基于静电纺丝技术的防水透湿层压织物的研究

将聚酯(PET)和聚氨酯(PU)静电纺纳米纤维膜热压在普通织物上,得到的层压织物具有很好的性能。对层压织物进行透气性、透湿性以及耐静水压等性能测试,结果显示,层压织物的性能随着静电纺纳米纤维膜的种类和厚度的不同而有差异。纳米纤维层压织物具有优良的透湿性能,透湿量可达9727.843g/(m~2·d),阻气值不低于14.6kPa/(s·m),且具有很好的手感。     

纳米纤维层压织物的研制及其性能研究

主要探究了基于热塑性聚酯弹性体(TPEE)静电纺膜的纳米层压织物的最佳热压条件,并研究了施胶量对纳米层压织物的阻气性、保暖性、耐静水压和透湿性的影响。结果表明,纳米层压织物的最佳热压温度是120℃,热压时间是22.5s;施胶量对纳米层压织物性能有很大的影响。所制得的纳米层压织物的透气性良好,保暖率最高达32%,透湿量均高于7000g/(m2·d),最高约9000g/(m2·d)。同时,通过控制各个条件,使织物的阻气性、保暖性、耐静水压和透湿性达到不同的水平,可以得到不同级别的层压织物。     

中空桔瓣型超细纤维/水性聚氨酯合成革的制备及性能

以聚酯-聚酰胺6(PET-PA6)中空桔瓣型超细纤维非织造布为基布,以水性聚氨酯(WPU)膜为聚合物涂层,经干法移膜技术得到了中空桔瓣型超细纤维/水性聚氨酯(PET-PA6/WPU)合成革,实现了超纤革的绿色化制备。通过场发射扫描电镜(FESEM)等测试手段表征了PET-PA6中空桔瓣型超细纤维非织造布的结构性能,系统研究了发泡倍率对WPU膜形态结构和性能的影响规律,分析了PET-PA6/WPU合成革的结构、透气透湿和物理力学性能。结果表明:PET-PA6中空桔瓣型超细纤维非织造布裂离后单根纤维的直径介于2.2~5.5μm之间,且其性能满足纺织品合成革用非织造基布的使用要求。当发泡倍率为100%时,所制备WPU膜为致密无孔结构,透气量和透湿率分别为14.72L/(m~2·s)和3 686.84g/(m~2·24h)。随着发泡倍率的增加,所制备WPU膜具有通透型泡孔和有孔表面,平均孔径、透气量和透湿率均依次增大。其中,当发泡倍率为250%时,WPU膜的透气量和透湿率分别达到169.43L/(m~2·s)和5 209.09g/(m~2·24h)。所制备的PET-PA6/WPU超纤革为三层复合结构,包括基布层、发泡层和面层,且其透气量为0.45L/(m~2·s),断裂强力为纵向138.40N、横向96.60N,断裂伸长率为纵向72.70%、横向101.80%,撕裂强力为纵向63.20N、横向88.20N,剥离强力为水解前15.86N、水解后15.61N,褶皱回复角为纵向149.30°、横向151.80°,均优于同类型的海岛针织合成革和真皮,同时透湿率高达1 673.8g/(m~2·24h),接近于真皮。     

聚丙烯酸酯/纳米SiO2织物涂层整理剂的性能

采用溶胶-凝胶法制备SiO2溶胶,将其与聚丙烯酸酯乳液进行复合制备聚丙烯酸酯/纳米SiO2复合乳液,并将其用于织物的涂层整理。采用动态激光光散射(DLS)和透射电镜(TEM)对乳液进行了表征,考察了SiO2溶胶对复合乳液性能以及应用后织物防水透湿性能的影响。结果表明,乳胶粒与SiO2溶胶粒径在100 nm～120 nm,溶胶在乳液中分布均匀;SiO2的引入及均匀分散使成膜的断裂强力提高2倍,断裂伸长率提高6.3%,吸水率基本不变;当上胶量为71g/m2左右时,SiO2溶胶的加入会使涂层的防水性能提高,且透湿量基本不变。     

水性温敏型聚氨酯的合成与性能

以嵌段共聚醚、异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、1,4-丁二醇为原料,合成了水性温敏型防水透湿聚氨酯(PTPE-PU)。用红外光谱表征了PTPE-PU的化学组成;通过粒度测定及Zeta电位分析仪考察了乳液的稳定性;通过差热扫描量热、正电子湮灭谱及拉伸试验研究了PU膜的热性能、自由体积空洞及力学性能;采用抗渗水性测定仪、织物透湿量测定仪测试了涂层织物的静水压和透湿量。结果表明,PTPE-PU具有明显的结晶熔融行为;PTPE-PU膜的自由体积在熔融温度附近会发生突跃,具有温敏性;涂层织物的透湿量在软段结晶熔融温度附近也发生突跃,温度为38℃时,其透湿量为2950 g/(m~2·d)。     

