静电对喷制备疏水聚氨酯纳米纤维膜及其性能表征

为获得疏水性较好且具有一定机械性能的聚氨酯(PU)纳米纤维膜,将不同质量分数的聚氨酯纺丝液进行粘度测试并纺丝,建立质量分数与溶液增比粘度、纤维形态的关系,将不同质量分数的纺丝液进行静电对喷制备出表面具有不同粗糙度的纳米纤维膜,并对其疏水性能、机械性能进行测试分析。结果表明:高质量分数的纺丝液提升纳米纤维膜的机械性能,较低质量分数的纺丝液提升表面粗糙度;表面越粗糙,疏水性越好,质量分数为4%+18%的纺丝液进行静电对喷时,接触角能够达到140.33°;纺丝液质量分数越大,静电对喷时机械性能越好,质量分数为18%+18%的纺丝液进行静电对喷时,纳米纤维膜的最大载荷为1.082 9 MPa。     

疏水型纳米纤维素/纳米ZnO复合材料的制备及性能表征

将纳米纤维素与纳米Zn O在一定条件下机械搅拌,制备了纳米纤维素/纳米Zn O复合溶胶。通过硬脂酸对其进行改性,并将所得的改性后的复合溶胶在130℃下鼓风干燥2h,即可得到疏水型纳米纤维素/纳米Zn O复合材料。采用场发射扫描电镜、傅里叶红外光谱和接触角分析仪对复合材料的表面形貌和疏水性进行了表征。结果表明,复合粒子经硬脂酸表面改性后引入了憎水基团甲基,形成微/纳米双重粗糙结构,使得复合材料具备一定的疏水性能。     

纳米纤维防酸透湿织物的制备及性能研究

沥青具有良好的防酸性能,但静电纺沥青纳米纤维的机械性能较差。为增强其力学性能,加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)与沥青混纺,制备了沥青/SBS纳米纤维,并将纳米纤维直接沉积在织物上制得防酸透湿复合织物。通过SEM测试观察了纳米纤维膜的表面形貌;测试对比了复合织物的防酸性能、机械性能和舒适性能。SEM结果表明,沥青/SBS纤维较SBS纤维表面更光滑。静态接触角测试结果表明,沥青/SBS复合织物对盐酸、硝酸和硫酸的接触角分别可达138°、120°、129°,表明其具有优异的耐酸抗腐蚀性。机械性能测试结果表明,复合织物顶破强力、撕裂强力和拉伸断裂强力分别达到了665.4、14.04、775 N,具有优秀的机械性能。沥青/SBS纳米纤维复合织物透气率可达159.32 mm/s,透湿率可达4 251.09 g/(m~2·24 h)。     

聚丙烯腈复合纳米纤维膜的制备及性能表征

采用静电纺丝技术制备口罩芯材,以获得具有纳米蛛网结构的纤维膜材料,从而赋予材料更强的空气滑移效应。采用聚丙烯腈(PAN)和不同质量分数的氯化钡(BaCl₂)制备复合纤维膜。通过电导率和黏度评价纺丝液的性能;通过扫描电镜观察纤维膜的表面形貌,以纤维膜的形貌评价材料的空气过滤效果。结果表明：加入低质量分数BaCl₂对纺丝液的黏度和表面张力的影响较小,而使纺丝液的电导率增大,有利于获得直径分布均匀的纳米纤维膜。采用PAN质量分数为15%的纺丝液,加入质量分数为0.4%的BaCl₂,制得形貌良好的PAN纳米纤维膜。采用直径300～500 nm的电中性NaCl气溶胶颗粒对纤维膜的过滤性能进行测试,结果显示纤维膜的空气过滤效率为87.27%,具有较好的过滤效果。     

聚乙烯醇/壳聚糖纳米纤维复合织物的制备及性能

利用静电纺丝方法制备了聚乙烯醇(PVA)/壳聚糖(CS)纳米纤维膜,与涤棉混纺基布复合并进行拒水整理,制备出具有一定抗水溶性和抗菌性的复合织物,并分析复合织物的微观形貌及相关物理机械性能.研究表明:PVA质量分数为12％、CS质量分数为0.5％的纺丝液在纺丝电压为25 kV、接收距离为25 cm时纤维具有较好的可纺性,...     

