电压和辅助气流对狭缝式熔体微分电纺的影响

采用自主设计的狭缝式熔体微分静电纺丝装置,使用聚丙烯（PP）材料进行熔体静电纺丝,研究了电压对射流根数的影响,同时探究了辅助气流对纤维直径的细化作用。试验结果表明：当挤出机端温度为200％,流道温度为230℃,纺丝距离为90mm,流量大小为0．8g／min时,射流根数随着电压增大而增加;当电压为50kV时,射流根数达到最大,为24根。纤维直径随辅助气流速度的增大而减小;当电压为50kV,辅助气流速度为8m／s时,纤维平均直径可达到1．55μm。     

聚丙烯熔体微分离心静电纺丝工艺初探

高速离心纺丝是高效制备超细纤维的有效途径,离心纺丝与静电纺丝结合纺丝效率高,纤维直径细,但目前基于绿色无溶剂的熔体法离心静电纺丝研究几乎空白。设计了一种基于熔体微分的熔体离心静电纺丝装置,选取聚丙烯作为研究对象,成功制备了聚丙烯超细纤维,并探究在一定转速下,高压静电电压和离心盘熔体温度对纤维直径的影响。试验结果表明:高压静电的施加和熔体温度的提高,都有助于纤维的细化。     

硬脂酸及辅助气流对熔体微分静电纺的影响

为得到细化的纳米纤维,利用自制的熔体微分静电纺丝装置,在聚丙烯（PP）中添加硬脂酸进行熔体微分静电纺丝,讨论硬脂酸含量对纤维的细化作用,同时探究在纤维下落时,气动抽风装置中的气流速度对纤维牵伸细化作用。实验结果表明：在纺丝温度为260 ℃,添加质量分数为2%~10% 的硬脂酸有助于降低PP熔体的黏度和细化纤维直径;当硬脂酸质量分数为4%时纤维细化效果最好。当通入的气流速度从13m/s 增加到29m/s时纤维直径明显细化（气流最大速度为29m/s）。当硬脂酸质量分数为4%,气流速度为29m/s时,纤维直径大都小于500nm,平均直径可达420nm。     

熔体微分离心纺丝技术

熔体离心纺丝技术具有纺丝效率高,制备纤维的取向度的优势,但目前仍处于发展初期,所制备纤维直径较粗,相关工艺和纤维细化方法研究较少。对此通过自主研制的熔体微分离心纺丝装置,选用流动性能较好的聚丙烯材料进行熔体离心纺丝研究,在不同条件下进行离心纺丝实验,并引入气流辅助纺丝,大大细化了纤维直径,成功制备了超细纤维;设计了正交实验以探究不同工艺参数对其成纤效果的影响权重,为熔体离心纺丝进一步发展提供一定理论和实验基础。     

熔体离心纺PBAT微纳米纤维的制备及其工艺参数

采用自主设计的熔体离心纺丝设备研究了聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)的可纺性，并分析纺丝参数对PBAT纤维形貌和性能的影响。结果表明：挤出机温度为220℃、喷丝器温度为200℃、电机转速为4000 r/min、收集距离为18 cm时纤维形貌最佳；纺丝温度的提高可有效避免纤维卷曲以及纤维细化；随着纺丝温度的增加，聚合物熔体黏度下降，流动性变好，制备的纤维分布更加均匀，纤维结晶度得到提高，纤维膜的力学性能得到明显改善，其最大应力提高至15.3 MPa,最大应变为80%。     

聚苯硫醚纺粘非织造材料的制备及其过滤性能

 纺粘法制备聚苯硫醚（PPS）非织造材料,首先对PPS原料进行DSC、TG分析以及熔体流动速率（MFR）测试,结果表明：PPS原料具有较好的热稳定性,熔点为280℃;熔体流动性在315℃时最好,为158.7 g/10min。在此基础上,利用纺粘无纺布实验机成功制备了PPS纺粘非织造布材料,并对其过滤性能进行了测试。结果表明：PPS纺粘非织造材料纤维平均直径为37.6μm,孔径呈正态分布,平均孔径为31.6μm,对10μm以上颗粒具有高达98.1%的过滤效率。     

