基于液态金属的可拉伸导电织物制备及性能

为了制备性能优异的导电非织造布,以聚氨酯非织造布为原料,利用水性聚氨酯(WPU)对聚氨酯非织造布进行改性整理,采用模板涂覆法将液态金属(LM)涂覆到经WPU整理的聚氨酯非织造布上,最后采用WPU封装得到可拉伸的导电织物。通过扫描电子显微镜、接触角测试仪、傅里叶红外分析、电加热试验和电磁屏蔽测试研究了LM导电织物的结构及性能。结果表明：经过WPU处理的聚氨酯非织造布的接触角从107.7°下降到71.6°,力学性能变化不大;3 mm宽的LM导电织物电阻达到0.35Ω,在100%伸长下电阻变化小于10%,在50%形变下拉伸循环200次电阻的相对变化小于6%;将其作为电加热织物时,在0.36 V电压下的最高温度可达63.5℃;另外,LM导电织物还具有优异的电磁屏蔽效果,即使在拉伸状态下,织物的电磁屏蔽效能最高可达69.98 dB。     

聚氨酯基碳纳米管-液态金属导电纤维的制备及其性能

为改善碳纳米管(CNT)作为导电填料弹性性能不足的问题,以CNT和液态金属(LM)为导电填料,热塑性聚氨酯(TPU)为基体,选用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂,去离子水为凝固浴,通过湿法纺丝制备了CNT/LM/TPU导电纤维,并研究了LM和CNT 2种导电填料对纤维结构和性能的影响。结果表明:当导电填料LM质量分数为40%,CNT质量分数为10%时,CNT/LM/TPU纤维的力学性能大幅度提升,断裂强度为10.16 MPa,断裂伸长率为252%;CNT/LM/TPU纤维具有良好的导电性能,其电导率为5.41 S/m,可以用作导线点亮电路,在100%和200%的拉伸应变下电路仍有电流通过,且经20次循环拉伸后仍具有稳定的电阻回复性;此外,该纤维还具有良好的抗菌性能,对金黄色葡萄球菌的抑菌率达到92.61%。     

柔性可穿戴氨纶/聚苯胺/聚氨酯复合材料的应变传感性能

为制备得到电导率高且稳定性好的应变传感器,采用原位聚合法制备了氨纶/聚苯胺复合导电纤维并分析了其结构与性能;以复合导电纤维和水溶性聚氨酯为原料,制备了氨纶/聚苯胺/聚氨酯复合材料,研究了其在不同拉伸状态下的应变传感性能。结果表明:氨纶纤维表面形成一层致密的聚苯胺导电层,其电导率达到0.626 S/cm;氨纶/聚苯胺复合导电纤维的往复拉伸可造成纤维表面聚苯胺导电层的破坏,影响其应变传感性能的重复性;聚氨酯的保护提高了氨纶/聚苯胺/聚氨酯复合材料应变传感性能的重复性,在100%应变条件下,经10次拉伸和拉伸-回复后,复合材料的电阻值与初始值的比值较氨纶/聚苯胺复合导电纤维分别下降约66.7%和50.0%。     

P3HB4HB/Ag纳米线复合导电纤维的制备及其性能

使用多元醇法制得银纳米线(Ag NWs),并将其与弹性体聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)(P3HB4HB)混合,利用湿法纺丝技术,成功制备出P3HB4HB/Ag NWs复合导电纤维。通过热重分析仪、扫描电子显微镜、电阻计及电子单纤强力仪,对复合纤维的表面形貌、导电性能及弹性回复性能进行测试和表征。结果表明,当复合纤维中Ag NWs含量为25.7%时,单根纤维电阻率达到106Ω·cm,满足标准状态下(20℃,65%RH)电阻率小于107Ω·cm的商业化导电纤维的要求;当Ag NWs含量为29.7%时,纤维内部孔洞消失,且纤维在预牵伸范围内具有良好的弹性回复性能。     

静电纺PU/CNT取向纳米纤维压力传感器的制备

首先以射频磁控溅射法制备导电涤纶长丝作为芯纱,然后利用静电纺丝技术获得掺杂有碳纳米管(CNT)的聚氨酯(PU)纳米纤维包芯纱,最后在纱线表面涂覆一层带有导电铜丝的PDMS凝胶膜,获得PU/CNT纳米纤维传感器,并测试了其压敏特性,利用扫描电镜和数字源表表征了其形貌结构和性能。结果表明,经射频磁控溅射镀铜30 min后,导电涤纶长丝显示出良好的导电性,其电阻为11.1 mΩ/cm。此外,PU/CNT纳米纤维传感器在常温下对压力有良好的电阻响应输出,显示出较高的压力灵敏度,其值为5.1 N-1。     

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...     

