负离子功能聚酯短纤维的制备及表征

利用共聚法将负离子添加剂添加到聚对苯二甲酸与乙二醇聚合的过程中,制成负离子聚酯切片,再进行熔融纺丝制备功能性负离子纤维。将功能性负离子远红外阻燃聚酯切片直接熔融纺丝制备了纤维,通过工艺参数的调整,制备了1.56dtex的负离子远红外阻燃聚酯纤维。结果表明,纤维的静态负离子释放量为23个/cm~3;纤维的远红外法向全发射率为0.88,由该纤维制成的絮片极限氧指数为30%,由该纤维制成的无纺布的极限氧指数为36.8%。     

纳米Ag-聚乙烯醇缩丁醛静电纺丝复合纳米纤维的制备及性能

采用静电纺丝技术制备纳米Ag-聚乙烯醇缩丁醛（PVB）复合纳米纤维,获得一类过滤性能和抗菌性能优异的空气过滤材料。采用TEM分析纳米Ag的形貌,采用SEM、FTIR和XRD等表征手段研究纳米Ag-PVB复合纳米纤维的微观形貌、化学结构以及结晶行为,并对其空气过滤性能、透气性能和抗菌性能进行了研究。结果表明：以乙醇为溶剂,当PVB含量为10wt%、纳米Ag含量为0.25wt%时,得到的纤维尺寸均一,平均直径为542.14 nm。性能测试结果表明,纺丝最佳时间为10 min,纳米Ag-PVB复合纳米纤维对PM2.5过滤效率为99.99%,过滤阻力为16 Pa,透气率为155.0 mm/s,并且对大肠杆菌表现出优异的抗菌性能,其抑菌率为95.52%。     

负载脂肪酸酯的定形相变复合纤维的制备与性能研究

以单硬脂酸甘油酯(GMS)为固液相变材料,以聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维为支撑材料,通过静电纺丝方法成功制备了新型的GMS/PET定形相变复合纤维。FE-SEM观察显示随着定形相变复合纤维中GMS含量的增加,纤维直径逐渐增大且直径分布更广,纤维交叉点之间也出现粘连。XRD分析结果表明,静电纺丝过程中GMS和PET纤维基体能够很好地结合,由于PET纤维基体的支撑保护作用阻碍了GMS的结晶,导致结晶度下降。DSC分析结果表明,静电纺GMS/PET定形相变复合纤维是一种相变过程完全可逆的储能材料,其相变焓值随着纤维中GMS含量的增加而逐渐增大,相变焓效率85%。在DSC热循环测试过程中定形相变复合纤维的相变温度和相变焓值几乎没有变化,表明了该材料具有良好的热循环稳定性。     

聚对苯二甲酸乙二醇酯纳米纤维膜/涤纶针刺毡过滤复合材料的制备及性能

利用静电纺丝技术制备了不同纺丝时间的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）纳米纤维膜,将PET纳米纤维膜、热熔型胶膜及涤纶针刺毡通过热处理复合,制备了三明治结构的PET纳米纤维膜/涤纶针刺毡过滤复合材料,利用SEM分析了PET纳米纤维膜形貌,通过TGA确定了PET纳米纤维膜的热处理条件,对不同纺丝时间的PET纳米纤维膜/涤纶针刺毡过滤复合材料透气性能、过滤性能进行了研究。结果表明:纺丝液浓度为18%,纺丝电压为15 kV,接收距离为21 cm,环境温度为13℃,环境湿度为20%条件下得到的PET纳米纤维膜纤维平均直径为514.95 nm;PET纳米纤维膜与涤纶针刺毡的复合温度为115℃;随纺丝时间的增加,PET纳米纤维膜的密度增加,PET纳米纤维膜/涤纶针刺毡过滤复合材料对颗粒物的过滤效率增大,透气性下降,当密度为3.86 g/m2时,PET纳米纤维膜/涤纶针刺毡过滤复合材料的过滤性能最优,其品质因子Q_F明显优于常规涤纶针刺毡,对1 μm以下颗粒物的过滤效率均高于93%,效率提高了58%以上,表现出优异的过滤性能。      

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。      

MES/PET定型相变复合纤维的形貌结构及性能分析

通过制备硬脂酸甲酯/聚对苯二甲酸乙二酯(MES/PET)定型相变复合纤维,研究了MES固-液相变材料和PET支撑材料在定型相变复合纤维中的分布结构。结果表明在静电纺丝过程中MES组分作为分散相被随机地分散在PET纤维基体的连续相中,其在PET纤维中的最大负载量为50wt.%;复合纤维中的MES分子与PET分子之间没有发生化学反应,二者具有良好的相容性;MES/PET定型相变复合纤维的融化和结晶温度分别为39.84℃和27.96℃,融化和结晶焓值达到90.43kJ/kg和88.03kJ/kg;由于PET基体比MES分子具有更好的热稳定性,将PET纤维作为MES固液相变材料的支撑材料,有利于改善定型相变复合纤维的热稳定性;随着MES含量的增加,定型相变复合纤维膜呈现脆性断裂特征,其拉伸断裂强度增加。     