熔体微分静电纺丝取向纳米线的制备

为获得熔体微分静电纺纳米纤维和取向纳米线,提出旋进气流辅助和辊子收集相结合的熔体微分静电纺丝工艺及装置,通过改变工艺参数可有效调控纤维细度及最终纳米线的取向度。采用扫描电子显微镜观察并测算了纤维的平均直径及取向度,采用Ｘ 射线衍射仪测试了取向纳米线的结晶度。结果表明：旋进气流速度越大,纤维直径越细,当气流速度为20 m/s 时,纤维平均直径达到500 nm;气流速度与辊子旋转线速度越接近,纳米线取向性越好;当接收辊子线速度接近旋进气流速度20 m/s 时,纳米线取向度最好,单喷头制备的数十根纳米纤维聚拢成线,此时取向纳米线的结晶度最高。     

双锥面熔体微分静电纺中电场分布的有限元分析

为获得最佳的熔体微分静电纺丝结构参数,采用有限元分析软件ANSYS对多层锥面无针熔体微分静电纺丝中的电场分布进行模拟,分析了双锥面特征设计参数对纺丝尖端场强的影响,分别讨论了内圈直径和内圈伸出距离对内外圈纺丝尖端及纺丝路径场强分布的影响。ANSYS数值模拟结果表明:增加锥面层数会减弱最外圈纺丝尖端的电场强度;对于双锥面熔体纺丝装置,内锥面直径大小对纺丝尖端场强分布的影响不明显;当内锥面伸出距离增大时,内外圈纺丝尖端场强的差值先减小再增大;当内锥面直径为26 mm,内圈伸出距离为6 mm时,内外圈纺丝尖端电场强度分布最相似,能够保证内外锥面制备的纤维射流间距相同,实验结果和模拟结果一致。     

静电纺PAN纳米纤维膜的微观结构与过滤性能研究

采用静电纺丝技术制备了聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜,研究其微观形貌及过滤性能。结果表明,所制备的PAN纳米纤维形态结构良好。纺丝液中PAN质量分数大时(18 wt%)纤维直径最大;PAN质量分数小(14 wt%),且纺丝电压最大(24 Kv)时,纤维直径最小。纤维直径大时,膜的平均孔径大,为7.6μm;纤维直径小时,膜的平均孔径最小,为2.7μm。孔径最小的纳米纤维膜的过滤效率最佳,达到了98.3%,且呼吸阻力为16.4 mm H2O。     

不同填充密度的梯度结构复合滤材的制备及其性能

为使滤料在同等过滤效率下具有较低的过滤阻力,以聚丙烯（PP）为原料,用熔体静电纺丝技术在线制备了纤维填充密度梯度复合滤料。研究了不同收卷速度下制备的复合滤料的过滤效率,发现复合滤材的过滤效率随收卷速度的增加而降低;选择3种收卷速度制备出3种同等厚度的纤维网,并计算其对应的纤维填充密度;最后在聚丙烯纺粘非织造基材上直接沉积3层不同填充密度的纤维网,经热压制备梯度复合滤料,结果表明,在同等过滤效率下,纤维填充密度不同的梯度结构复合滤料具有低阻特性,对粒径大于等于2.0 μm颗粒的过滤效率最高达87.0%,过率阻力为8.0 Pa,透气率为187.0 mm/s。     

可生物降解聚乳酸长丝的熔融纺丝工艺

为了纺制高品质的聚乳酸长丝,采用熔融纺丝方法,优化切片干燥工艺,并研究了纺丝工艺参数（纺丝温度、纺丝速度、拉伸倍数、拉伸温度）对聚乳酸长丝性能（粘均分子量、取向、机械性能等）的影响关系,最终确定了最佳的纺丝工艺。结果表明：最优的切片干燥工艺为：分两阶段进行干燥,第一阶段由室温逐步升温至60-65℃,停留3-4h预结晶,第二阶段逐步升温至100℃干燥15h,最终切片含水率低于0.005%。最佳纺丝工艺为：纺丝温度195℃、纺丝速度1000m/min、拉伸倍数为3、拉伸温度T1/T2/T3=72℃/80℃/82℃。     

纺丝速度对PA6/LDPE共混纤维中分散相梯度分布的影响

采用共混熔融纺丝法制备了PA6/LDPE共混纤维,并借助SEM对纤维横截面上分散相的分布形态进行观察,发现分散相PA6沿共混纤维径向呈梯度分布,从纤维的中心到表层其含量逐步减少,数目逐步增加,直径逐步减小.系统分析了在不同纺丝速度(0～1 100 m/min)下制得的共混纤维横截面上分散相的面积、数目和直径沿纤维径向梯...     

