纳米芳纶气凝胶纤维的制备与微观结构调控

针对目前气凝胶纤维力学强度不高的问题,以对位芳纶为原料制备了纳米芳纶分散液,通过湿法纺丝、溶剂置换、冷冻干燥工艺制备了纳米芳纶气凝胶纤维,并通过调节溶剂置换浴中叔丁醇与水的比例,对气凝胶纤维的微观结构进行调控。结果表明:调节溶剂置换浴可使气凝胶纤维具有良好的成形性,当溶剂置换浴中叔丁醇和水的体积比为1∶1时,气凝胶纤维内部呈蓬松网状结构,其比表面积可达165.4 m2/g,断裂强度为4.8 MPa;随着水的比例的增加,气凝胶纤维比表面积下降,力学强度增加;当以水为置换液时,纳米芳纶整齐取向排列,气凝胶纤维的断裂强度可达328.7 MPa。     

干燥方式对亚微米纤维复合空气过滤材料结构和性能的影响

以原纤化天丝和玻璃棉这2种亚微米纤维为原料,通过湿法成形的方式将其复合在无纺布基材上制得空气过滤材料(以下简称滤材),探究了冷冻干燥及加热干燥对滤材结构和性能的影响。结果表明,冷冻干燥能较好地保留湿纸幅中亚微米纤维的形态,减少纤维收缩,对原纤化天丝的影响尤为显著;当原纤化天丝与玻璃棉的配比分别为2∶8、4∶6、6∶4、8∶2时,冷冻干燥滤材的过滤效率分别比加热干燥滤材的过滤效率高3.5%、5.5%、9.8%和12.2%,过滤阻力分别比加热干燥滤材低20.4%、28.1%、23.3%和33.2%。可见冷冻干燥可显著提高亚微米纤维复合空气过滤材料的过滤效率,降低其过滤阻力。     

原纤化天丝超细纤维微滤膜的制备及性能研究

通过对天丝纤维进行预处理和原纤化,制备出可生物降解的天丝超细纤维。将天丝超细纤维和聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维（PET）按一定的配比混合后,通过湿法成形工艺制备微滤膜。结果表明,天丝超细纤维具有较高的比表面积和较小的平均直径,比表面积可达到6.43 m²/g,平均直径为414 nm。当在微滤膜中添加20%原纤化天丝超细纤维（纤维-3）时,与未添加原纤化天丝超细纤维相比,微滤膜的匀度指数和平均孔径大幅下降,匀度指数从67.1降低到35.7,平均孔径从11.37 μm减小到3.14 μm,抗张强度从334 N/m提高到1180 N/m。     

两种纤维素纤维的原纤化及抄造特性

主要对天丝纤维和丽赛纤维的原纤化形态随打浆强度的变化进行了研究：同时表征了不同打浆强度下,天丝纤维和丽赛纤维的抄造性能。结果表明,通过控制打浆强度,天丝纤维和丽赛纤维的长度、直径、扭曲程度和原纤化程度都会发生变化;在打浆强度增强的过程中,天丝纤维和丽赛纤维均首先被迅速地切断,然后才开始出现明显的原纤化现象;相对于纤维长度而言,天丝纤维和丽赛纤维的打浆度均对纤维原纤化的程度更敏感;相对于丽赛纤维,天丝纤维具有高度的原纤化特性和大幅的形态可控性。本研究加深了对天丝纤维和丽赛纤维的认识,为纤维素纤维在高精度过滤等特种纸领域的应用提供了一定的借鉴。     

天丝纤维在碱锰电池隔膜中的应用研究

介绍了天丝纤维的特性和在碱锰电池隔膜生产中的应用情况。天丝纤维经打浆设备处理后能较好地原纤化,可与丝光化木浆、耐碱性纤维和水溶性纤维混合湿法抄造碱锰电池隔膜。测试结果表明,天丝纤维的加入可以生产出性能指标良好的电池隔膜。原纤化的天丝纤维是碱锰电池隔膜生产的理想原料。     

