用竹浆粕/离子液体复配体系纺制的再生纤维及其性能

为探究离子液体法制备再生纤维性能的影响因素,选用有机溶剂二甲基亚砜(DMSO)分别与离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑醋酸盐([AMIM]Ac)和1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐([BMIM]Ac)构成复配体系作为溶剂溶解竹纤维素浆泊,用湿法纺丝制备再生纤维素纤维,并借助扫描电子显微镜、热性能分析、X射线衍射等手段对再生纤维进行形貌、结构分析和力学性能测试。结果表明:当DMSO含量提高、纺丝原液中离子液体含量降低,再生纤维丝表面的光洁程度和热稳定性先提高后下降,力学性能下降;当竹纤维素含量提高,再生纤维丝的表面更光滑,结晶度、热稳定性、断裂强度提高,纤维直径均变粗;离子液体[AMIM]Ac制得的再生纤维性能较优。     

混合浆粕制备竹浆纤维的研究

以不同比例混合的高聚合度竹浆粕和中等聚合度竹浆粕为原料,选用了1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([EMIM] Ac)为溶剂,采用干喷湿纺的方式制备了竹浆纤维.探讨了混合比例对制备竹浆纤维的流变行为、纺丝性能以及纤维性能的影响,同时,利用凝胶液相(GPC)测试了混合浆粕的分子量和分子量分布.结果表明:在高聚合度的竹浆粕原料中添加适当一定比例的中等聚合度竹浆粕,可以提高纺丝浆液的流动性和纺丝性能,减少纺丝过程的断头现象,制备具有良好力学性能的竹浆纤维.     

两种离子液体中制备再生棉浆纤维素膜及其性能研究

以1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)和1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([Emim]Ac)两种离子液体作为棉浆粕的溶解体系,并制备了再生棉浆粕纤维素膜,采用红外光谱、X射线衍射、热重分析、扫描电镜和质构仪对棉浆再生前后纤维素膜进行结构表征 结果表明,将棉浆直接溶解在离子液体中,再生后纤维素晶型由Ⅰ型向Ⅱ型的晶型转变,热稳定性略有下降 再生纤维素膜结构致密均匀,力学性能优异,在[Bmim]Cl和[Emim]Ac中拉伸强度分别可达94.55MPa和39.15MPa.     

纤维素/海藻酸钙共混纤维的制备及其性能

针对纤维素纤维易燃烧的问题,首先以离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([AMIM]Cl)为溶剂共溶解纤维素与海藻酸,然后以氯化钙溶液为凝固浴,采用干喷湿法纺丝制备了纤维素/海藻酸钙共混纤维。研究了纤维素/海藻酸钙组分比对共混纤维结构和性能的影响。结果表明:纤维素/海藻酸钙共混纤维结构致密,二者之间存在氢键相互作用;虽然海藻酸钙的存在使共混纤维的力学性能降低,但当海藻酸钙质量分数为30%时,共混纤维的断裂强度为123 MPa,离火自熄时间仅为1.1 s,表现出优良的离火自熄特性;纤维素/海藻酸钙共混纤维的吸湿平衡回潮率为7.33%~7.75%,具有类似再生纤维素纤维的优良吸湿性能与服用性能。     

氢氧化钠活化前后纤维素在离子液体/DMSO溶剂体系中溶解性能的变化

研究了棉短绒纤维和针叶木纤维经氢氧化钠活化后对其在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯代盐([BMIN]Cl)与二甲基亚砜(DMSO)共容积体系中溶解度的影响。研究结果表明棉短绒纤维和针叶木纤维活化后在该溶解体系的溶解度分别从3.9%、2.8%提高到7.1%、5.0%,比未活化前增大了近1倍,说明这两种纤维素用氢氧化钠活化后在离子液体中更易溶解。活化的棉短绒纤维和未活化的棉短绒纤维在溶解再生后聚合度分别从612、578下降至423、350,分别降低了30.8%、39.4%;活化的针叶木纤维和未活化的针叶木纤维在溶解再生后聚合度则分别从736、704下降至607、502,降低了17.5%、28.7%.红外光谱证实离子液体[BMIN]Cl/DMSO溶解体系为纤维素的非衍生化溶剂。X-射线衍射(XRD)实验证实经过氢氧化钠活化处理的纤维素相比未经过活化处理的纤维素衍射峰强度降低得更厉害,说明在氢氧化钠活化过程中也能降低纤维素的结晶度,有助于纤维素在离子液体中的溶解。     

