花状氧化石墨烯原位展开共聚聚酰胺6及其功能纤维

为实现复合纤维中石墨烯的分子级分散,从而改善现有石墨烯复合纤维制成率低、强度低、耐用性差等问题,提出了一种原位展开共聚的机制,使得聚酰胺6(PA6)分子接枝的石墨烯片能够均匀分散在体系内,从而批量制备多功能PA6/石墨烯纤维,建立起全新的纤维制备-加工-性能一体化系统,实现了多功能性和高力学性能的兼顾。结果表明：在聚合过程中,花状氧化石墨烯呈现出逐步展开、分散的形貌变化,同时参与聚合反应中;反应结束后,PA6分子均匀接枝在石墨烯片表面,并诱导PA6发生了晶型转变;加入0.1%石墨烯后复合纤维单丝的拉伸强度相比纯PA6纤维提高25.4%,拉伸模量提高49.5%;此外,石墨烯复合PA6面料兼具优异的抗菌、抗病毒、远红外发射、负离子发生、防紫外线等功能,具有广阔的市场前景。     

原位法连续聚合聚酯/炭黑体系的结构与性能

为开发高黑度的细原液着色聚酯纤维,采用原位法连续聚合制备出炭黑质量分数为2%~3%的聚酯/炭黑(简称原位法PET/炭黑)体系,对其流变行为、结晶行为和炭黑分散形态等进行了表征,并制备了高速纺长丝。结果表明:原位法连续聚合使炭黑以直径小于1 μm的粒子簇团形式均匀分散在聚酯基体中;炭黑含量较低时的流变行为与PET相似,当炭黑质量分数达到3%时,原位法PET/炭黑熔体的表观黏度随剪切速率增大而快速降低;熔融结晶过程中,炭黑作为高效异相成核剂,显著加快了聚酯结晶速率,同时,聚酯与炭黑的良好相互作用,导致有更多的结晶缺陷,与PET相比,出现了熔融双峰,且高温熔融峰峰顶温、结晶度均降低,这与母粒法PET/炭黑体系明显不同。因为原位法保证了良好的炭黑分散性,原位法PET/炭黑可以稳定制备出炭黑质量分数为3%、单丝线密度为0.52 dtex、断裂强度≥3.31 cN/dtex的长丝。     

聚酰胺原液着色母粒的制备及其性能

针对聚酰胺66(PA66)原液着色过程中炭黑在PA66基体中分散性差的问题，首先，将炭黑加入到含有一定质量分数的分散剂的水溶液中，采用超声波分散协同喷雾干燥技术制备了自分散炭黑(SPCB);随后将SPCB再分散于含有一定质量分数PA66盐的水溶液中，制备了PA66盐基炭黑分散体，并通过原位聚合法制备了PA66原液着色母粒；最后，通过熔融共混法制备了PA66膜。探究了分散剂结构和质量分数、炭黑质量分数、超声波处理功率和时间对PA66盐基炭黑分散体粒径、粒径分布及稳定性的影响，分析了SPCB质量分数与PA66膜性能的关系。结果表明：聚乙烯吡咯烷酮相对炭黑质量分数为15%,炭黑相对体系的质量分数为10%,超声波处理功率为1 260 W,时间为80 min时，制备的PA66盐基炭黑分散体粒径最小为184.1 nm,离心稳定性和放置稳定性均在90%以上；SPCB与PA66的相容性良好，在PA66基体中分布均匀，粒径约为200 nm,当其质量分数为0.2%时，制备的PA66膜的熔融温度为259.2℃,L^*值为26.82。     

皮芯型复合储能调温聚酰胺6纤维的制备与表征

为获得高热稳定性的相变材料,首先以聚乙二醇为相变介质、多孔硅酸盐为载体,经纳米杂化制备了形态稳定的相变材料（PCMg）。然后以聚酰胺6（PA6）为皮层,PCMg/PA6 共混材料为芯层,按照皮芯质量比为 3：7 通过熔融纺丝制备了皮芯型复合储能调温聚酰胺 6 纤维。借助差示扫描量热仪、热重分析仪、K 型热电偶测温仪、场发射扫描电子显微镜、复丝强力仪等对纤维的结构和性能进行表征。结果表明：制备的储能调温纤维的断裂强度达到2.52 cN/dtex,断裂伸长率为30.5%,该纤维可在－10.71～22.87℃和 38.96～58.33℃范围内实现智能调温;PCMg的质量分数为10%时,储能调温纤维的相变焓约为9.02 J/g。     

