像显示,碳纳米管均匀地粘在纤维表面。拉曼光谱表明,MWCNT的侧壁结构在混合过程中受到了纤维素的影响。此外,C NT导电纸的热稳定性随着MWCNT用量的增加而增加。MWCNT的存在也使得CNT导电纸的弹性性能得到改善。受MWCNT用量和纸的厚度的影响,CNT导电纸的表面电阻率在49.1~3365.6Ω.s/q变动。这种CNT导电纸可以应用在电子设备和储能设备上,成本低且易实现大规模生产。     

水性聚氨酯表面施胶剂的合成及其应用研究

水性聚氨酯(WPU)是近些年发展起来的一种新型表面施胶剂。通过预聚体法制得水性聚氨酯表面施胶剂,研究了n(NCO)∶n(OH)、二羟甲基丙酸(DMPA)含量以及分子结构对WPU施胶纸张抗水性能、表面性能以及强度性能的影响。结果表明,WPU施胶纸的抗水性能大幅度提高,Cobb值是未施胶纸的25.8%;光泽度是未施胶纸的10倍以上;平滑度是未施胶纸的7倍;耐折度、抗张指数也有一定的提高。WPU是一种具有广阔应用前景的表面施胶剂。     

液态金属/聚氨酯复合弹性导电纤维的制备及性能

利用湿法纺丝法制备了高弹性热塑性聚氨酯(TPU)纤维;然后浸涂水性聚氨酯(WPU)作为黏结层,改善了TPU和液态金属(LM)间的浸润性,并在预牵伸状态下涂覆LM,以提高纤维的电阻稳定性;最后利用浸涂法将LM层封装在WPU涂层中,得到复合弹性导电纤维。测试结果表明:WPU可显著改善纤维与LM间的浸润性,接触角由初始的127.9°降低至75.2°;在200%预牵伸状态下涂覆LM得到的复合导电纤维,在经历120次拉伸回复循环后,电阻仍保持稳定。     

碳纳米管陶瓷织物的制备与应用研究

碳纳米管(CNT)合成纺丝制备的织物是将CNT与陶瓷作为母料(MB)混合并进行聚合,之后将母料切碎并熔融纺丝,用以制备CNT陶瓷复合纱线(LH-Yn)和碳纳米管/陶瓷复合织物(LH-织物)。通过对CNT/陶瓷复合纱线和碳纳米管/陶瓷复合织物的特性与常规的聚酯纱线(PET-Yn)和聚酯织物(PET-织物)进行对比,得出结论:LH针织物的表面温度远高于PET针织物的表面温度;在水蒸气透过性(WVP)、透气性(AP)方面两者差异并不明显,说明高分子复合纱线与含CNT陶瓷的纱线和面料可作为一种优异的光-热效应材料使用。     

双组分水性聚氨酯织物涂层胶的合成及性能测试

制备3种硬段含量及亲水基团含量的水性聚氨酯(WPU)乳液,并与可水分散多异氰酸酯按4种不同的质量配比混合,制得双组分WPU织物涂层胶。研究硬段含量和亲水基团含量,以及WPU乳液与可水分散多异氰酸酯的质量配比,对双组分WPU织物涂层胶性能的影响。结果表明,双组分WPU织物涂层胶具有良好的防水透气性能;WPU乳液中硬段含量和亲水基团含量都会影响双组分WPU织物涂层胶的防水透气性能;在可水分散多异氰酸酯用量较少时,适当增加用量有利于提高涂层织物的耐静水压,但用量不宜太高。     

聚氨酯涂层剂对热敏变色储能织物性能的影响

采用传统的涂层工艺,将水性聚氨酯和溶剂型聚氨酯涂层剂整理到自制的热敏变色储能材料织物中;分析与比较了涂层织物的外观形貌、变色效果、储能效果等性能。扫描电镜结果显示,两种聚氨酯涂层剂在织物表面都能形成均匀平滑的涂层,溶剂型聚氨酯涂层更加致密,而水性聚氨酯涂层表面存在微小孔隙,更加透气。涂层整理织物的DSC测试结果显示,水性涂层织物的储能性能更加良好,其起始相变温度为33.9 ℃,终止相变温度为37.9 ℃,潜热值达到38.84 J/g,调热值达到4 466.6 J/m2。各项指标显示,水性聚氨酯涂层织物具有更好的性能。     

室温交联型水性聚氨酯皮革涂饰剂的制备及应用

以异佛尓酮二异氰酸酯(IPDI)、聚酯二元醇(PCL)及2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料合成了聚氨酯预聚体,引入含酮羰基的自制双羟基化合物(DDP)作为交联剂,并加入3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性,制备了稳定的水性聚氨酯(WPU)皮革涂饰剂。采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)和热性能分析(TGA)对水性聚氨酯的结构进行了表征,并探讨了KH550用量及酮肼交联对聚氨酯涂饰革物理性能的影响。结果表明:经改性WPU涂饰后的皮革抗张强度增大,涂层耐折牢度、耐干湿擦性能得到明显改善。     

基于CNT的导电纤维

日本大阪Kuraray Living公司阳东京Mitsui公司在北海道大学(Hokkaido University)Bunshi Fugetsu教授的带领下,采用碳纳米管(CNT)分散溶液技术成功地研制了CNT涂层导电纤维CANAAN(涂层聚酯加工纱)(图1).     

基于液态金属的可拉伸导电织物制备及性能

为了制备性能优异的导电非织造布,以聚氨酯非织造布为原料,利用水性聚氨酯(WPU)对聚氨酯非织造布进行改性整理,采用模板涂覆法将液态金属(LM)涂覆到经WPU整理的聚氨酯非织造布上,最后采用WPU封装得到可拉伸的导电织物。通过扫描电子显微镜、接触角测试仪、傅里叶红外分析、电加热试验和电磁屏蔽测试研究了LM导电织物的结构及性能。结果表明：经过WPU处理的聚氨酯非织造布的接触角从107.7°下降到71.6°,力学性能变化不大;3 mm宽的LM导电织物电阻达到0.35Ω,在100%伸长下电阻变化小于10%,在50%形变下拉伸循环200次电阻的相对变化小于6%;将其作为电加热织物时,在0.36 V电压下的最高温度可达63.5℃;另外,LM导电织物还具有优异的电磁屏蔽效果,即使在拉伸状态下,织物的电磁屏蔽效能最高可达69.98 dB。     

合成革用有机硅改性水性聚氨酯的合成及应用北大核心

采用预聚体法,通过引入聚醚改性羟基硅油(S-900),合成有机硅改性水性聚氨酯(WPU);系统研究了不同异氰酸酯值(R值)、不同聚酯/聚醚多元醇软段以及S-900的用量,对WPU乳液性能和应用性能的影响。结果表明:当R值为1.6,选用聚己二酸-2-甲基丙二醇酯(PMA2000)为聚酯多元醇软段,S-900加量为6%时所得水性聚氨酯综合性能优异,将其应用于水性合成革时,产品的环保性、剥离强度、耐寒性、耐摩擦色牢度等,均超过了QB/T 2958-2008《服装用聚氨酯合成革》的指标要求。