脱脂棉在离子液体中的溶解性能研究

有效地合成了离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯代盐([Amim]Cl),并探讨了脱脂棉纤维素在该离子液体中的溶解性能。测定了原、再生纤维素的聚合度,结果表明溶解前后纤维素的聚合度发生了很大变化,随着溶解温度的提高、时间的延长,再生纤维素聚合度降低;采用红外光谱、X-射线衍射及热重分析等手段对脱脂棉纤维素在离子液体[Amim]Cl中溶解和再生前后的结构变化进行了分析。结果表明,脱脂棉纤维素可直接溶解于离子液体[Amim]Cl而不发生其它衍生化反应。再生纤维素较原纤维素结晶状态由纤维素I转变为纤维素Ⅱ,再生后纤维素热分解温度降低,热稳定性略有下降。     

凝固浴温度对有机溶剂法再生竹纤维素纤维结构与性能的影响

以竹纤维素浆粕为原料,以NMMO(N-甲基吗啉-N-氧化物)水溶液为溶剂制得了纺丝原液.在不同的凝固浴温度条件下,制备了各种再生竹纤维素纤维,并对其结晶、取向、力学性能和染色性能等进行了研究.实验结果表明:在较低的凝固浴温度下纺制得到的再生竹纤维素纤维的性能较好.     

改性棉秆皮微晶纤维素纤维的制备及其吸附性能

利用马来酸酐对自制棉秆皮微晶纤维素进行接枝改性,再利用二甲基亚砜(DMSO)和1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIm]Cl)将改性棉秆皮微晶纤维素溶解成纺丝液进行湿法纺丝。使用红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)等仪器对纤维结构和性能进行表征。探讨了DMSO添加量(与改性棉秆皮微晶纤维素[BMIm]Cl溶解体系的质量比值)和凝固时间对纤维吸附性能和力学性能的影响,以及吸附时间、染液质量浓度、温度、pH对纤维吸附亚甲基蓝的影响,并运用吸附动力学模型和吸附等温线模型对吸附数据进行模拟。结果表明:在DMSO添加量为1.00、凝固时间为120 s条件下制备的改性棉秆皮微晶纤维素纤维对亚甲基蓝的吸附量为159.11 mg/g、断裂强力为30.37 cN,吸附方程符合Ho准二级动力学模型和Freundlich吸附等温线模型。     

纤维素/PVA再生纤维静电纺丝影响因素

以废旧涤棉混纺面料为原料,采用离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([Amim]Cl)对含棉成分进行溶解回收,将得到的纤维素粉末与聚乙烯醇(PVA)、氯化钠(NaCl)配成纺丝液,用静电纺丝法制备出纳米纤维素纤维。通过发射扫描电镜进行观察并分析,研究接收板距离、推进压力、NaCl用量对纺丝效果的影响。结果表明:随着接收距离、NaCl用量的增加,纤维直径明显减小;随着推进压力的增大,纤维直径明显增大。     

离子液体法纤维素薄膜的制备及性能的研究

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)为溶剂,溶解棉浆粕得到均匀透明的纤维素溶液,采用湿法工艺制备纤维素薄膜,并研究了凝固浴浓度对纤维素薄膜微孔结构和力学性能的影响。结果表明,选用质量分数为20%的离子液体水溶液作凝固浴可得到具有一定强度的均匀透明的纤维素薄膜。     

1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐溶剂小间隙干湿纺纤维素纤维的结构与性能

通过1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐（[EMIM]Ac）溶剂小间隙下的干湿法纺丝,制备了不同间隙和拉伸速度条件下的纤维素纤维;采用密度梯度法、压汞法、广角X射线衍射（WXRD）、双折射、纤度强伸联用仪和湿摩擦等方法,对纤维素纤维的结构与机械性能进行了表征。结果表明：采用密度法测量纤维素纤维的密度和结晶度准确性高,采用WXRD法测量的结晶度常适用于相对比较;所得纤维结构致密;在微小间隙纺丝条件下,增加间隙有利于原液细流内应力的松弛,适当提高牵伸速率,有利于纤维结晶度、取向度的提高,所得纤维的物理机械性能较好。     

Micron- and nano-cellulose fiber regenerated from ionic liquids

In this research, two types of ionic liquid, 1-butyl-3-methylimidazolium chloride (BMIMCl) and ionic liquid 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate (EMIMAc), were used as recyclable solvents for dissolving raw cellulose in the spinning of micron- and nano-scale regenerated cellulose fiber. The approach for preparing the cellulose solution using these ionic liquids is described. A comparative study was also conducted on cellulose solubility, the spinning method, and cellulose fiber properties produced with each solvent. The experimental fibers are characterized in terms of fiber diameter, strength, thermal property, crystallinity, and content of solvent residual, using tensile test, thermogravimetric analysis, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, and mass spectrometry. The study concluded that there was a significant difference in the tensile strength, but not in the elongation and modulus of the fibers regenerated from BMIMCl and EMIMAc. For crystal size, crystal orientation, and crystallinaty index, the BMIMCl-generated fiber had higher values than the EMIMAc-regenerated fiber. For the thermal property, EMIMAc fiber was more stable at higher temperatures than BMIMCl fiber. It was also revealed that the EMIMAc fiber had significantly less solvent residual content than the BMIMCl fiber.     

