嵌入式聚丙烯/聚乙二醇微纳米纤维材料的结构特征及其气固过滤性能

为开发可用于空气过滤的微纳米纤维材料,以聚乙二醇(PEG)共混改性聚丙烯(PP)为原料,基于熔喷技术高速热气流牵伸聚合物熔体一步法制备PEG/PP微纳米纤维材料,并对纤维排列、直径分布、孔隙率与过滤效率、过滤阻力和质量因子间的关系进行分析。结果表明:直径在800 nm以下的纳米纤维穿插于直径在4 000 nm以上的纤维之间,表现为厚度方向上的宏观叠层与水平方向上的微观准连续分支复合的嵌入式特征;随着PEG质量分数从0%增加到8%, 800 nm以下纤维的嵌入率从0.00%增加到784.66%,同时过滤效率增大了约1.12倍,质量因子也呈现逐渐增大的趋势;微纳米纤维材料的嵌入式结构有利于捕获连续流体中的细小颗粒物。     

聚丙烯/聚酯双组分微纳米纤维熔喷非织造材料制备及其性能

针对聚丙烯(PP)超细纤维材料韧性不足的问题,以聚酯(PET)和PP为原料,采用共混熔喷法制备了PP/PET双组分微纳米纤维熔喷非织造材料,研究了PP/PET双组分聚合物熔体的流动指数和热性能,并对制备样品的形貌特征和柔韧性进行分析。结果表明:样品形貌为典型的熔喷非织造材料结构特征,细纤维与粗纤维在水平方向上交错排列形成叠合形态;且随PET质量分数从8% 增大到15%,纤维的平均直径从5.52 μm逐渐降低到3.61 μm;在双组分纤维内,PET与PP之间有清晰相界面,且PET以直径为10~100 nm的微纤形式存在;样品的韧性得分随着PET质量分数的提高从29.91增到35.20。     

PEG增韧聚乳酸熔喷非织造材料的制备与性能

为了提高聚乳酸（PLA）的韧性,分别使用具备可降解特性的不同分子质量聚乙二醇（PEG）和PLA熔融共混,制得不同相对分子质量PEG的PLA/PEG共混材料。通过熔喷工艺,制备得到具有良好韧性的超细纤维熔喷非织造材料。系统探究了不同相对分子质量PEG对PLA材料的断面形貌、流动性能、热性能、结晶形貌以及对PLA熔喷非织造...     

对位芳纶纳米纤维/熔喷非织造复合过滤材料的制备及性能研究

以二甲基亚砜/氢氧化钾(DMSO/KOH)为溶剂溶解对位芳纶纤维,制备负电性的对位芳纶纳米纤维(ANFs)溶液.采用静电发生器对聚丙烯(PP)熔喷非织造材料进行正电驻极处理.利用涂膜技术将ANFs溶液涂覆在PP熔喷非织造材料的表面制备复合过滤材料.测试结果表明,PP熔喷非织造材料表面可形成一层连续的对位芳纶纳米纤维膜,...     

聚丙烯腈静电纺/聚丙烯熔喷复合材料的制备及过滤性能研究

以聚丙烯腈(PAN)为原料,N,N-二甲基甲酰胺为溶剂制备纺丝液并进行静电纺丝,用熔喷聚丙烯(PP)非织造材料为基材接收静电纺PAN纳米纤维膜,制备PAN静电纺/PP熔喷复合材料。研究了静电纺丝工艺参数对纤维直径及均匀度的影响,优化了静电纺丝工艺,在此基础上改变纺丝时间控制熔喷非织造材料表面复合的静电纺纳米纤维含量,通过AFC-131滤料性能测试系统测试了PAN静电纺/PP熔喷复合材料的空气过滤性能。结果表明,在熔喷非织造材料喷覆静电纺PAN纳米纤维膜后,过滤效率明显提高,颗粒越小,过滤效率提高越多,且随喷覆时间的增加,过滤效率提高,滤阻增加,但滤阻增加值小于过滤效率增加值,综合考虑在纺丝时间为10min时,可以制备高效低阻的PAN静电纺/PP熔喷复合非织造过滤材料。     

熔喷螺旋微纳米纤维

正与传统无纺布纤维(直径约20μm)相比,具有螺旋结构的微纳米纤维材料,不仅具有较小的纤维直径、具有较高的孔隙率和较好的弹性,而且由于螺旋结构的引入,大幅度提高了纤维的比表面积。通过熔喷纺丝技术,采用热塑性聚氨酯弹性体(TPU)和热塑性聚酯弹性体(TPEE)分别和聚丙烯(PP)组成共混体系,进行熔喷纺丝,制备出了具有螺旋结构的微纳米纤维。一、螺旋结构纤维的制备技术(一)静电纺丝制备螺旋微纳米纤维     