不同干燥方式对木质素纳米纤维素纤丝结晶指数以及热稳定性能的影响

采用冷冻干燥、烘箱干燥、浓缩蒸发+真空干燥、离心脱水+真空干燥处理得到木质素纳米纤维素纤丝(LCNFs)固体,研究了不同干燥方式对LCNFs热稳定性能的影响,通过表征结晶指数与比表面积研究了不同干燥方式对纤丝团聚现象的影响。研究结果表明,冷冻干燥制得的高木质素含量LCNFs具有较高的比表面积(5.2±2.1 m~2/g)以及较小的结晶指数(35.3%),相比于其他三种干燥方法,冷冻干燥可有效避免干燥过程中纤丝的过度团聚,这是因为冷冻干燥可较好地保持纤丝结构完整。此外,冷冻干燥后的高木质素含量样品具有较高的热稳定性。     

Li/MnO2一次电池用纸基隔膜的制备和性能研究

本研究以天丝纤维为原料,通过打浆获得原纤化天丝纤维,采用湿法成形技术制备了原纤化天丝隔膜并应用于Li/MnO₂一次电池,对比探讨了不同原纤化程度天丝纤维隔膜和熔喷无纺布隔膜的微观形貌、孔隙结构和电化学性能。结果表明,原纤化程度的增加使隔膜表面细小纤维覆盖主干纤维,同时孔隙率从76.3%降到67.3%,Gurley值从3.30 s增加到10.1 s,平均孔径从0.79μm降到0.35μm,电池欧姆阻抗RΩ从1.55Ω增加到1.94Ω,电池放电电压平台和比容量明显降低。相比于熔喷无纺布隔膜,天丝隔膜厚度较小,平均孔径较小且孔径分布均匀,离子阻抗较低,放电性能稳定。     

对位芳纶浆粕形态结构与性能研究

对比分析了喷射纺丝法(jet-spun)和原纤化处理得到的两种对位芳纶浆粕的比表面积、保水值、动态滤水等特性。扫描电子显微镜(SEM)观察发现,喷射纺丝法制备得到的浆粕1呈薄膜状,比表面积为26.365 m~2/g;原纤化处理得到的浆粕2中存在纳米级直径的原纤化纤维细丝,比表面积为15.157 m~2/g。动态滤水曲线表明,浆粕1的滤水速率更慢,对滤水的阻碍作用更大。浆粕1的纸基材料抗张指数为42.3 N·m/g,高于浆粕2的;浆粕1与对位芳纶纤维混合抄造的纸基材料抗张指数为34.0 N·m/g,同样高于浆粕2与对位芳纶纤维混合抄造纸基材料的。     

PBO纤维原纤化的研究

对PBO(聚苯撑苯并二(口恶)唑)纤维原纤化进行了初步研究,确定了原纤化的路线.实验结果表明,在KMnO4浓度为1%的KMnO4/H2SO4体系表面处理和一定的物理剪切下可以实现PB0纤维的原纤化.原纤化纤维结晶度变化很小,但是BET比表面积从5.18m2/g增大到6.30m2/g.     

高分子添加剂对天丝织物磨损和褶皱性能的影响

天丝的原纤化性能使其广泛应用于时装业。然而,免烫天丝纺织品需进行原纤化控制,因为原纤化会影响服装面料的物理性能和美观性。原纤维表面经过洗涤后,会导致织物泛灰色并起皱。原纤化并不只是天丝纤维的一个显著特征,它是直线型纤维素的普遍特性。高度定向的晶体结构给予天丝原纤维内部高度的平行性,但也降低了天丝纤维的横向强度。因此,在湿磨损的作用下,细小的原纤结构也极易松散。尽管经二羟甲基二羟基乙烯脲（DMDHEU）处理过的天丝纤维较易磨损,     