TiO2/聚乳酸复合纳米纤维膜的制备及其抗菌性能

采用静电纺丝技术,分别制备了纯聚乳酸(PLA)纳米纤维膜和不同TiO2含量的TiO2/PLA复合纳米纤维膜。利用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱和电子万能试验机分别对复合纳米纤维膜进行了形貌表征、成分分析和力学性能测试,用改良的振荡烧瓶法测试了复合纳米膜的抗菌性能。结果表明:随TiO2含量的增加,纤维直径减小而CV值和表面颗粒尺寸有所增加;复合纳米纤维膜中含有TiO2成分,证明TiO2与聚乳酸能够物理复合;添加适量的TiO2能够提高纳米纤维膜的断裂强度;在光催化条件下,TiO2/PLA复合纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌表现出良好的抗菌性能,当TiO2含量为1%时,对两种菌的抑菌率分别达到92.9%和92.2%。     

电气石/壳聚糖复合纤维制备与表征

以壳聚糖为基体,电气石为分散相,采用溶液纺丝法制备电气石/壳聚糖复合纤维。通过光学显微镜、SEM、XRD、IR、远红外发射率、接触角和吸液保液性等测试方法对复合纤维进行了分析和表征。结果显示,电气石颗粒在复合纤维中分散均匀且被壳聚糖包裹,纤维表面无裸露电气石;电气石降低了壳聚糖分子链排列的有序性和复合纤维中壳聚糖的结晶度;复合纤维中1552cm-1处红外峰增强;电气石和壳聚糖质量比为0.1、0.2和0.5的复合纤维远红外发射率分别达到0.919、0.900和0.921。     

壳聚糖/聚乳酸复合纳米纤维的制备及抗菌性能研究

采用静电纺丝技术制备聚乳酸(PLA)质量分数为8%的纳米纤维及壳聚糖(CS)与聚乳酸(PLA)质量比为1/5、1/10、1/15、1/20、1/40的复合纳米纤维。借助扫描电子显微镜(SEM)观察和红外光谱(FT-IR)分析,并利用振荡烧瓶法测试抗菌性能。结果表明:CS的含量对纳米纤维的形态影响很大,且PLA与CS能很好地复合;复合纳米纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有良好的抗菌作用,当CS与PLA质量比大于1/10时,对2种菌的抑菌率达90%以上。     

电纺制备聚丙烯腈/氮化硼杂化复合纤维及其结构、性能研究

针对聚合物材料导热性差的问题,为了改善聚合物填充复合材料的导热和吸附等性能,以聚丙烯腈和氮化硼为原料,利用静电纺丝方法制备了聚丙烯腈/氮化硼(PAN/BN)有机无机杂化复合纤维。采用扫描电镜、热分析、红外光谱、X射线衍射仪、激光导热仪和比表面积及孔隙度分析仪对复合纤维进行了结构和性能表征。实验通过改变聚丙烯腈和氮化硼在纺丝溶液中的质量比,研究了纤维中不同氮化硼含量对复合纤维形态、结构和性能的影响。结果表明,通过静电纺丝能够把氮化硼包覆并均匀分散在聚丙烯腈聚合物中,可有效改善聚合物的导热和吸附性能。随着纤维中氮化硼含量的增加,材料的热导率增加,当BN质量分数为54.5%时,纺制得到的PAN/BN杂化复合纤维的热导率最高达到3.977 W/(m·K),比热导率为0.048 W/(m·K)的纯PAN纤维高82.8倍左右。     

Melting of embedded Pb nanoparticles monitored using high-temperature in situ XRD

Nanometer-sized Pb particles were embedded in Al matrices using ball-milling and melt-spinning techniques. The melting behavior of embedded Pb particles was monitored using high-temperature in situ X-ray diffraction (XRD) around the equilibrium melting temperature of Pb. Pb particles in ball-milled samples formed incoherent interfaces with Al and melted at temperatures below its equilibrium melting point, whereas those with coherent interfaces produced by melt spinning could be much superheated. In both cases, analysis of XRD data indicated that melting took place when the root-mean-square displacement of Pb atoms reached about 10% of their nearest-neighbor atomic distance, suggesting the applicability of the Lindemann melting criterion to nanocrystals. The atomic vibration amplitudes and characteristic Debye temperature of the embedded Pb particles have also been deduced from XRD data and found to vary with their interfacial structures, which is suggested to be the intrinsic reason for the influence of interface on melting.     