丙纶表面沉积纳米薄膜的原子力显微镜分析

采用低温磁控溅射技术在丙纶(熔喷法非织造布)表面沉积铝、氧化锌和聚四氟乙烯纳米薄膜,用原子力显微镜观察纤维基材及三种纳米薄膜沉积在纤维表面的微观结构,为进一步对聚合物纤维材料磁控溅射功能化加工的工艺参数优化调整,以及对沉积材料在纤维表面的结合机理的研究提供理论依据。通过对原子力显微镜图像分析发现,丙纶(熔喷法非织造布)表面比较平滑,而丙纶长丝的表面则成一定的周期性条纹状结构;低温磁控溅射技术在丙纶(熔喷法非织造布)表面构建的功能性纳米薄膜随着沉积材料的不同,其在纤维表面的聚集形态不同。铝和氧化锌在纤维表面形成纳米颗粒状结构,而高分子材料聚四氟乙烯则形成纳米条带状形貌。分析和测量了金属颗粒和聚四氟乙烯条带的尺寸。     

疏水纳米纤维织物的仿生制备及性能表征

将静电纺丝技术和编织技术结合,分别制备了纯聚偏氟乙烯(PVDF)和聚偏氟乙烯/聚乙二醇(PVDF/PEG)两种纳米纤维织物。通过水解去除PEG,仿生构造了类似荷叶表面结构的多级超微粗糙纳米纤维表面。讨论了不同PEG含量对纤维表面粗糙度的影响,研究了其力学性能和浸润性能。结果显示:水洗之后的PVDF/PEG复合纳米纤维表面呈现凹凸不平的形貌;当PEG含量为10%时,纤维表面结构类似于荷叶表面的"小山包",纤维直径约在300~400 nm;PVDF/PEG纳米纤维织物的应力较纯PVDF纳米纤维织物有所增加,而应变降低,分别为92.12 MPa和17.53%;两种织物均具有较好的疏水性,其中PEG含量为10%的PVDF/PEG纳米纤维织物显示出超疏水性,接触角为155.71°。     

聚乳酸超细纤维敷料的熔喷成形工艺及其快速导液特性

为拓展聚乳酸(PLA)超细纤维非织造材料在医用敷料领域的应用,以聚乙二醇(PEG)、十二烷基硫酸钠(SDS)共混改性PLA为原料,利用熔喷非织造成形方法制备PLA/PEG/SDS超细纤维材料,并对其结构和导液特性进行测试与分析。结果表明：随着SDS质量分数由0%增大到1.5%,PLA/PEG/SDS共混聚合物的冷结晶温度从116.02℃降至93.58℃(降低约23.9%),熔融温度从164.10℃降至150.58℃(降低约8.9%);材料中超细纤维(纤维直径<5μm)的数量占比从0%增大至57%,同时5μL水的浸没时间从0.24 s降低至0.06 s,液体扩散面积从36.05 cm²增大至78.26 cm²,吸水速率从4.38%/s提升至9.15%/s,液态水分扩散速率从2.21 mm/s提升至8.34 mm/s,表明液体导液特性有所提升,可用做敷料和补片等医用护理材料的基材。     

基于超临界二氧化碳的高效低阻聚丙烯熔喷纤维制备及其性能

为降低聚丙烯(PP)熔喷纤维的直径,解决其在空气过滤过程中过滤效率和过滤阻力之间的矛盾,借助静电场和超临界二氧化碳协同静电场制备PP熔喷纤维,并对PP纤维的形貌、过滤性能、力学性能进行表征与分析。结果表明：在制备过程中添加静电场后,PP纤维的平均直径从3.22μm降低至2.44μm,在此基础上经超临界二氧化碳处理后PP纤维的平均直径进一步降低至1.73μm,最小纤维直径达780 nm;随着纤维直径的降低,PP纤维直径分布变窄,纤维间黏结点减少,孔隙率和比表面积增加,微纳米纤维的过滤效率和过滤阻力均得到明显改善,其对0.3μm的颗粒物过滤效率高达99.25%,32 L/min气流量下过滤阻力仅为23 Pa。     

聚乳酸非织造材料的后牵伸辅助熔喷成形工艺及其力学性能

为改善聚乳酸(PLA)熔喷非织造材料的力学性能,在PLA热力学性能实验分析的基础上,采用后牵伸辅助熔喷成形工艺一步法制备了高结晶度的PLA熔喷非织造材料,并对材料的外观形态、拉伸断裂性能和顶破性能进行分析。结果表明:PLA聚合物的玻璃化转变温度为60.69 ℃,熔点为162.6 ℃,可以很好地用于高牵伸倍率的后牵伸辅助熔喷成形;随着牵伸倍率从1.0增大到3.0,高取向纤维(取向角度≤20°)的数量占比从28%增大至100%,超细纤维(纤维直径≤3 μm)的数量占比从23%增大到67%;同时,材料的结晶度从1.22%增大到37.43%,纵向拉伸断裂强度增大到4.33 N/mm²,顶破强力增大到36.8 N,力学性能有所提升。     