胶原基纳米纤维复合亚麻织物的制备及性能

采用静电纺丝技术将羊皮胶原蛋白(COL)和聚乙烯醇(PVA)电纺沉积在亚麻织物表面,得到一种力学性能优良以及柔软亲肤的复合亚麻织物。配制质量分数为8%的COL/PVA(w/w=2∶8)纺丝溶液,在纺丝速度为0.5 mL/h、纺丝距离为15 cm、纺丝电压为25 kV的工艺条件下进行静电纺丝。研究发现：随着纺丝时间的延长,复合织物的厚度逐渐增加,回潮率不断升高,断裂强力略有提升,断裂伸长率稍有增大,而织物的透湿率和透气率略有下降;复合织物的弯曲刚性、摩擦因数、折皱回复角、柔软性有所改善;亚麻织物和胶原蛋白基纳米纤维属于物理复合,复合后织物热稳定性略有增强;纳米纤维固着在织物表面,织物变得平整光滑。     

仿生超疏水织物的研究进展

超疏水纺织材料具有防水、防污和自清洁等特性,可广泛应用于工业防水布、医用材料、防护服和自清洁材料等领域,成为当前功能性纺织材料的研究热点之一。仿生技术为超疏水研究开拓了新的研究思路,通过研究自然界中生物体的超疏水现象,研究者们发现可以通过构造粗糙表面和覆盖低表面能物质来获得超疏水材料。本文介绍近年来仿生技术在超疏水纤维开发中的应用和研究进展,为超疏水织物的研究开发提供参考。     

自修复疏水蚕丝织物的制备及性能

主要采用甲基丙烯酸十四烷基酯(TMA)对蚕丝织物进行接枝改性,制备具有疏水和自修复功能的蚕丝织物。采用扫描电镜(SEM)观察织物表面形态,并测试接枝后蚕丝织物的机械性能、自修复性能、耐摩擦性能和耐洗性能。实验结果表明:TMA对蚕丝织物接枝改性,得到的蚕丝织物的接枝率(Rg)为(6.8%),接触角(CA)为135°,接枝真丝在分别经历8 230次摩擦、50次洗涤、10次自修复后仍具有良好的疏水性能。接枝改性后的蚕丝织物具有一定的耐受外界环境污染和破坏的能力,具有较为持久和稳定的自修复疏水性能。     

碳纳米纤维纱的制备及表征

利用自制的静电纺装置制备了PAN纳米纤维纱,然后通过预氧化和碳化工艺得到碳纳米纤维纱,利用SEM、X-衍射和激光拉曼光谱表征了其形貌和结构,并测试了其力学性能。结果表明,经预氧化和碳化得到的碳纳米纤维纱纤维直径和纱线直径均有所减小,但成纱表面仍具有均匀的捻回分布,部分纤维之间有黏结现象并发生断裂。碳纳米纤维纱的分子结构为碳-碳双键连接的网状结构,纤维中存在乱层状的石墨结构。碳化后的纳米纤维纱的断裂强力与断裂伸长率较炭化前的PAN原纱有所降低。     

硫酸水解微晶纤维制备纳米纤维素及其性能表征

通过硫酸水解和超声结合的方法,把微晶纤维素制备成纳米纤维素,采用56%的硫酸把微晶纤维素在40℃水浴水解1h,再用80%的功率超声3h,制得的纳米纤维素的固含量为1.70%,粒径分布在70nm-1500nm之间,电镜照片下呈棒状。     

