中空电极板对狭缝式聚合物熔体微分电纺的影响

研究了电极板中空结构对熔体微分电纺过程的影响,探讨了中空宽度对射流数量、射流间距、纤维直径及均匀性的影响.结果表明:电极板采用中空结构时纺丝模头上所产生的射流数量多于实心电极板,且可有效提高电场击穿电压,验证了中空结构的可行性;电极板采用中空结构后,纤维平均直径及直径均匀性均有明显提高,但随着中空宽度继续增加,射流数量...     

熔体微分电纺聚丙烯复合纤维的工艺及成孔性研究

利用自制熔体微分静电纺丝装置探索聚丙烯(PP)分别与纳米碳酸钙(Ca CO3)、固体石蜡、混合无机盐3种不同共混体系的熔体电纺复合纤维的纺丝工艺,并利用后处理方法除去上述3种成孔剂,得到了表面粗糙并带有微孔的PP纤维。试验表明:在一定条件下,3种复合纤维均可由熔体微分电纺法制备,纤维平均直径分别为8.22、8.67和6.08μm,均小于纯PP纤维的12.10μm,纤维直径不随熔融指数增大而减小;气流辅助可以增加泰勒锥根数,当泰勒锥根数达到一定程度时,有助于射流的稳定和纤维的细化。3种复合纤维均可由后处理方法得到表面粗糙并带有微孔的结构:除去Ca CO3的纤维微孔大小不一,分布不均;除去固体石蜡的纤维表面粗糙,有条状和块状凹痕;除去无机盐的纤维微孔相对较小,分布较均匀。与纯PP纤维相比,3种复合纤维的直径更细,表面更粗糙,可以起到增强材料的亲水性(或疏水性)的作用。     

气流辅助聚合物熔体微分电纺流道优化设计

为进一步降低熔体微分电纺的纤维直径,使其达到纳米尺度,在现有直线狭缝电纺喷头的基础上设计了可以使高速气流汇聚的“V”形风道,通过高速气流对熔体微分射流进行二次牵伸细化。采用实验研究和数值模拟相结合的方法,以射流间距和喷头端电场强度为指标,研究了“V”形风道结构、材质对电纺微分射流的影响。研究结果表明,风道结构会不可避免地削弱喷头端的电场强度、降低射流的效率。增加风刀与喷头尖端的头端凸出量以及采用不导电的聚醚醚酮作为风刀材质都可以有效地降低风刀对射流效率的影响,而风道的宽度对喷头端电场强度影响不大。在优化的风刀结构和材质的基础上,成功制备了平均直径为825 nm的熔体电纺超细纤维。研究证实在气流辅助牵伸的作用下,直线狭缝电纺能够实现熔体电纺超细纤维的批量制备。     

射流电沉积工艺参数对沉积层形貌的影响

射流电沉积技术具有特殊的定域性和材料特性,可用于机械零件修复,但沉积层的均匀性和质量需要改善。研究了电解液喷射流速、电流密度、沉积层数等对沉积层形貌的影响。结果表明:喷射流速在1~10m/s范围内,随着喷射流速的增大,沉积层的表面质量逐渐改善;电流密度在100~600A/dm2范围内,随着电流密度的增大,沉积层形貌逐渐恶化,产生析氢副反应;沉积层数在400~1 600层范围内,沉积层的表面质量随层数的增加而逐渐恶化。得到了一系列的优化参数,有助于改善沉积层的质量。     

熔体微分静电纺PBAT纤维膜的制备工艺研究

探究了聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）熔体静电纺性能,并研究了熔体微分静电纺工艺参数与PBAT纤维性能之间的关系。结果表明,随着纺丝温度的升高,纤维直径减小,纤维直径分布呈先减小后增大的趋势;随着纺丝电压的升高,纤维直径减小且分布均匀,纤维膜力学性能逐渐提高;当纺丝距离为9 cm,纺丝温度为260 ℃,纺丝电压为45 kV时,制备的纤维细度及均匀度最佳,其直径为4.31 μm,直径分布标准差为0.76,纤维膜拉伸强度为9.9 MPa、断裂伸长率为111.2 %。     

熔体电纺聚乳酸可控结构成型工艺初探

采用自主设计的实验装置,在三维可控运动辅助下利用熔体静电纺丝技术,制备了有序聚乳酸纤维。研究了喷头运动速度、电压、接收距离及进料速度对电纺纤维直径和沉积特点的影响。结果表明,随着喷头速度、电压的增加,以及电压与接收距离同时增加,纤维直径相应减小;随着进料速度、接收距离的增加,纤维直径增大;且当喷头运动速度为1 000 mm/min,电压2 k V,接收距离10 mm,进料螺杆速度20 r/min时,纤维可控沉积性最佳。获得连续均一的二维拓扑网格结构。     

熔体微分电纺PLA/ATBC纳米纤维膜吸油性能

静电纺丝制备的纳米纤维孔隙率高、吸附能力强,可用于高效地处理化工行业油污染问题。聚乳酸（PLA）作为生物可降解材料,来源广泛且不会造成二次污染,具有广阔的应用前景。本文利用自制的熔体微分电纺装置,制备了PLA/乙酰基柠檬酸三丁酯（ATBC）纤维膜,探究了物料性质和增塑剂ATBC含量对PLA纤维形貌及吸油性能的影响,并获得了最佳的纺丝温度和ATBC含量。研究表明,在纺丝温度为240℃、ATBC质量分数为10%时制备的纤维直径为320nm。该纤维膜水接触角为145°,表现出良好的疏水性能,吸油倍率为138.4g/g,是市售PP无纺布吸油性能的4～5倍,保油倍率为85.8g/g。重复吸/放油5次循环后,纤维膜仍具有良好的强度而未发生断裂且可继续进行吸油,重复使用性能较好,可被应用于化工行业油污染处理。     