丙烯基纳微米弹性过滤材料的熔喷成型及其过滤性能

为增强聚丙烯(PP)熔喷非织造材料的弹性以解决其用于过滤材料脆性大、抗拉性差的不足,以共混熔喷法制备了以丙烯基弹性体(PBE)为增强基的PBE/PP基纳微米纤维材料,测试了PBE/PP共混体系的热性能和熔体流变特性,分析了PBE质量分数和熔喷工艺对样品弹性和过滤性能的影响。结果表明,随着PBE用量增加到85%,该共混体系的熔融峰值从173.6 ℃降低到165.1 ℃,结晶度从39.0% 逐渐降低到9.8%;纤维直径在0.4~16 μm 之间呈现二值化分布特性,并且细纤维穿插与粗纤维间以组成立体迂曲的“嵌入”形态;随着PBE的质量分数增大到85%,纤维直径小于2 μm的纤维数量占比增大到68.3%,纵、横向弹性回复率分别增大到81.8%和79.1%,进而样品的过滤效率增大约1.8 倍,静水压增大到 4 699.6 Pa。     

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.     

超细纤维合成革基布的制备及其性能

为提高聚酯/聚酰胺6(PET/PA6)中空超细纤维合成革基布的透湿性、柔软性,将聚丙烯腈(PAN)纳米纤维与PET/PA6超细纤维混合,通过水刺固网的方法制备出PAN-PET/PA6微/纳米超细纤维合成革基布并进行碱处理,分析了PAN纳米纤维质量分数对革基布透气性、透湿性、吸湿性、柔软度及力学性能的影响。结果表明:当革基布面密度一定时,随着PAN纳米纤维质量分数的增加,革基布的透湿性、吸湿性、柔软度、撕裂性能提升,而透气性能和断裂强力有所下降;当PAN纳米纤维质量分数为20%时,革基布的透湿率提升了15.19%,吸水量提高了23.53%,柔软度增加了38.17%;经碱处理后,革基布的亲水性有了明显改善,透湿率提升了23.81%,吸水量提高了42.26%,柔软度提高了23.20%。     

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。     

Additive migration from various plastics with different processing or properties into test fat HB 307

The migration of the antioxidant n-octadecyl 3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionate from various plastics into the test fat HB 307 was investigated. Plastics from the following classes were included: high-impact polystyrene (HIPS), polypropylene (PP), high- and low-density polyethylene (HDPE and LDPE), and were found to have distinctly different properties--in particular, different densities, melt flow indices and structural characteristics. Each plastic was processed into test specimens such as pressed and extruded sheets, injection-moulded cups, deep-drawn tubs and blown bottles. The migration out of these specimens was investigated under identical test conditions. The results confirm that the amounts of additive migrating from the different classes of plastics into test fat HB 307 in general decrease in the order LDPE greater than HDPE greater than PP greater than HIPS. Moreover, it seems to be of great importance that the respective amounts of additive migrating from the injection-moulded cups, deep-drawn tubs and blown bottles into test fat were significantly lower in all cases than those from the corresponding pressed or extruded sheets. Presumably, this effect is mainly caused by orientation of the polymer molecules in the injection-moulded, deep-drawn or blown products. It is concluded that the migration of the antioxidant decreases with increasing density of the polymer and that the melt flow index (molecular weight) has hardly any influence. Migration from HIPS into fat increases with the content of impact modifier. In the case of the polyethylenes, the influence of processing on the migration rate decreases with decreasing density of the polymer.     

溶液喷射纺纳米纤维制备技术及其应用进展

为进一步推广溶液喷射纺丝技术,并为该技术的研究提供理论与实践参考,综述了国内外溶液喷射纺丝技术的制备机制、基础研究及其纳米纤维应用等方面的研究进展。主要从机制、工艺研究等角度将溶液喷射纺丝技术与熔喷、静电纺丝技术进行对比,溶液纺丝技术具有原料适用性广、生产效率高等特点;从纤维形貌、结构控制等方面,阐述了通过溶液喷射纺丝新工艺开发加工制备具有特殊形态结构的纳米纤维。介绍了溶液喷射纺纳米纤维在医用、过滤、电极、隔膜等材料领域的应用,并对溶液喷射纺丝技术当前发展的不足及未来发展前景进行了总结与展望。     

聚合物熔体法制备纳米纤维技术研究现状

针对聚合物熔体法生产纳米纤维效率低、性能不稳定,无法规模化应用的现状,对熔体法制备纳米纤维技术进行了综述。首先根据熔体法制备纳米纤维原理,对现有熔体法制备纳米纤维方法进行分类和对比分析,并结合研究现状,认为将不同单一纳米纤维制备方法进行有机组合是熔体法制备纳米纤维的发展趋势;然后详细综述了熔体法制备纳米纤维的工艺参数与纤维线密度之间的关系,揭示了熔体法纺纳米纤维细化技术的共性问题;最后介绍了熔体微分静电纺丝技术在纳米纤维制备方面的主要成果,通过机制揭示、工艺优化、材料改性等关键技术,熔体微分静电纺丝技术实现了平均直径小于500 nm 纤维的规模化制备。