调温纳米纤维/织物复合材料的制备与性能研究

为了研究一种新的环保型调温智能纺织品,利用静电纺丝技术制备了相变材料/PLA纳米纤维膜,使用莫代尔/纳米纤维膜/羊毛织物的三明治结构得到了纳米纤维/织物复合材料。研究了纳米纤维的形貌结构和热学性能,对复合织物进行了透湿透气性、保温性能和保温稳定性测试。分析结果表明:纳米纤维表面粗糙但粗细均匀且具有一定的取向性;纳米纤维膜的熔融温度为22.83℃,熔融热焓为80.37J/g;含有1.5g纳米纤维膜的复合织物的透湿透气性良好,透湿量为5070.24g/(m2·24h),透气率为193.59mm/s;复合织物的温度从20℃上升到35℃比普通织物慢了5min,表现出优异的调温性能;经过20次升降温循环测试,复合织物的自调温效果没有明显变化,说明其调温性能具有良好的稳定性。     

中空涤纶/不锈钢/竹炭保温透湿材料的开发及性能研究

通过花式捻线方法将中空涤纶、不锈钢长丝和竹炭纤维三种功能性纤维并捻获得复合纱线,利用纱线强度、毛羽和实际捻度测试,得到最佳的纱线纺制参数。并采用最佳工艺参数纺制的包绕纱线进行平纹织物织造,对其织物透湿性、远红外发射率以及保温性能进行测试表征,最终制备一种可用于防寒服的新型保温透湿织物。结果表明,缠绕捻度为上捻度200,下捻度0时,纺制的包芯纱具有最佳捻度。中空涤纶/不锈钢/竹炭织物透湿率为5 184g/(m2·24h),达到透湿织物透湿要求的2倍以上。一至四层织物的远红外发射率均在70%及以上,符合远红外发射率具有功能性结果的范围。织物克罗值达到7.355clo,高于极低温作业穿着克罗值51.6%,可满足极低温环境下的织物保温要求。织物保温率为62.43%,相比于棉、毛等传统纺织原料,织物保温率可以提升2倍以上。     

TPU/PVDC高阻隔共挤膜的制备与改性研究

目的采用共挤复合工艺制备一种高阻隔、阻燃、抗静电、耐磨性好的TPU/PVDC共挤膜。方法根据PVDC和TPU的材料特点,以及2种材料共挤膜的性能要求和应用需求,设计TPU/PVDC五层共挤薄膜结构,采用TPU改性配方设计,使共挤膜具有良好的阻燃性和抗静电能力,运用共挤复合技术,合理设计制备工艺流程,控制工艺中PVDC挤出机各区的加工温度和加工助剂比例,解决PVDC加工中受热易分解的技术难题。结果通过共挤复合工艺优化设计,制备的TPU/PVDC五层共挤薄膜厚度达154.3μm,透湿率可达到0.88 g/(m~2·d),阻燃性可达国标FV-0级,薄膜的撕裂强度为43 N,不可剥离。结论有效解决了PVDC共挤复合中的热分解问题,以及TPU树脂的阻燃、抗静电改性问题,制备的高阻隔TPU/PVDC共挤膜在透湿率、厚度、幅宽、阻燃性、抗静电和强度等方面具有优异的性能,为研制高阻隔复合封套材料提供了技术支持。     

响应面法优化豆胶强化地板平衡纸压贴工艺

目的探索大豆蛋白胶用于强化地板平衡纸的压贴工艺,解决强化地板释放甲醛的问题。方法以大豆蛋白胶为胶黏剂,进行平衡纸与地板的热压,采用响应面法优化强化地板平衡纸的热压工艺,结果施胶量为217.4 g/m~2,热压温度133.6℃,热压时间为2.3 min,热压压力为2.6 MPa,板面涂水量为96.9 g/m~2,此时的表面胶合强度达到1.31 MPa,符合GB/T 18102—2007的要求。结论大豆蛋白胶可以用于强化地板平衡纸的压贴。     

一种高剥离强度和透气性的玻纤/纺粘无纺布复合滤材的制备工艺与性能

玻纤滤材具有过滤精度高和纳污量大等优点,但其耐折和耐压性能较差,需要与非织造布复合以提高其加工性和使用寿命,但传统的上胶复合工艺容易造成玻纤复合滤材透气性下降。将热熔胶树脂颗粒通过熔喷技术以超细纤维形式均匀负载到纺粘布上,进一步利用热轧复合技术与玻纤滤材复合,得到了剥离强力高、透气性基本不变的玻纤/纺粘复合滤材。通过对比复合玻纤滤材的剥离强度和透气性变化,发现超细纤维负载量对复合滤材的性能影响最大,当负载量为8 g/m²时,复合滤材剥离强度即可达到要求,对透气性也不会造成明显影响。综合考虑产品性能与生产实际,建立了最佳复合工艺为上胶量8 g/m²、辊间距0.3 mm、热轧温度120℃、热轧速度15 m/min,在此工艺下玻纤滤材和纺粘布间达到了较好的粘合效果,且复合滤材透气性变化较小。     

