聚偏氟乙烯微孔膜一步法亲水化改性研究

采用高能电子束预辐照接枝的方法,研究了液相丙烯酸(AAc)和苯乙烯磺酸钠(SSS)双元混合体系对聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜的接枝改性,用一步法直接制备了含有羧酸基团和磺酸基团的强亲水性PVDF微孔膜.考察了辐照剂量、反应时间、反应温度、单体浓度、单体配比以及反应溶液pH值等对接枝率的影响.采用FT-IR、接触角和水通量表征改性前后的膜表面性质和膜性能.结果表明,接枝改性后膜的亲水性增强,接触角随接枝率的增加而降低,水通量随接枝率的增加呈现出先升后降的变化,这主要是由于高接枝率时膜表面和膜孔被接枝链堵塞.     

聚偏氟乙烯膜亲水化改性及在酪蛋白分离中的应用

采用化学改性的方法,在KOH/KMnO4体系中对聚偏氟乙烯(PVDF)膜表面进行化学处理,引入羟基等活性基团,并利用甘油水溶液增加膜表面的化学稳定性。分别改变试剂浓度、温度、反应时间等参数,确定最佳反应条件。实验结果表明,改性后的聚偏氟乙烯膜表面接触角减小,亲水性增强。将改性前后的膜分别应用于酪蛋白的分离实验,测定膜通量的衰减,发现改性后的PVDF膜表面的抗蛋白吸附能力有很大程度的提高。     

载纳米TiO2剑麻抗菌纤维的制备及其抗菌性能研究

选取了天然剑麻纤维为原料,利用化学接枝改性技术制备了剑麻抗菌纤维。考察了反应时间、反应温度以及溶液pH值对剑麻纤维表面接枝纳米TiO2和表面形貌的影响,确定了最佳制备工艺条件为:反应溶液pH=5、温度为75℃、反应时间为2h。通过扫描电镜、X-射线衍射分析仪、红外光谱仪和X-射线能谱分析仪等方法对产品的表面形貌、相结构、特征基团、成份含量进行了表征测试,抑菌圈实验表明载纳米TiO2剑麻抗菌纤维抑菌活性较高。     

硅烷偶联剂改性纳米氧化铝的条件探究

采用硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷在乙醇溶剂中对无机纳米氧化铝进行了湿法表面改性,研究反应时间、反应温度和偶联剂用量对改性纳米氧化铝性能的影响,分别用傅里叶红外光谱进行表面基团分析,用分散性实验和场发射扫描电镜表征氧化铝在二甲基乙酰胺中的分散性和稳定性,优化反应条件。实验结果表明,当反应时间为4h,反应温度为80℃,偶联剂用量为3%(以纳米氧化铝质量计)时,得到的改性纳米氧化铝的分散性和稳定性最好。     

偕胺肟基螯合纳米纤维的制备

以静电纺聚丙烯腈(PAN)纳米纤维为原料,与盐酸羟胺的水溶液反应,将腈基转化为偕胺肟基团,从而制备出偕胺肟基螯合纤维。探讨了盐酸羟胺浓度、pH值、反应时间及温度对转化率的影响,并分别采用扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对PAN纳米纤维膜反应前后的形貌和分子基团进行分析。结果表明:PAN在pH值为7时,腈基转化率最高;-CN转化率随着浓度、反应时间及温度的增大而提高。红外光谱分析表明,PAN分子中有部分腈基转化为偕胺肟基团。     

双氨基有机硅后交联聚丙烯酸改性PTFE平板膜及其分离性能研究

通过聚丙烯酸(PAA)与双氨基有机硅9300的后交联反应对聚四氟乙烯(PTFE)平板膜进行亲水改性,并将其用于水晶研磨废水的处理.研究双氨基有机硅浓度、PAA/9300质量比、反应温度及时间等参数对PTFE平板膜形貌、表面化学结构、亲水性及分离性能的影响.结果表明,膜纤维变得比较光滑且有少量颗粒出现,改性膜表面和截面出现N、O和Si元素,膜表面出现羧基、氨基等亲水基团,改性后的PTFE膜表面接触角由136°±2.1°降低到30.35°±1.3°,水晶碾磨废水浊度去除率达到99.91%,改性膜有很好的抑制蛋白质吸附污染的性能.     

接枝改性聚丙烯纳米复合超短纤维及其润湿功能性

聚丙烯纳米复合(PPNC)超短纤维表面疏水,利用2-甲基-2丙烯酰胺丙磺酸(AMPS)对其进行表面接枝。采用红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对超短纤维的改性效果进行表征,接触角测试研究改性超短纤维的润湿性。结果表明:接枝反应的优化条件为0.3%过氧化二异丙苯(DCP),4.0%AMPS,反应时间7h,反应温度125℃。该接枝改性样品的动态接触角降低44.20%,亲水性显著提高,更易在液相体系中分散,可开拓PPNC超短纤维混合钻井液基浆进行储层保护的应用空间。     