超级电容器用原纤化天丝隔膜的制备及性能研究

通过对天丝短切纤维进行打浆处理,获得了具有不同原纤化程度的天丝纤维,并结合湿法成形技术制备得到原纤化天丝隔膜。探究了纤维几何尺寸和形貌对隔膜孔隙结构的影响,对不同孔隙结构隔膜制备的超级电容器电化学性能进行了分析。结果表明,天丝纤维经过不同打浆转数处理后,纤维尺寸和隔膜孔隙结构发生了明显变化。随着打浆转数的增加（20000～250000转）,粗纤维比例显著降低,质均纤维长度从2.29 mm降至0.76 mm。孔隙率从81.2%降至66.3%,隔膜平均孔径从1.20μm降至0.27μm,隔膜厚度从47.7μm降至26.0μm,但不同原纤化天丝隔膜制备的超级电容器的阻抗、比容量、能量密度和功率密度变化并不明显。     

天丝纤维原纤化对纸页吸液性能和孔径的影响

原纤化的天丝纤维可应用于电池隔膜、超级电容器隔膜材料领域,改善隔膜孔径结构,影响隔膜的吸液性能。本文主要对天丝纤维进行原纤化处理,探讨了天丝纤维原纤化过程及不同原纤化阶段对应纸页吸液性能的差异及孔径分布的变化。结果表明,天丝纤维的原纤化主要分为皮层脱落,芯层剥离,切断,纵向劈裂,主体崩溃,进一步剥离等过程;天丝纤维原纤化使得纸张吸液性能发生变化,在打浆度为15°SR时,紧度为0.27g/cm~3,吸液高度为137mm/10min,92°SR时,紧度为0.44 g/cm~3,吸液高度为23 mm/10min;随着原纤化程度的提高,纸页平均孔径和最大孔径呈现下降趋势,打浆度为15°SR时平均孔径为19.97μm,最大孔径为103.4μm,打浆度为92°SR时平均孔径为0.30μm,最大孔径为0.83μm。     

天丝纤维在变压器绝缘纸板中的应用

天丝纤维是一种溶剂型再生纤维素纤维,研究了天丝纤维原纤化程度及其对浆料性能的影响,探讨了天丝纤维与针叶木浆配抄对变压器绝缘纸板机械性能和电气性能的影响。研究结果表明,天丝纤维容易原纤化,原纤化程度越高,纤维变得更加柔软和扭曲,表面更加粗糙,分丝帚化越多;相对100%针叶木浆抄造的绝缘纸板,针叶木浆与天丝纤维配比为85∶15配抄的绝缘纸板的紧度降低4.8%,抗张指数下降2.9%,吸油率提高11.9%,在空气中的击穿电压提高5.8%,在油中的击穿电压提高25.8%,天丝纤维显著提高了绝缘纸板的吸油率和电气强度。     

纤维素纳米纤丝气凝胶制备及其对亚甲基蓝的吸附性能

针对印染废水中的亚甲基蓝(MB)吸附问题,以水稻秸秆纤维素纳米纤丝(CNF)悬浮液为原料,通过冻融凝胶、叔丁醇溶剂置换、液氮冷冻干燥制得CNF气凝胶,对其形态结构进行表征,并研究其对MB的吸附性能;考察了吸附剂用量、溶液pH值的影响,并利用吸附动力学和吸附等温线模型对吸附机制进行探讨分析。结果表明:叔丁醇冷冻干燥得到的CNF气凝胶内分布着大量由直径6~26 nm的蛛丝状纤丝构成的三维网络结构,其比表面积为52.25 m²/g,平均孔径为28.82 nm,是多孔材料;准二级动力学模型和Freundlich吸附等温线模型能更好地描述CNF气凝胶对MB的吸附过程,计算得到理论最大吸附量为196.08 mg/g。     