纤维素/离子液体溶液流变行为的研究

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（[BMIM]Cl）为溶剂,制备了不同质量分数的纤维素/[BMIM]Cl溶液,利用ARES-RFS旋转流变仪研究了溶液的稳态流变行为,讨论了剪切速率、温度和纤维素含量等因素对溶液粘度和非牛顿指数的影响。结果表明：纤维素/[BMIM]Cl溶液属于非牛顿假塑性流体,呈现切力变稀行为;溶液的表观黏度随着剪切速率的升高而降低;随着温度的升高,溶液的结构黏度下降,而非牛顿指数增加;纤维素含量的增加可使溶液的结构黏度、零切黏度和黏流活化能增大,使非牛顿指数降低。     

新型抗菌除臭再生纤维素纤维性能的研究

为了使再生纤维素纤维具备抗菌除臭功能,通过共混法将绿茶提取物水溶液和咖啡炭粉末水化液按照一定配比添加到再生纤维素纤维纺丝原液中,利用湿法纺丝工艺制备出新型抗菌除臭再生纤维素纤维,测试其基本性能以及抗菌、除臭功能.结果表明:与普通再生纤维素纤维相比,其纵向结构未发生明显变化,断裂强力、初始模量、断裂功减小,断裂伸长率略有...     

基于N-甲基吗啉-N-氧化物溶剂制备聚芳砜酰胺/纤维素阻燃纤维

为制备兼具阻燃和吸湿性能的纤维,采用N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)水溶液为共溶剂,分别将纤维素(cellulose)和聚芳砜酰胺(PSA)溶解后进行共混制备纺丝液,通过干喷湿法纺丝制备PSA/cellulose共混纤维,并对纺丝液及共混纤维的结构和性能进行表征与分析。结果表明:NMMO对PSA具有良好的溶解性能,纺丝液均质、稳定,制备的共混纤维呈现出PSA富集于纤维表层的类皮-芯结构;PSA/cellulose纤维具有良好的阻燃性能、吸湿性能和力学性能,当纤维素质量分数达到30%时,共混纤维仍可达到阻燃纤维标准,其断裂强度为2.08 cN/dtex,无需后道牵伸处理就能达到较高的强度,此时PSA/cellulose纤维的回潮率提高为8%,具有良好的可染性。     

新型再生纤维素纤维的性能对比与鉴别

介绍了再生纤维素纤维的发展历程。对传统型与新型再生纤维素纤维的结构、性能进行了对比分析。对常用再生纤维素纤维的鉴别方法进行了试验研究，再生纤维素纤维最有效的鉴别方法为溶解法，显微镜观察法与药品着色法也各有一定优势，常用的燃烧法较难发挥作用。     

超高相对分子质量纤维素对Lyocell纺丝性能的影响

在常规相对分子质量的纤维素(DP=722)中加入少量超高相对分子质量的纤维素(DP≈10 000)并以此为原料,以N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)水溶液为溶剂,采用Lyocell工艺进行纺丝。结果发现:添加超高相对分子质量的纤维素并未能有效地提高所得纤维的强度和模量。对纺丝过程中不同位置纺丝原液的流变性能和纤维素相对分子质量及其分布进行分析,结果进一步表明超高相对分子质量纤维素的添加,虽能得到溶解均匀的纺丝原液,但该纺丝原液在纺丝压力下通过过滤层及组件时易产生流动性分层现象,导致所得Lyocell纤维的力学性能无明显改善。     

纤维素/碳纳米管复合纤维的制备及其功能化应用

针对导电材料填充纤维素复合纤维的强度与导电性能难以兼顾的问题,利用羧基改性碳纳米管能较好地分散在水中,以及低温(-10℃)条件下氢氧化钠/尿素溶液能较好地溶解纤维素这个特性,制备了纤维素/碳纳米管复合纺丝液,然后通过湿法纺丝制备了含有不同质量分数碳纳米管的复合纤维,对复合纤维的微观结构、力学性能以及电学性能进行表征。结果表明：由于纤维素与碳纳米管之间的强相互作用以及碳纳米管的取向,使复合纤维具有良好的力学性能和导电性能,当碳纳米管质量分数为20%时,复合纤维的断裂强度为165 MPa,电阻为3 kΩ;当电压升高到30 V时,复合纤维的温度在15 s内可上升到62.3℃,且吹气和浸入水中都能产生规律的电阻变化。