钛酸丁酯溶胶-凝胶法交联改性聚乙烯醇纳米纤维膜的研究

采用静电纺丝技术制备聚乙烯醇纳米纤维膜,结合溶胶-凝胶法制备二氧化钛对纳米纤维膜进行交联改性。分析交联前后材料表面形貌、表面化学基团变化以及耐水性和热性能。研究纳米纤维膜对模型污染物罗丹明B的吸附和光催化降解性能。结果表明:交联改性后材料耐水性显著提高,纤维形貌保持不变,材料表面化学基团无显著变化,材料热分解温度提高。交联改性后的纳米纤维膜材料容易吸附罗丹明B,紫外光照射下材料具有一定的光催化降解性能。     

功能化PMMA-g-PEO纳米纤维膜的制备与表征

以聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯(PEGMEMA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为原料,用偶氮二异丁腈引发合成聚甲基丙烯酸甲酯-g-聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯(PMMA-g-PEO)共聚物。通过静电纺丝制备了PMMA-g-PEO纳米纤维膜,并通过表面改性制备了功能梯度材料。通过正交设计,探究了水解工艺中浓度、温度和时间3个因素对纤维膜吸附性能的影响,利用傅里叶红外光谱与扫描电镜分别对纳米纤维改性前后的结构与外观形态进行表征。结果表明:引入的亲水性支链有效地改善了PMMA的可纺性;在NaOH浓度为0.5mol/L,反应时间为8h,反应温度为70℃的水解工艺条件下,功能化纤维膜具有较好的铅离子吸附能力,吸附容量为113.85mg/g。     

聚乙烯醇/二氧化钛复合纳米纤维膜的制备和改性

采用静电纺丝技术制备聚乙烯醇/二氧化钛复合纳米纤维膜,利用戊二醛对复合纳米纤维膜进行改性。分析改性前后材料表面形貌、表面化学基团的变化及其耐水性和热性能。结果表明:复合纳米纤维表面粗糙度随二氧化钛含量的增大而增大。改性后纤维形貌保持不变,纤维间出现粘结,材料表面发生羟醛缩合反应,在1600cm~(-1)处出现-C=C红外特征峰,复合纳米纤维膜耐水性显著提高,材料在190℃处的熔融峰消失。     

聚偏氟乙烯超疏水分离膜的制备

采用溶液涂覆-浸没相分离法对聚偏氟乙烯膜(PVDF)进行表面复合改性,制备了超疏水分离膜。初步考察了涂覆液中PVDF固含量和涂覆条件(浸泡时间、预蒸发时间、凝固浴组成和凝固浴温度)对复合膜疏水性能的影响。实验结果表明,当涂覆液中PVDF含量为1.88%(质量分数)时,膜丝有最大接触角136°;复合膜的接触角随浸泡时间的延长呈现先增大后减小的趋势,当浸泡时间为40s时,接触角最大,达到133°;在较短时间内(0～5s),预蒸发时间对复合膜的接触角影响不大;复合膜的接触角随着凝固浴中DMAc含量的增加而逐渐减小,随着凝固浴温度的增大而增大,当凝固浴温度为65℃时,膜表面的接触角增至153°。     

乙烯基修饰的微孔二氧化硅膜孔结构与疏水性研究

在溶胶-凝胶反应过程中, 用乙烯基三乙氧基硅烷(TEVS)代替部分正硅酸乙酯(TEOS), 通过两者共水解缩合反应制备乙烯基修饰的SiO₂膜, 并通过BET、TG、NMR、以及接触角测量仪对所制备的材料进行表征. 结果表明: 修饰后的二氧化硅膜仍保持微孔结构, 且孔径集中分布在0.5～0.7nm之间. 由于部分亲水表面羟基被疏水乙烯基团所代替, 乙烯基修饰的SiO₂膜疏水性能得到明显提高, 并且随着TEVS加入量的增加, 疏水性能逐渐增强.     

锌基体疏液表面的制备及润湿行为

采用盐酸水溶液化学刻蚀和水热反应的方法在锌基体上构建微纳米粗糙结构,再经全氟辛酸修饰,制备疏液表面。通过X射线衍射仪、扫描电镜、红外光谱仪和接触角测量仪对试样表面的相组成、微观形貌、化学成分及润湿性进行表征。结果表明:试样的亚微米结构表面生长出一层ZnO纳米棒,在低表面能物质的共同作用下表现出良好的抗水流冲击性和稳定性。当盐酸浓度为1.0mol/L,水热反应温度为95℃时,ZnO纳米棒的生长形态最优,水和花生油在疏液表面的最大接触角分别为154.65°和144.65°,滚动角小于10°。     

Tip and inner walls modification of single-walled carbon nanotubes (3.5 nm diameter) and preparation of polyamide/modified CNT nanocomposite reverse osmosis membrane