碳纳米管/水性聚氨酯涂层导电纱线的制备及性能研究

采用碳纳米管(CNT)/水性聚氨酯(WPU)导电油墨对蓬松多孔的涤纶拉伸变形丝进行浸渍涂层,制备了高导电碳纳米管/水性聚氨酯涂层导电纱线(CNT/WPU涂层导电纱线)。研究了不同WPU质量分数[ω(WPU)]的导电油墨和涂层次数对导电纱线导电性能的影响。结果表明,当CNT/WPU导电油墨中ω(WPU)为2%时,CNT/WPU涂层导电纱线的电导率可达2 000 S/m。通过扫描电子显微镜(SEM)观察发现,WPU能够有效改善碳纳米管与纱线表面的界面结合性能,在纱线内部和表面形成均匀连续的导电通路。     

纺织基材上P(St-MAA)/WPU复合光子晶体生色结构的快速制备及其性能

为快速制备兼顾结构色效果和结构稳定性的光子晶体生色结构,提出了一种采用填充法制备复合光子晶体的方法。先将聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)(P(St-MAA))胶体微球预组装液喷涂于涤纶基材上制备光子晶体,再利用水性聚氨酯(WPU)对P(St-MAA)光子晶体上进行二次喷涂,最终得到P(St-MAA)/WPU复合光子晶体。探究WPU质量分数对光子晶体排列、结构色效果、结构稳定性的影响,并分析P(St-MAA)/WPU复合光子晶体的光学性能。结果表明：喷涂WPU不会破坏光子晶体原有的规整排列,其会优先渗入P(St-MAA)微球间的缝隙中,逐渐替代原光子晶体内中的空气,最终实现对P(St-MAA)微球的包裹;WPU的填充使得P(St-MAA)/WPU复合光子晶体的平均折射率增加,结构色色相产生红移现象;P(St-MAA)/WPU复合光子晶体的结构稳定性高于P(St-MAA)光子晶体,且WPU的质量分数越大,稳定性改善程度越明显;喷涂WPU后所得的复合光子晶体结构仍呈现出良好的结构色效果且虹彩效应明显。研究结果为在纺织基材上快速制备兼具鲜艳结构色和稳定结构的光子晶体提供了简便方法,可推动光子晶体生色结...     

热塑性聚氨酯熔喷非织造布的制备及表征

介绍了热塑性聚氨酯熔喷非织造布的加工研制过程,并对TPU熔喷非织造布的纤维结构、过滤性能、透气性能和力学性能进行测试与表征,重点讨论了牵伸热风的风温和风压对熔喷TPU纤维结构及非织造布性能的影响。结果表明:TPU可在215～225℃进行熔喷法非织造布生产,纤维分布均匀。当牵伸热空气的风压增大时,纤维细度变小;当牵伸热风风温升高时,非织造布中纤维的黏合更加紧密。纤维结构的变化显著影响TPU熔喷布的力学性能、过滤性能和透气性能。     

壳/芯结构PU基纳米纤维复合纱的制备与性能研究

采用聚氨酯(PU)和镍(Ni)为原料制备纳米纤维复合纱壳层,以PU纤维丝为复合纱芯层,制备壳/芯结构PU基纳米纤维复合纱.利用金相显微镜及电子扫描显微镜观察纳米纤维复合纱的表观形貌,测试了其力学性能(断裂强力、断裂伸长率)及导电性能.研究结果表明:当纺丝液中Ni的质量浓度为0.18 g/mL时,试样的直径较大,断裂强力...     

超高分子质量聚乙烯纤维防割手套的涂层工艺

研究了超高分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维防割手套水性聚氨酯(WPU)的涂层工艺,对防割手套涂层的成膜性、剥离强度和手套表面硬度进行了表征。优化的防割手套涂层工艺为:WPU含固量70%,干燥温度为40℃,涂覆温度为30℃,保水剂为12 g。     

涂覆型PANI/PA6纤维导电性能

针对目前传统涂覆方法中导电涂层易脱落的问题,提出溶解涂覆方法制备涂覆型导电纤维。将聚苯胺(PANI)分散在甲酸水溶液中配置成涂覆液,经特殊设计的设备将涂覆液均匀地涂覆在聚己内酰胺(PA6)纤维表面,经超声波水洗后制备成涂覆型PANI/PA6导电纤维并将所得PANI/PA6纤维在小样织机上按20 mm间距纬向织入基础织物中。通过FT-IR、DSC、TG分析,水洗和温度处理等实验对PANI/PA6纤维的结构与性能进行研究。结果表明:在水洗和热处理后,PANI涂层不易脱落,溶解涂覆型PANI/PA6纤维具有较好的导电耐久性;有机酸掺杂所得PANI/PA6纤维的体积比电阻较低,且具有较好的热稳定性。     

导电尼龙长丝的研制

以尼龙长丝为基纤 ,以碳黑为导电材料 ,用涂覆法制取导电纤维 ,工艺简单 ,成本低。该法制成的导电纤维比电阻为 10 4 Ω·cm～ 10 6Ω·cm ,其导电层光滑耐久。     