狭缝小间距射流冲击移动高温平板的传热特性

利用COMSOL软件模拟研究了单狭缝射流对高温运动板的稳态传热特性。研究结果显示,当射流-板间距H/W在0.2—2区间变化、板速-喷嘴射流速度比R_(sj)(s为目标板,j为射流)在0—1区间变化时,小间距射流通过抑制次级涡,在运动板边界层形成高速贴壁射流以输运热质。观察到小间距时局部努塞尔数曲线的次级峰,其在运动板下游的传热增强显著。随着H/W的增大,R_(sj)严重影响局部努塞尔数曲线峰的位置和数量。此外,在层流和湍流对比中,其传热差异明显。且在高速湍流中,H/W≤0.4时的传热效果显著。     

熔体直纺PET-FDY工艺影响因素的研究

探讨了熔体黏度、端羧基值、熔体输送温度、压力降、停留时间、纺丝温度、吹风冷却及拉伸工艺对熔体直纺PET-FDY生产工艺的影响。     

熔体直纺工艺中粘度波动对长丝质量的影响

讨论了熔体粘度波动时熔体的可纺性、POY的物性指标及后加工性能、DTY的质量指标及其染色等情况。结果表明;熔体粘度偏低时,前纺飘丝断头增多,后纺伸头困难,POY和DTY的强度降低、伸长度增大,DTY有较多的点状僵丝,袜带吸色较深且有较多的色斑点;熔体粘度偏高时,熔体泵前压力偏低,后加工张力高,纸筒管易于破裂。POY和DTY纤度偏小,强度增大,伸长度减小,各种不匀增大,袜带吸色较浅且较为均匀。初步确定熔体粘度的波动范围应控制在1.615—1.650.     

熔体微分静电纺丝法制备聚丙烯共混超细亲水纤维

利用自制熔体微分静电纺丝装置,将聚丙烯(PP)与3种亲水改性剂——纳米碳酸钙、十二烷基苯磺酸钠和亚雷森7008进行共混,成功制备了PP共混超细亲水纤维,并对纤维的亲水性能进行测试。结果表明:制备的纤维的直径主要集中在2~6μm,有效产量约为9 g/h;亚雷森7008的亲水改性效果最好,当亚雷森7008质量分数为5%时,单位质量共混纤维的吸水率为1269%,输水速率为3.48g/(min?g);随着改性剂含量的增加,纤维直径先增大后减小,芯吸高度增加,亲水改性效果更好。     

静电纺间位芳纶纳米纤维的制备工艺参数

通过静电纺丝方法,将氯化锂/N,N–二甲基乙酰胺(Li Cl/DMAc)溶解间位芳纶(PMIA)制备了PMIA纳米纤维,探索了溶液浓度、接收距离、纺丝电压及接收速度等工艺参数对纤维形貌及其直径分布的影响。通过扫描电子显微镜观察了PMIA纳米纤维形貌及应用Image-J软件测量统计了PMIA纤维直径。结果表明,溶液浓度为8%~10%、纺丝电压为16~18 k V、接收距离为15~20 cm,接收速度60~80 r/min的范围内,间位芳纶纳米纤维成型良好,直径分布范围为100~120 nm;PMIA纳米纤维直径随着溶液浓度的减小、静电电压的增加而减小,随着接收速度的增加纤维取向增加。     

醋酸纤维素的熔体静电纺丝

静电纺丝是一种利用聚合物溶液或熔体在强电场作用下形成喷射流,制备连续纳米纤维的工艺。熔体法静电纺丝技术不使用溶剂,绿色环保。探索了改性醋酸纤维素(CA)的熔体静电纺丝技术,考察了不同纺丝条件如纺丝温度和纺丝电压对纤维直径的影响,并通过MFR测试、纺丝纤维XRD表征、SEM分析表征了不同纺丝实验条件下制备纤维的性能,得出醋酸纤维素在熔体温度为190℃,纺丝距离为14 cm,纺丝电压为63 k V时获得的纤维直径最小。     

熔体电纺制备超细亲水纤维及其亲水性能研究

采用不同比例亲水性添加剂与聚丙烯混合,利用熔体微分静电纺丝技术制得了亲水纤维,并分别测量了纤维的芯吸高度、吸水倍率和输水速率3个指标,利用SEM观察纤维形貌特征与表面结构。试验表明:相同电压下,随着亲水改性剂含量的增加,纤维的吸水倍率先增大后减小,最高可达到27倍;纤维的芯吸高度先增大后减小,最高约为4.5 cm;输水速率总体上呈减小趋势。而在相同亲水改性剂含量下,随着电压增大,纤维吸水倍率及芯吸高度逐渐增大,输水速率逐渐减小;输水速率最大值为12.07 g/(min·g)。     

基于超临界CO2制备熔体微分静电纺聚丙烯纤维

通过密封的压力容器将聚丙烯（PP）和超临界CO2混合,形成气固均相体系,采用熔体微分静电纺丝法制备PP和超临界CO2均相体系纤维;研究超临界CO2混合以及混合后形成的均相体系进行升温处理对制备纤维的影响。结果表明,纯PP、PP和超临界CO2混合后形成的均相体系以及对均相体系升温处理后,制备的纤维平均直径分别为12.8、8.02、5.08 μm;PP和超临界CO2混合后,聚合物的黏度得到降低;PP和超临界CO2混合后,制备的纤维结晶度得到降低。