UV光固化聚氨酯膜透湿性能研究

为增加UV光固化聚氨酯膜的透湿性能,研究了PET1000做致孔剂对UV聚氨酯光固化膜微孔性能的影响,通过对此种UV固化膜透湿性能、吸水率、孔隙率及扫描电镜等表征手段的分析,结果表明:加入PET1000作为致孔剂后,合成的UV固化膜的透湿性能,表面孔隙率、吸水率都有显著提高,综合考虑防水性能与透湿性能,PET1000含量为20%时,扫描电镜下观察的孔径为12~20μm,防止水滴进入,且UV固化膜透湿量可达1410g/(m2·24h)比未加PET1000的UV固化膜透湿性能增加了377%。     

热处理过程对PLA薄膜阻隔性能的影响

目的研究不同热处理对PLA薄膜阻隔性能的影响。方法对用PLA和PE薄膜包装好的食品模拟物进行不同的热处理,分析热处理后PLA和PE薄膜氧气透过量、吸水能力、水分透过量的变化。结果热处理前的PLA和PE薄膜的氧气透过量分别为3737.27和1469.54 cm3/(m2·d·Pa),热处理后因PLA和PE薄膜出现缺陷,在透气性测试仪中测量不出数据。PLA薄膜的水分透过量在80~124g·cm/(cm2·s·Pa)之间,PE薄膜的水分透过量在4.9~29.6 g·cm/(cm2·s·Pa)之间。在蒸煮加热时,当储存时间为3周时,PLA的拉伸强度、透湿量、吸水率都会减小。结论传统的蒸煮加热消毒对PLA的阻隔性能影响最大,不适用于需要蒸煮消毒的食品包装材料。在预测食品货架期时,不应忽视消毒方式对包装材料性能产生的影响。     

胡萝卜可食性包装膜的制备及性能

目的 研究胡萝卜可食性食品包装膜,以替代塑料包装材料用于食品包装.方法 以胡萝卜为原材料,添加羧甲基纤维素(CMC)、海藻酸钠、甘油制备可食性膜,研究不同添加量对膜的抗拉强度、热封强度、断裂伸长率以及阻隔性能的影响,以抗拉强度为主要指标,通过正交试验进行工艺优化,并进行验证试验,对力学性能和其他性能进行测定.结果 每100 mL蒸馏水中最佳添加量,胡萝卜浆20 g,羧甲基纤维素2.5 g,海藻酸钠1.6 g,甘油1.5 mL,获得的可食性膜抗拉强度为5.71 MPa,热封强度(15 mm)为3.84 N,断裂伸长率为119.98％,透湿量为439.59 g/(m2·d),透氧量为4.96 cm3/(m2·d·kPa),溶解时间为35 s,膜平均厚度为0.183 mm.结论 根据实验结果,可以获得浅橙色、半透明、质地柔软均匀、平滑无气泡、具有一定强度和韧性、力学性能良好的可食性食品包装膜.     

用于纤维材料表面耐磨涂层的制备与性能表征

为使涤纶织物应用范围更广,更耐磨,本文制备了一种有机硅树脂基纳米硼化钛碳化钛复合涂层,通过正交实验法得到最佳的涂层方案,并尝试将其应用于涤纶织物,以改善涤纶织物的表面结构,进而实现涤纶织物表面优异的耐磨性能.为测试涂层对涤纶织物性能的影响, 采用泰伯式耐磨仪、液滴形状分析仪、电子织物强力机、扫描电子显微镜(SEM)研究了涂层织物的耐磨性能、疏水性能、物理机械性能和磨损织物的表面微观形态.研究表明：当有机硅树脂与无水乙醇质量比为75: 25,含量(质量分数)为93%;超分散剂含量为1.5%;乙醇增稠剂含量为1.5%;纳米硼化钛和碳化钛质量比为2: 1,含量为4%时,所得涂层溶液应用于涤纶织物后会形成一层包覆层,耐磨性能最优.对于涂覆量为15 g/m²的涤纶,拉伸断裂强力由573.92 N提高到620.48 N,顶破强力由652.34 N提高到790.07 N,撕裂强力由9.87 N降低到5.78 N,疏水性能有较大提高,接触角可达到120°以上.     