炭黑/Lyocell纤维素膜的制备及其性能

为解决水性颜料色浆对Lyocell纤维纺丝液造成的凝固问题,利用N-甲基吗啉-N-氧化物（NMMO）基超细炭黑,采用原液着色技术制备了炭黑/Lyocell纤维素膜,探讨了炭黑/Lyocell纤维素膜的颜色性能、耐溶剂迁移性能、力学性能和结晶性能。结果表明,当炭黑含量为纤维素质量分数的3 %时,着色纤维素膜的颜色深度达到饱和,不再随炭黑含量的增加而升高,且炭黑质量分数低于3 %时,着色纤维素膜的摩擦和水洗牢度较高,耐水、丙酮和乙醇迁移性能良好。通过扫描电镜观察发现,炭黑在极性较高的水中更容易发生迁移。炭黑对纤维素膜的断裂强力和断裂伸长率有影响,但不会改变纤维素膜的晶体结构,研究结果对实现Lyocell纤维原液着色具有重要的参考作用。     

聚乳酸纤维原液着色用改性炭黑的制备及其性能

针对聚乳酸纤维原液着色过程中炭黑与聚乳酸相容性差导致其力学性能下降的问题,采用原位聚合法制备了聚乳酸改性炭黑,并对聚乳酸纤维进行原液着色。探讨丙交酯用量、反应温度、聚合时间对聚乳酸改性炭黑的粒径及粒径分布的影响,并对其在聚乳酸纺丝溶剂中的分散稳定性进行测试,同时对加入改性与未改性炭黑前后的聚乳酸纺丝液及聚乳酸膜进行分析与表征。结果表明:在丙交酯单体的用量为1.5 g、聚合时间为6 h、聚合温度为70 ℃时制备出的改性炭黑的粒径最小,为184.2 nm,且其在聚乳酸纺丝溶剂中可以稳定分散,与聚乳酸相容性较好;与未改性炭黑相比,加入改性炭黑后聚乳酸的力学性能得到提升。     

静电纺聚酰胺6/聚苯乙烯复合纳米纤维膜制备及其空气过滤性能

针对空气过滤纤维材料的过滤效率、阻力和使用寿命难以平衡的问题,采用多喷头静电纺丝技术,制备了不同直径、形貌纤维及不同纤维沉积顺序的聚酰胺6/聚苯乙烯(PA6/PS)复合纳米纤维膜,测试了复合膜的平均孔径及孔隙率,建立了纤维结构与过滤效率及阻力的构效关系;结合扫描电镜表征探讨了不同形貌、直径纤维的叠加次序对过滤寿命及细颗粒物沉积行为的影响,系统研究了过滤风速、细颗粒物尺寸对过滤性能的影响。结果表明：在5.33 cm/s的风速下,以多喷头静电纺丝方式制备的PA6/PS复合膜具有更好的抵抗风速变化的能力,在长期使用中阻力增加较缓慢,其具有93.13%的过滤效率,30.67 Pa的过滤阻力和0.088 9 Pa^-1的品质因子,综合过滤性能优于同等条件下H10等级(过滤效率>90%)的商业玻璃纤维过滤膜。     

聚丙烯腈纤维原液着色用纳米炭黑的制备及性能

纳米炭黑是聚丙烯腈纤维原液着色的关键材料之一,本研究以改性丙烯酸酯嵌段共聚物（SUA020）为分散剂,采用超声波制备了以二甲基甲酰胺（DMF）为分散介质的纳米炭黑,探讨了纳米炭黑对聚丙烯腈纤维原液性能的影响。结果表明当炭黑质量分数为10%,SUA020对炭黑质量分数为20%,在超声波处理功率为600W条件下分散20min,所制备纳米炭黑的粒径为108.7nm。纳米炭黑在聚丙烯腈纤维原液中具有良好的相容性和稳定性,当纳米炭黑对纤维干重为9.0%时,所制备原液着色聚丙烯腈浆膜的K/S值达到最高。     

静电纺聚酰胺6纳米纤维膜的制备及其性能

为制备功能性的聚酰胺6(PA6)纳米纤维膜,采用静电纺丝技术制备PA6/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)共混纳米纤维膜,并对纤维膜的表面形貌、力学性能和亲水性能进行表征。结果表明,当PA6纺丝液质量分数为28%,PVP的加入量为0.5 g时,纤维膜的微观形貌较好,制备出的纤维直径为132 nm,断裂强度为9.68 MPa,断裂伸长率为31.89%,亲水角为(32.4±1.2)°。研究了不同纺丝时间对纤维膜空气过滤性能的影响,当纺丝时间为0.5 h时,纤维膜具有较好的过滤性能,过滤效率为99.5%,过滤压降为476 Pa。红外分析结果表明,在PA6中加入PVP,在搅拌的过程中二者均匀融合,PVP小分子填充在PA6大分子中,可使纤维膜的亲水性提高。制得的PA6纳米纤维膜可作为加湿器中的湿膜材料得到应用。     