Y2O3溶胶复合薄膜的抗近红外/紫外性能研究

以表面具有螯合官能团的高分子材料Poly(BA-co-GMA-IDA)为高分子液体模板,制备了Y2O3功能性溶胶复合薄膜.测试结果显示,Y2O3功能性混和溶胶薄膜具有优异的抗近红外/紫外性能,其薄膜对320nm以下的中短紫外光阻隔率＞97%(300nm以后可完全隔绝紫外),对320～380nm的长波紫外线的阻隔率也＞60%;近红外阻隔率可以达到70%以上.以高分子模板制备复合薄膜的抗近红外/紫外性能明显优于未用高分子模板制备的同类型薄膜.     

超疏水高疏油铝滤网的制备及其耐腐蚀性能

目前针对抽油烟机铝滤网的黏附油烟及腐蚀性问题等研究较少。利用Fe Cl3溶液刻蚀并沸水处理铝滤网,并采用十七氟癸基三甲氧基硅烷对其表面进行改性,制备出具有超疏水高疏油表面的铝滤网。利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪对滤网的表面形貌和成分进行了分析,用接触角测量仪对试样的润湿性能进行了测量,用电化学工作站对试样的耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,在铝滤网表面制备出了微纳米复合结构,对去离子水、丙三醇、二甘醇、大豆油的接触角分别达151. 00°、148. 00°、143. 00°、140.75°,对去离子水、丙三醇、大豆油的滚动角分别为1°、5°、15°,处理后的铝滤网在自然环境和高温环境中具有优异的稳定性,电化学测试表明其具有更好的耐腐蚀性能,在3.5%Na Cl溶液中的缓蚀率达85.8%。     

低红外发射率涂层的力学性能研究

以铝粉为主要填料,以环氧改性有机硅树脂为粘合剂,制备了发射率低至0.10的环氧有机硅低红外发射率涂层.研究了分散剂、滑石粉和固化温度对涂层力学性能的影响,并对其在涂料中的作用机理进行了探讨.结果表明,当滑石粉的质量加入量为2%、分散剂的加入量为2%、热处理温度为200°C时,制得的涂层能在保持低红外发射率的同时具有最佳的力学性能.     

锗掺杂二氧化钛薄膜的溶胶凝胶法制备和性能研究

二氧化钛是一种无毒、廉价、稳定的半导体材料,被广泛用作光电化学太阳能电池的电极材料,适当掺杂可以增强其光电性能.以钛酸丁酯和四正丁氧基锗烷为主要原料,采用溶胶-凝胶提拉涂膜法制备了Ge掺杂的TiO_2薄膜.通过X射线衍射、扫描电镜、紫外-可见吸收光谱、电流-电压曲线等测试手段研究了薄膜的结晶性能、微观结构和光电性能随Ge掺杂量的变化规律.结果表明,Ge掺杂量x=0.10时,形成Ti_(1-x)Ge_xO_2固溶体,x=0.15时,形成非晶态.掺锗后薄膜表面颗粒密度增大,薄膜比较致密.随着Ge掺杂量的增加,吸收光谱吸收边蓝移,光电化学性能也得到一定提高.在Ge掺杂量为0.05时,光电流达到最大值17A/m~2.同时,研究了锗掺杂对光电流的影响.     

纳米TiO_2/SiO_2复合食品抗菌材料

以水玻璃和Ti(SO4 ) 2 为原料 ,制备出了多孔的纳米TiO2 /SiO2 复合粒子。在后处理过程中 ,利用无机包覆剂溶解度随温度的变化 ,在复合粒子表面包覆了一层无机结晶膜。经热处理除去包覆剂后 ,得到了以单分散纳米复合粒子组成的复合微粉。对复合微粉进行比表面和孔容测试 ,并运用XRD和TEM进行了表征。发现TiO2 以 12 6nm的纳米晶粒的形式被多孔的SiO2 包覆 ,所形成的复合粒子则约为2 0nm。为了了解复合微粒的灭菌效果 ,运用纳米TiO2 和复合粉末对 4种保健食品进行对照灭菌实验。两个月以后 ,测得含复合微粒的样品中的菌落总数为 5 0～ 12 0个 / g ,是相应保健食品企业标准许可菌落数的 0 2 5 %～ 0 .7% ,为相应空白样和纳米TiO2 粉样品菌落数的 0 .5 2 %～ 0 .97%和33 .3%～ 83 .3 %     