棉织物的有机硅改性水性聚氨酯抗皱整理

研究了嵌段聚醚氨基硅油改性水性聚氨酯在棉织物抗皱整理中的应用,采用乳液粒径测试、傅里叶变换红外光谱测试(FT-IR)、热稳定性测试(TG)、扫描电子显微镜测试(SEM)等手段,对自制的改性WPU乳液及棉纤维整理前后的性能进行测试。得到优化工艺为:改性WPU 50/L,渗透剂JFC 0.5%(omf);优化整理工艺为:二浸二轧(轧余率85%),预烘(80℃,2 min),焙烘(150℃,3 min)。整理后的棉织物抗皱性和手感改善明显,且白度、强力和透气性等达到良好效果。     

炭黑复合导电聚酯纤维的研制

为给导电纤维的生产提供参考,研究PET及不同质量分数导电炭黑/聚酯(CB/PET)导电母粒的熔点、熔融指数、特性黏度等性能,分析导电纤维的复合纺丝工艺,制备了三点外露截面形状的永久性导电纤维,测试了导电纤维的性能。结果表明:随着CB质量分数的增加,CB/PET熔体流动性能变差;在复合纺丝过程中,随着CB/PET导电母粒中CB质量分数的增加,纺丝温度和纺丝压力也要相应提高;导电纤维的导电性能随着CB/PET导电母粒中CB质量分数的增加而提高;随着牵伸比的提高,导电纤维的导电性能下降,导电纤维的最佳牵伸比为1.5。     

混纺导电纱防静电滤布的研制

采用大皮辊骑跨式牵切技术完成了对不锈钢导电纤维的预牵伸,实现了利用常规纺纱设备对导电纱的生产;利用该导电纱成功开发了用于石化行业的防静电过滤布,得出了导电纱中各种导电纤维含量下的电荷面密度与导电纱间距的回归方程,二者呈三次多项式曲线关系,给出了导电纱中导电纤维含量与导电纱间距的对应关系,可用于指导实际生产。     

聚氨酯预聚体中微量水扩链对其乳液性能的影响

水性聚氨酯(WPU)合成过程中水对预聚体的相对分子质量及黏度等会产生很大影响,若控制不当,水与—NCO剧烈反应会导致预聚体凝胶。本文探讨了用微量水扩链聚氨酯预聚体时水量及三乙胺(TEA)用量对WPU乳液性能的影响。结果表明,PU预聚体合成过程中增加微量水或TEA的用量,PU预聚体相对分子质量增加,乳化时链段内的氢键和静电斥力的协同作用导致WPU乳液的平均粒径减小,粒径分布变窄;当相对分子质量增大到一定程度后,链段间的氢键作用力及缠结作用增强,又促使乳液的平均粒径增大,粒径分布变宽。同时随着水量或TEA用量增加,胶膜吸水率下降,拉伸断裂强度提高。因此,微量水作为扩链剂应用,可得到性能更好的WPU乳液。     

石墨烯防辐射织物的制备与性能

利用改进的Hummers法制备氧化石墨烯/聚氨酯整理剂(GO/WPU)和石墨烯/聚氨酯整理剂(rGO/WPU),分别对涤棉基、棉基织物进行浸轧整理,测试几种织物的防辐射功能与强力、透气性等性能,对比分析各指标变化趋势,得到最佳工艺参数。结果表明,先还原后整理得到的石墨烯织物的电磁辐射屏蔽效能优于先整理后还原得到的石墨烯织物;石墨烯质量浓度为10 mg/mL时制备的涤棉基石墨烯织物(先还原后整理)电磁屏蔽效能最佳,可达25.3 dB。     

静电纺纤维膜应变传感器制备及性能研究

采用真空抽滤的方法制备一种柔性可拉伸纤维膜传感器,该传感器具有灵敏度高、稳定性好、拉伸性能好、透气等特点。该传感器以静电纺丝技术为基础,将聚氨酯(TPU)纤维膜作为传感器基底,通过真空抽滤的方法将多壁碳纳米管(MWCNTs)和银纳米线(AgNWs)加载在TPU纤维膜上。扫描电镜图像显示,多壁碳纳米管和银纳米线与TPU纤维形成致密的导电网络。而且MWCNTs-AgNWs-TPU可拉伸纤维膜传感器具有良好的导电性,在50%应变下灵敏度高达438 kPa~(-1),具有优良的耐久性(>1 000循环)和水蒸气透过率,这种性能保证了传感器可以作为一种可穿戴设备来监测人体各部位的运动。     

TiO_2/KH-550纳米微粒改性聚氨酯皮革涂饰剂的研究

在甲苯溶剂中,三乙胺催化下制备了γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)表面修饰的纳米Ti O2(Ti O2/KH-550),利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪(TGA)和扫描电子显微镜(SEM)对其进行了结构和形貌分析。实验中发现Ti O2/KH-550在水性聚氨酯(WPU)基体中分散性好,且能显著提高WPU的耐热、抗紫外线和疏水性能。经Ti O2/KH-550-WPU复合涂饰剂涂饰的革的耐水性和耐磨性也得到明显改善。