原液着色聚酯纤维原位聚合用自分散纳米炭黑的制备及其性能

针对原液着色聚酯纤维原位聚合用乙二醇基色浆储存稳定性差、运输成本高的问题,采用控制变量法研究炭黑、分散剂、分散工艺对自分散纳米炭黑的影响,利用响应面优化试验,探讨制备过程中分散剂质量分数、研磨时间、研磨转速对自分散纳米炭黑粒径的影响,得出最优研磨分散条件。借助透射电子显微镜、热重分析仪、接触角测量仪等探究了自分散纳米炭黑的表观形貌、耐热性能和亲水性能等。结果表明：选用SUA-305作为分散剂,AP-104H作为炭黑,在分散剂质量分数为30%,研磨时间为2 h,研磨转速为3 500 r/min时,自分散纳米炭黑粒径最小,为85 nm,多分散性指数(PDI)为0.163,储存稳定性优良,预估储存周期为26.8个月;自分散纳米炭黑与乙二醇的接触角为7°,并展现出良好的自分散性能;自分散纳米炭黑的耐热性良好,满足在聚酯聚合阶段280℃不分解的要求。     

聚酰胺66/氨基化多壁碳纳米管纤维制备及其性能

为提高聚酰胺66(PA66)纤维的力学性能,将羧基化碳纳米管(CMWNTs)与乙二胺(EA)进行功能化反应得到氨基化碳纳米管(AMWNTs),再将AMWNTs与PA66盐原位聚合制备AMWNTs掺杂PA66材料(PACNTs),并通过熔融纺丝制备成纤维。采用热重分析仪、差示扫描量热仪、X射线衍射仪及单纤维强力仪等对PA66和PACNTs纤维进行结构和性能表征。结果表明:PACNTs纤维的熔点随着AMWNTs的加入向低温方向移动,AMWNTs的加入使PA66分子质量下降,PACNTs纤维的结晶温度向高温方向移动,AMWNTs起到异相成核作用;随着AMWNTs的加入,PACNTs纤维的拉伸强度和弹性模量增加,当AMWNTs质量分数为0.5%时,PACNTs纤维的拉伸强度和弹性模量达到最大,比纯PA66纤维分别提高了约157%和455%。     

聚氨酯/导电炭黑复合纤维的制备及其柔性电热性能

为制备具有良好电学性能的聚氨酯（TPU）复合纤维,通过溶液共混制备添加不同质量分数导电炭黑（CB）的聚氨酯纺丝溶液,进一步利用湿法纺丝技术制备TPU/CB复合纤维,并对纺丝液黏度、复合纤维的微观结构及力学、电学性能进行测试、表征。结果表明：复合纺丝液具有显著的切力变稀特性,同时随CB质量分数的增加,纺丝溶液黏度逐渐升高...     

锦纶6/纳米氧化亚铜复合纤维制备及性能

采用熔融共混工艺,以γ-巯丙基三甲氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷作为分散剂,纳米氧化亚铜(Cu₂O)为改性材料对锦纶6(PA6)进行改性,制备Cu₂O/PA6共混改性树脂。探究加工温度、剪切对Cu₂O/PA6共混树脂流变性能的影响。通过熔融纺丝工艺制备了Cu₂O/PA6复合纤维,采用傅里叶红外光谱、icp-oes高分辨光谱仪和万能材料试验机等分别评价复合纤维的化学结构、金属铜含量以及力学性能。结果表明,通过共混改性的Cu₂O/PA6混合树脂具有良好的热稳定性及纺丝性能,所制备的Cu₂O/PA6复合纤维的断裂强度可达4.5 cN/dtex,纤维中金属铜含量可达6.4×10³mg/kg。抗菌性测试结果表明,复合纤维对大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抗菌率分别可达到96.7%、97.8%和97.9%。     

原位聚合法制备聚苯胺导电纤维的研究进展

对采用原位聚合法制备聚苯胺导电纤维进行了比较详细的介绍,探讨了聚苯胺的结构、合成、导电机理等内容.论述了国内外研究者以不同纤维为基质采用原位聚合法制备聚苯胺导电纤维的研究进展,并讨论了苯胺单体含量、掺杂酸和氧化剂的种类及浓度、反应温度及时间等因素对纤维导电性能的影响.指出采用原位聚合法制备聚苯胺导电纤维与现有其他制备导电纤维的方法相比具有诸多优势,但仍存在部分问题有待解决.     