溶剂交换法制备纳米纤维素多孔薄膜及其结构表征

以纳纤化纤维素(NFC)为原料,通过真空抽滤制备NFC湿膜,采用多步法完成溶剂交换并干燥制得具有纳米孔洞结构的NFC多孔薄膜;探讨了不同溶剂和干燥方法对NFC多孔薄膜表面形貌的影响。结果表明,经真空抽滤得到的NFC湿膜先用乙醇后用叔丁醇溶剂交换并冷冻干燥制得的NFC多孔薄膜的表面孔径分布均匀(孔径100～200 nm)、孔隙率为42.95%;通过该方法制得的NFC多孔薄膜的孔径大、孔隙率高,具有良好的润湿性和热稳定性,在高效过滤、生物医药和分析检测等领域的应用前景广泛。     

天丝对碱锰电池隔膜结构性能的影响

通过Valley打浆机制备不同打浆度的原纤化天丝纤维,与合成纤维、植物纤维混合抄造碱锰电池隔膜纸,研究了天丝打浆度、加入量对碱锰电池隔膜纸的孔径结构、吸液保液及强度性能的影响,并与不含天丝纤维的隔膜纸的孔径分布进行了对比。结果表明,经打浆处理的天丝纤维得到充分原纤化,分丝帚化较好,能形成几十至几百纳米直径的超细纤维;天丝纤维的加入及其较高的打浆度有利于提高纸张的抗张强度和减小纸张孔径,但加入量过多,打浆度过高不利于提高纸张的吸碱率和吸碱速度;较佳的天丝纤维添加工艺为打浆度35~45°SR、添加量10%~15%。     

腈纶天丝混纺针织物的染色工艺探讨

1　天丝性能2 0世纪 90年代 ,普通纯LYOCELL纤维面市 ,由于纤维取向度高、结晶度高及易原纤化的特点 ,天丝纺织品的染整工艺流程长达 10多个小时 ,而且对染色后整理设备要求也相当高。近年来随着天丝在国内的开发及推广 ,天丝纤维的特点已被行业内众多的企业所了解 ,这种纤维高强度的特性 ,使生产出来的纺织品不易破损 ,坚韧而耐用 ;其良好的吸湿膨胀性 ,可制造出悬垂性极佳的布料。目前推出的A10 0型非原纤化天丝纤维 ,主要适宜制作无绒光洁布面的织物 ,克服了天丝初级原纤化的弊端。表 1中列出了天丝与各种纤维性能的比较。　　由表 1…     

天丝/锦纶交织桃皮绉染整工艺实践

利用锦纶纤维热收缩性能和天丝纤维原纤化特性,通过选择合理的热收缩和原纤化工艺条件,可以获得满意的桃皮绒绉纹效果;定型时要注意解决保持绉纹效果与手感和防水性之间的关系。面料手感柔软富有弹性,风格独特时尚。     

锌银电池用PVA/天丝隔膜的研制

目前快速激活一次锌银贮备电池的隔膜主要是亲水性隔膜和聚乙烯醇(PVA)隔膜组合使用,但亲水性隔膜存在大孔,且湿抗张强度较低。为提高隔膜材料的性能,本研究利用天丝纤维的原纤化特性结合造纸湿法成形工艺制备得到PVA/天丝隔膜,该隔膜定量为28. 8 g/m~2,湿抗张强度为300 N/m,平均流量孔径为3. 52μm,最大孔径为20. 50μm,1 min吸液高度为10 mm。与定量为25. 5 g/m~2的亲水性隔膜相比,PVA/天丝纤维隔膜具有更高的湿抗张强度、更加均匀细小的孔径。     

静电纺聚丙烯腈/线性酚醛树脂碳纳米纤维电极的制备及其性能

为研究炭化温度对碳纳米纤维电极性能的影响,采用静电纺丝法制备了聚丙烯腈/线性酚醛树脂(PAN/PF)纳米纤维,然后经不同温度炭化处理得到不同结构与性能的碳纳米纤维,并制备成电极材料.对碳纳米纤维的表面形貌、比表面积、孔结构、石墨化程度和元素含量,以及碳纳米纤维电极的电化学性能进行测试与表征.结果表明:PAN/PF碳纳米...