抗菌聚丙烯板的制备与性能

目的 制备一种具有抗菌性能的聚丙烯塑料板.方法 以乙酸铜(Cu(CH3COO)2·H2O)和乙酸锌(Zn(CH3COO)2·2H2O)为原料,通过固相反应,生成铜(Cu)接枝在纳米氧化锌(ZnO)上制成Cu/ZnO无机抗菌材料.将抗菌材料与聚丙烯粒料共混、造粒和模压成型制得抗菌聚丙烯板.对Cu/ZnO无机抗菌材料和抗菌聚丙烯板进行扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、电感耦合等离子体质谱(ICP)、抗菌实验和拉伸、弯曲强度测试,对材料的化学组成、结晶性、抗菌性、力学性能和安全性能进行表征分析.结果 采用抗菌母粒法制备的抗菌聚丙烯板,将抗菌剂分散均匀,抗菌剂的加入没有改变聚丙烯的化学结构.由于界面作用的存在,聚丙烯结晶温度升高,对熔融温度影响不大.力学性能测试表明,抗菌剂的加入使得聚丙烯板拉伸强度略有下降,弯曲强度呈现先上升后下降趋势;当抗菌剂质量分数为4％时,抗菌聚丙烯板具有最佳力学强度,且在此浓度下,抗菌聚丙烯对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌率均达到99.99％.金属离子在发挥抗菌作用时,迁移量远远低于欧盟规定允许的最大迁移量.结论 将通过固相反应制备的无机抗菌剂添加至聚丙烯粒料中制成抗菌聚丙烯板,将其进一步加工制成的果蔬周转箱可以有效减少箱体在运输中受到污染,如自身发霉长菌等现象,证明该材料具备食品包装的安全性.     

Fabrication of conductive network formed by polyaniline-ZnO composite on fabric surfaces

A conductive network consisting of polyaniline (PANI) and PANI/nm-ZnO immobilized on the surfaces of poly(ethylene terephthalate) (PET) fabrics was synthesized by a route involving a wet-chemical technique and in-situ chemical oxidative polymerization procedures. Morphological, structural, thermal and electrical properties of the PET fabrics modified with PANI-ZnO composites were analyzed. X-ray diffraction (XRD) measurements of the composites revealed that the crystal structure of incorporated ZnO undergone a weak distortion during the polymerization reaction and the XRD pattern of PANI was predominate. Attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopic studies indicated the presence of interaction between ZnO nanorods and molecular chains of PANI in the ZnO/PANI layers. Field emission scanning electron microscope images implied the thin composite layers showed a submicro-sized rod like network and the homogeneous distribution on the substrates. Thermogravimetric studies exhibited that the PET-ZnO/PANI composite had a higher thermal stability than anyone of PET and PET-PANI. The surface resistance of ZnO/PANI conductive films was found to be smaller than the PANI film, which was declined as aniline concentration in adsorption bath increased and reached a relatively low value when Zn(NO₃)₂ concentration was at 0.03 mol/L in the precursor solution.     

含氟气湿反转剂的合成与表征

采用乳液聚合的方法合成了含氟丙烯酸酯聚合物乳液。红外光谱(FT-IR)对其结构进行分析,发现所有单体参与了反应,产物呈现共聚物结构。接触角测量结果显示,增加含氟单体的含量或应用含氟烷基侧链长的含氟单体合成聚合物,其产生的疏水性较强。含氟丙烯酸酯聚合物处理岩心后,蒸馏水、油田污水、十六烷、原油的接触角分别由2.52°、10.62°、2.2°和35.35°增加到139.79°、122.31°、65.46°和85.68°,表明岩心表面的润湿性由强液湿转变为气湿。毛细管上升实验结果表明,聚合物可以使气/水体系和油/气体系中的接触角分别由60°和32.86°增加到118.36°和76.11°。因此,合成的聚合物可以使毛细管的润湿性发生气湿反转。     

抗静电PET/ATO纤维的制备及材料的性能

采用原位聚合的方法制备了抗静电涤纶(PET)/锑掺杂二氧化锡(ATO)纳米复合材料。结果显示,ATO在PET中分散良好,团聚体尺寸小于200 nm;加入ATO没有影响PET的流动曲线类型,随着ATO含量的增加,在相同的剪切频率下,熔体黏度均呈先增加后减小的趋势;加入ATO提高了材料的热性能,利于熔融纺丝。采用熔融纺丝法制备了抗静电纳米复合纤维。ATO含量为1.0%(质量分数,下同)时纤维的比电阻由2.7×1013Ω.cm下降到4.9×108Ω.cm。抗静电纤维的渗滤阈值为1.05%,低于传统抗静电填料。