锦纶6纤维用炭黑母粒的制备与性能研究

为了打破锦纶6纤维用炭黑母粒高度依赖进口，本文通过生产实验探索，自主研究一套完整的炭黑母粒生产及纺丝一体化工艺。利用平行同向双螺杆挤出造粒机将64%的聚酰胺6有光切片、30%的纳米级炭黑粉末、6%的复合型炭黑超分散剂粉末经过熔融塑化、螺杆剪切、水冷切粒、振动筛选、真空干燥等一系列工艺技术处理，制备得到炭黑母粒。所制母粒的相对黏度、熔点、含水率、熔融指数分别为1.94、223℃,0.048 8%,10.6 g/10 min。为了阐明其作为原液着色剂的纺丝性能，将其以4.7%的添加比例用于黑色锦纶6民用长丝纤维，规格为高取向丝、49.95 dtex/12F的连续生产。其结果表明：纺丝组件的生产周期可达18 d,日均纺丝组件的压升值为0.21 MPa,日均纺丝断头次数为4.7次，日均纺丝飘丝次数为2.6次。     

原位聚合SiO2/PSSS纳米复合粒子的制备及其性能

以γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（KH-570）对溶胶凝胶制备得到的纳米SiO2进行表面接枝改性,然后通过原位聚合制备二氧化硅/聚对苯乙烯磺酸钠（SiO2/PSSS）纳米复合粒子。研究了对苯乙烯磺酸钠（SSS）和过硫酸铵（APS）用量对SiO2/PSSS纳米复合粒子粒径的影响,探讨了SiO2/PSSS纳米复合粒子在水相中的分散稳定性。结果表明当SSS占SiO2质量分数的25%,引发剂APS占SSS质量分数的1.5%时,得到SiO2/PSSS纳米复合粒子的粒径为150nm;红外光谱（FTIR）和透射电镜（TEM）测试结果表明纳米SiO2表面成功包覆了PSSS,热失重（TGA）分析表明SiO2表面包覆聚合物的量约占其总重的27.5%,SiO2/PSSS纳米复合粒子在水相中具有良好的分散稳定性。     

木质素/聚丙烯腈复合纤维的制备及其性能

为降低传统聚丙烯腈(PAN)纤维的制备成本并实现木质素的高值化利用,对木质素/PAN共混溶液的黏度进行研究,采用湿法纺丝工艺制备了不同比例的木质素/PAN复合纤维,确定其最佳纺丝工艺。借助扫描电子显微镜、差示扫描量热/热重同步分析仪、单纤维物性分析仪、紫外-可见分光光度计等测试手段对复合纤维的结构和性能进行研究。结果表明:相对含量为35%的木质素/PAN纤维仍具有均匀致密的结构,其强度达到 3.81 cN/dtex; 加入木质素后,二者的协同作用赋予了复合纤维良好的热稳定性,该复合纤维在低成本碳纤维和功能纺织材料等领域具有重要的潜在应用价值。     

聚酰胺6/聚乙二醇相变调温纳米纤维的结构与性能

将相变材料PEG掺杂到高聚物PA6中去,通过静电纺丝制备相变调温纳米纤维。通过扫描电镜、红外光谱、热分析仪以及织物强力仪等测试方法对相变纳米纤维的结构与性能进行表征。结果表明：PEG的共混改善了纺丝液黏度,随着PEG共混比例的提高,纳米纤维的直径提高;PA6与PEG有氢键结合,随着PEG共混比例的提高,相变纳米纤维的熔融温度和熔融焓值逐渐增大,相变纳米纤维具有良好的蓄热调温性能;随着相变材料PEG共混比例的提高,相变纳米纤维的强力有一定下降。结论：该纳米纤维是一种良好的调温储能材料。     

红麻粉/PP复合纤维的制备及其基本性能

将红麻的麻皮和麻杆粉碎制成红麻粉,再通过熔融纺丝法制备红麻粉/PP复合纤维,观察纤维结构和表面形态,并对纤维的吸湿放湿性能和力学性能进行测试。结果表明:红麻粉质量分数为10%的红麻粉/PP复合纤维与纯PP纤维相比,接触角降低了36°;红麻粉质量分数为8%的红麻粉/PP复合纤维与纯PP纤维相比,吸湿平衡回潮率由0.14%上升到了0.39%,放湿平衡回潮率由0.55%上升到了1.22%;随着红麻粉质量分数的增加,红麻粉/PP复合纤维的断裂强度先上升后下降,在红麻粉质量分数为6%时达到最大,比纯PP纤维高出约30%。