Fiber-on-fiber friction measurement using hanging fiber method

Estimation and evaluation of frictional behavior of delicate materials such as textile fibers is contingent upon existence of accurate experimental methods. In this work, the effect of fiber fineness on frictional behavior of polypropylene fibers was investigated using a developed high-precision experimental setup based on hanging fiber method. Fiber fineness was varied by varying the spinning pump speed during production of melt-spun fibers on an industrial scale melt spinning machine. Data acquisition was achieved using Delphi programming software. A geometrical model capable of evaluating the frictional force between two in-contact identical fibers was proposed. Fiber-on-fiber frictional force was expressed by a third degree polynomial function of fiber diameter. The least value of frictional force was found to belong to fiber diameter of 49.1 μm which corresponds to linear density of 15.5 den. It was concluded that frictional behavior of fibers is influenced by factors such as contact point geometry, rate of fiber strain and profile of generated heat.     

影响熔融静电纺聚丙烯纤维直径的工艺因素

针对聚丙烯熔融静电纺纤维直径难以细化问题,以熔体流量、聚合物熔体温度、施加电压、喷丝头与接收台的接收距离、电场力等为影响因素进行研究。结果表明：流量为0.05 mL ∕h 时可以纺出连续的纤维且纤维直径也随流量的增大而增加;当聚合物熔体 ∕ 喷丝头温度超过260 ℃∕280 ℃时,继续升高温度纤维直径不会继续降低;电场力恒定时,随着接收距离增加,纤维直径减小的趋势逐渐变缓,到30 mm 之后,纤维直径基本不变。考虑综合因素,最终选取的工艺参数：熔体流量为0.05mL ∕ h,聚合物熔体 ∕ 喷丝头温度为260 ℃ ∕ 280 ℃,电压为-24.6 kV,距离为30mm,在此条件下纺得纤维的平均直径为6.23μm,标准差为1.42。     

PA6功能纤维低速纺丝的成形工艺探讨

PA6功能丝、高色浆含量的原液着色丝由于功能物质或颜料的加入往往导致其纺丝速度的大幅度降低,本论文分析了PA6功能丝在3 500 m/min速度下纺制POY丝时成形过程中的问题,研究发现:提高丝束的牵伸、降低纺丝温度、加大冷却风速、降低集束距离、提高油剂质量分数、调整卷绕超喂和交叉角可以解决PA6低速纺POY时的成形的问题。     

吸波铁纤维的结构及性能

目前吸波材料应用的范围主要集中在硬质材料上,用铁纤维开发满足特殊军事环境下的柔性吸波织物具有重要的研究意义。针对铁纤维的吸波性能和可纺性能,对铁纤维的微观形态、微区成分元素种类、含量进行了测试。实验表明圆铜法生产的铁纤维截面呈不规则异形,纵向有多道沟槽,其微观形态和组分对纤维吸波性能具有促进作用。对直径10μm 铁纤维与直径18μm 不锈钢纤维的机械性能、摩擦性能进行了对比,预测了铁纤维顺利纺纱的可行性。     

喷气涡流纺成纱工艺对竹浆纤维色纺纱性能的影响

为进一步拓展喷气涡流纺织品种及提高传统色纺纱加工效率,利用Box-Behnken设计实验方案,借助软件Minitab 16,分析喷气涡流纺工艺参数对竹浆纤维色纺纱性能的影响。结果表明：成纱工艺对色纺纱断裂强度的影响较为复杂,其中纺纱速度及纱线线密度对色纺纱断裂强度的影响受喷嘴气压不同取值影响;色纺纱条干不匀主要受纺纱速度和纱线密度影响,提高纺纱速度使纱线条干不匀先减后增,而减小纱线线密度将显著恶化色纺纱条干;色纺纱毛羽主要受喷嘴气压和纺纱速度影响,降低喷嘴气压及提高纺纱速度均会使纱线毛羽增加;色纺纱直径主要受喷嘴气压和纺纱线密度影响,增加喷嘴气压或减小纱线线密度,均会使色纺纱直径明显减小。