To enhance the water flux and salt rejection of reverse osmosis membranes, thin film nanocomposite reverse osmosis membranes were prepared by incorporating functionalised single-walled carbon nanotubes (SWNTs). The functionalised SWNTs were obtained by chemical process such as mixed acid oxidation and substitution reaction. The SWNTs were characterised by HRTEM, FTIR, TGA, Raman spectra, UV-Vis and XPS, etc. The surface morphology and structure of membrane were characterised by SEM and contact angle measurement, respectively. The results showed that carboxyl, acyl, amide and amine were successfully grafted on the tip and inner wall of the single-walled carbon nanotubes. The dispersity of the functionalised SWNTs in water was tested, indicating a good hydrophilic property. The polyamide/modified CNT nanocomposite reverse osmosis membrane was prepared. Compared with the bare polyamide membrane, the SWNT-polyamide thin film nanocomposite membranes showed higher property in hydrophilic surface and its water flux, as along with salt rejection, improved dramatically. The experimental results revealed that the modified SWNTs (especially those containing hydrophilic groups such as carboxyl groups and amino groups) well dispersed in the polyamide thin film layer, and hence improved the water permeation, and the salt rejection.     

茶多酚-聚乳酸/聚碳酸丁二醇酯抗菌复合纤维膜的制备及性能

通过静电纺丝法制备了茶多酚(TP)-聚乳酸(PLA)/聚碳酸丁二醇酯(PBC)复合纤维膜。并采用SEM、FTIR、TG、接触角和抑菌测试进行了表征。研究表明,TP与PLA/PBC复合纤维薄膜共混良好,并且通过接触角测试10 s后接触角从105.42°下降到69.41°,TP的加入使TP-PLA/PBC复合纤维膜的热分解稳定性提高。随着TP含量的增加,纤维直径分布逐渐均匀并且趋于减小。TP-PLA/PBC复合纤维膜的抗菌活性远高于PLA/PBC复合纤维膜,对大肠杆菌(E.coli)的抗菌活性也略高于金黄色葡萄球菌(S.aureus)。当TP的添加量(与PLA/PBC的质量比)为20%时,得到了亲水性、热稳定性和抗菌性能优异的TP-PLA/PBC复合纤维膜。      

静电纺聚乙烯-乙烯醇磺酸锂/聚酰亚胺锂离子电池隔膜复合材料的电化学性能

以3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐和4,4-二氨基二苯醚为原料合成聚酰胺酸（PAA）纺丝液,通过高压静电纺丝和热亚胺化制备聚酰亚胺（PI）纤维膜,然后将聚乙烯-乙烯醇磺酸锂（EVOH-SO₃Li）以高压静电纺丝和加热加压的方式覆盖在PI纤维膜表面,制备EVOH-SO₃Li/PI锂离子电池隔膜复合材料。通过FTIR、SEM、万能拉伸试验仪、接触角测试仪和IM6型电化学工作站对EVOH-SO₃Li/PI锂离子电池隔膜复合材料的性能进行测试与表征。结果表明：EVOH-SO₃Li/PI锂离子电池隔膜复合材料具有较清晰的三维网状结构,与PI隔膜相比,纤维间粘连现象明显增加,在降低孔隙率同时,吸液率和拉伸强度分别提高至521%和12.83 MPa,并表现出较好的热收缩稳定性、高温闭孔性能和电化学性能。其中电化学稳定窗口从5.5 V提高至5.8 V,界面阻抗从360 Ω降低至315 Ω,离子电导率从2.416×10^-3 S/cm提高至3.672×10^-3 S/cm。     

水溶性聚己内酰胺磷酸酯盐的制备与性能研究及应用

为获得具有良好表面活性的水溶性改性聚己内酰胺(PA6),利用脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯对PA6进行改性。研究了反应物质量比、反应时间、反应温度等工艺条件对产物水溶性、黏度、表面活性、接触角及热稳定性等性能的影响,得到了水溶性PA6合成的最佳工艺条件。使用傅里叶变换红外光谱、核磁共振波谱对产物结构进行表征。利用场发射扫描电镜对碳纤维表面形貌进行表征。结果表明:最佳工艺条件下改性产物热稳定性较好,500℃时未改性PA6几乎完全分解,8102PK的残留率为24.12%,而8102PPAK的残留率达到27.59%;其1%水溶液的表面张力为22.6mN/m,具有良好的表面活性;使用1%乳液对碳纤维上浆处理后,碳纤维与水的接触角达到51.23°,与改性前85°相比,纤维表面亲水性提高。当上浆浓度和施覆量分别在1%和4mg/g时,碳纤维表面形成一层均匀的浆膜,纤维表面粗糙度达到最小,纤维表面的缺陷得到修复。     

低温等离子体对天然胶原材料表面改性的研究

采用牛腱中提取的胶原蛋白为原料，制成薄膜试样，在Ｏ２和Ａｒ条件下，用低温等离子体处理天然胶原薄膜的表面．处理后的试样通过电子光谱（ＥＳＣＡ），红外光谱（ＩＲ），Ｘ射线衍射和接触角测量来研究其结构和性能的变化．实验表明：处理后胶原材料的表面、内部结构及化学成分都发生了明显的变化；它与水和二碘甲烷的接触角明显小于等离子处理前的可见低温等离子体方法能用于胶原材料的改性．