核壳结构骨仿生纳米纤维的制备及生物性能研究

利用自制的同轴静电纺丝装置,以HA水溶液为核,TSF水溶液为壳,成功制备了不同比例的HA/TSF核壳结构纳米纤维。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及拉伸测试对核壳结构纳米纤维的形貌和力学性能进行了研究。此外,还通过将不同核壳比HA/TSF的核壳结构纳米纤维在体外与人成骨肉瘤细胞(MG-63)进行复合培养,对其生物性能进行了研究,并通过荧光显微镜测试和四甲基偶氮噻唑蓝比色(MTT)法对核壳结构纳米纤维的生物学性能进行了表征。结果表明,核壳结构纳米纤维均具有良好的生物相容性,都能促进细胞的增殖,尤以HA/TSF为2∶1时效果最为明显。     

基于纳米纤维包芯纱的压力传感器的制备及性能表征

利用化学镀镍法制备一种柔性的导电棉纱电极,通过静电纺丝技术将纳米纤维包覆在镀镍棉纱表面作为介电层,设计得到了一种基于PU纳米纤维包芯纱的柔性电容式压力传感器。利用扫描电子显微镜对纳米纤维以及棉纤维的形貌进行表征,并通过数字源表和LCR电桥仪对纱线以及传感器的性能进行表征。结果表明:镀镍棉纱的电导率随着镀镍时间的延长而增大,当镀镍时间为8 h时,其电导率为25 S/cm,时间超过8 h后,电导率变化不大;镀镍后的棉纱显示出良好的力学性能;另外,基于纳米纤维包芯纱的压力传感器具有良好的传感性能,其灵敏度平均可达到0.375 N。     

相变纤维织物的调温性能研究及表征

为了解相变纤维织物的调温性能,选用两种相变纤维纱线,设计了不同纤维含量的纬二重织物,分别测试了纱线热性能和织物调温性能,并分析了纱线热性能以及相变纤维含量对织物调温性能的影响。针对目前表征智能纺织品调温性能尚无统一标准的问题,提出了一种评定指标。结果表明：累积温差指标可以很好地表征织物的调温性能;纱线相变峰分布越集中,织物最大温差越大;相变峰分布越均匀,织物调温时长越长;纱线相变区间分布越广,织物越容易发挥调温性能;纱线相变焓越大,织物调温性能越好;织物内相变纤维含量越高,织物调温性能越好;在设计织造调温织物时,相变纤维质量分数应以50%为宜。     

碳纳米管增强聚丙烯腈光热功能纳米纤维的制备及性能表征

通过静电纺丝技术将用作光热转换材料的碳纳米管(CNT)引入聚丙烯腈纳米纤维中,制备了具有高效光热转换性能的聚丙烯腈-碳纳米管(PAN@CNT)复合纳米纤维膜。分析测试了PAN@CNT纳米纤维膜的形貌尺寸、热稳定性、热特性及力学性能。结果表明：采用静电纺丝技术制备了直径分布均匀的PAN@CNT纳米纤维膜;相比于纯PAN纤维膜,加入2%CNT的复合纤维膜的拉伸应力提高了270%,强度大大增加;在一个模拟太阳(100 mW/cm²)光照射下,纤维膜20 s内温度迅速达到85.7℃,远高于纯PAN纤维膜的温度(36.7℃);经过10次循环后,PAN@CNT复合纤维膜表现出快速的光响应和稳定性。     

载银疏水棉麻织物的制备及性能分析

为提高棉麻织物的疏水性能,采用二氧化钛凝胶溶液负载硝酸银对棉麻织物进行功能涂层处理,制备了载银疏水棉麻织物。测定了整理前后织物的厚度、白度、增重率以及疏水性等指标。试验结果表明:当载银溶胶溶液对棉麻织物的功能涂层数为2层时,棉麻织物的厚度和白度下降较少,同时其增重率较好;硝酸银含量为2%(w/v)时,载银溶胶溶液涂层的棉麻织物疏水性较好。认为:采用二氧化钛凝胶溶液负载硝酸银对棉麻织物进行处理可有效提升织物疏水性。     

PDMS/Cu-MOFs超疏水织物的制备及性能

以三水合硝酸铜和和1,3,5-苯羧酸为前驱体,在棉织物表面原位生长铜基金属有机框架（Cu-MOFs）,赋予棉织物表面一定的粗糙结构,同时借助聚二甲基硅氧烷（PDMS）的疏水整理,制备了具有优异的油水分离能力的超疏水织物。利用扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线衍射仪（XRD）等对超疏水棉织物表面形貌、结构及组成进行表征,并进行相关性能测试。结果显示：超疏水棉织物不仅具有出色的抗紫外性能,同时也具有良好的自清洁和油水分离性能。在油水分离测试中,对不同种类的油的分离效率均能达到95%以上。     

超疏水真丝织物的制备与性能

针对真丝织物难以护理的缺点,采用2-甲基-2-丙烯酸十八烷基酯(SMA)对真丝针织物进行表面接枝改性,以提高其疏水性能。研究了接枝改性工艺参数,如SMA单体质量分数、反应时间、反应温度对织物疏水性能的影响,并分析了疏水整理前后真丝织物的结构与性能。研究结果表明,SMA在真丝针织物表面的接枝改性处理可以赋予织物优异的疏水性能,接触角可达150°以上;真丝织物处理后透气性有所增强,透湿性基本保持不变;织物断裂强力基本保持不变,断裂伸长率有所下降。     

蒸镀超疏水涤纶织物的制备及其疏水性能

为实现耐久超疏水涤纶织物的简易制备,采用物理气相沉积技术在碱减量预处理的涤纶表面蒸镀低表面能的聚四氟乙烯。采用扫描电子显微镜、接触角测试仪、耐磨试验仪和热分析仪分别对镀膜织物的微观形貌、浸润性、耐久性和膜材的热稳定性进行表征。设计单因素与正交的组合试验方案,对各因素与疏水性能之间的关系进行分析。结果表明：影响镀膜织物疏水性能的主次因素依次为NaOH 质量浓度、蒸镀速率和蒸镀厚度;当NaOH 质量浓度为15g/L,蒸镀速率为0.3nm/s,蒸镀厚度为1.5 μm 时,可制得超疏水涤纶镀膜织物,其接触角和滚动角分别为151°和8.1°;经过7 000次的摩擦试验后,镀膜织物仍拥有124°的接触角和58.6°的滚动角,表现出良好的使用耐久性。     

纳米高岭土改性聚丙烯纤维的制备及表征

研究项目中,PP分别与1%、2%和3%的纳米高岭土和0.75%、1.5%和2.25%的PP-g-MA在高速下混合纺成纤维。经测试得出,与纯PP纤维相比,纳米高岭土的加入可以增加应变。除了对力学性能加以分析外,对结晶和纤维结构也做了测试。结果表明,纳米高岭土在结晶生成和大分子取向方面对纤维有明显的影响。另外,在纺丝过程中,纳米高岭土已按照纤维的方向取向,无需做进一步的拉伸。     

纳米纤维包芯纱的制备与表征

提出了一种制备连续的聚偏氟乙烯(PVDF)/粘胶纳米纤维包芯纱的方法——多针头静电纺。通过多针头静电纺原理集聚纳米纤维,用旋转的金属喇叭对纳米纤维进行加捻并包覆在芯纱表面。研究了纳米纤维包芯纱的形貌、疏水性能和力学性能。结果显示,PVDF纳米纤维在芯纱表面包覆比较均匀,且包覆在芯纱表面的纤维有较好的取向和均匀的捻回分布。PVDF纳米纤维包芯纱的力学性能较芯纱显著提高,断裂强度达到68.89 Mpa,伸长率26.51%,且具有良好的疏水性,表面接触角达到150°。