魔芋粉-卡拉胶可食性包装膜的制备工艺

目的研究得到魔芋粉-卡拉胶可食性包装膜的成膜优化配比和工艺条件。方法通过正交实验,采用四因素(魔芋粉/卡拉胶配比、甘油添加量、聚乙二醇添加量、水浴温度)四水平法,对膜进行拉伸强度、伸长率、透湿量的测试,综合以上指标,得到优化方案。结果当魔芋粉和卡拉胶的质量比为4∶1,甘油添加量为0.375 mL,聚乙二醇添加量为0.75 g,水浴温度为75℃时,膜的拉伸强度为51.07MPa,伸长率为81.4%,透湿量为798.22 g/(m~2·d)。结论该实验的显著影响因素为魔芋粉/卡拉胶配比和聚乙二醇添加量。制备的包装膜拉伸强度接近普通PE的强度,但透湿量仍然较大,可考虑利用其较大透湿量的特点运用到其他领域。     

PLA和PE包装袋对西兰花贮藏品质的影响

目的考察聚乳酸(PLA)与聚乙烯(PE)袋对西兰花贮藏品质的影响。方法利用透氧仪和透湿仪对市售的PLA和PE膜进行阻隔性测试,并采用该PLA和PE袋包装西兰花,利用色度计和顶空分析仪研究室温和冷藏条件下2种包装袋对西兰花保鲜效果的影响。结果 PLA膜的透湿系数和透氧系数分别为1.241×10-13 g·cm/(cm2·s·Pa)和5.07×10-10 m L·cm/(m2·s·Pa),PE膜的透湿系数和透氧系数分别为1.125×10-14 g·cm/(cm2·s·Pa)和2.87×10-10 m L·cm/(m2·s·Pa)。随着贮藏时间的延长,西兰花的色度由绿变红,由蓝变黄,明度由黑变白;袋中O2气氛浓度先减少后增加,CO2浓度先上升后下降。结论 PLA膜的透湿性和透氧性高于PE膜,冷藏条件下,PLA比PE袋能更有效地抑制西兰花的呼吸作用。     

棉杆碎料热压代木包装板材的工艺参数研究

棉杆是代木包装制品加工的较好原材料之一。运用正交试验方法,研究了以淀粉为主要胶黏剂热压生产棉杆碎料板材的工艺参数。对于一定尺寸的试样来说,热压成型的最佳工艺参数为:热压温度140℃,热压时间20min,采用不加助剂的淀粉胶黏剂,棉杆用料量为75g,板材密度约为0.7g/cm3。     

木基免拆保温建筑模板制备及其性能研究

以木材加工剩余物碎料和自制无机胶粘剂为原料,通过热压工艺制备木基免拆保温建筑模板。研究了施胶量、热压时间、热压温度及板材密度对其性能的影响。结果表明,试验范围内,随着施胶量、密度的增大,木基免拆保温建筑模板的抗折强度、弹性模量、软化系数、导热系数逐渐增大,抗冻性能增强;随着热压温度、热压时间的增加,木基免拆建筑模板的抗折强度、弹性模量、软化系数先增大后减少,导热系数逐渐下降,抗冻性能先上升后下降。通过分析获得木基免拆保温建筑模板优化制板工艺参数:密度为0.9g/cm3,施胶量为65%,热压温度为120℃,热压时间为12min。     

麦秸/木材均质复合无机碎料板的制备及其性能

以麦秸、木材和环保阻燃无机胶黏剂为主要原料,通过麦秸和木材碎料均匀混合的方式,采用热压工艺制备麦秸/木材均质复合无机碎料板,研究了麦秸与木材的配比、施胶量、热压时间和热压温度对板材性能的影响,并通过X射线衍射仪、扫描电镜分析了其对板材性能的影响机制。结果表明,随着麦秸与木材配比减小,板材静曲强度(MOR)、弹性模量(MOE)和内结合强度(IB)逐渐增大,2h吸水厚度膨胀率(TS)逐渐减小,优选配比为m(麦秸)∶m(木材)=4∶6。随着施胶量的增大,板材的MOR、MOE先增大后减小,IB逐渐增大,TS逐渐减小。施胶量为63%时,板材的MOR、MOE分别达到最大值15.5 MPa、3 110 MPa,此时,IB、TS分别为0.47 MPa、5.5%。随着热压温度的升高和热压时间的延长,板材的MOR、MOE、IB逐渐增大,TS逐渐减小。热压温度和热压时间分别为100℃、30min时,MOR、MOE、IB分别达到最大值(16.8 MPa、3 350 MPa、0.56 MPa),TS达到最小值(3.5%)。优化制板工艺为m(麦秸)∶m(木材)=4∶6,施胶量63%,热压时间30min,热压温度100℃。     

PU纳米纤维表面溅射PTFE防水透湿膜研究

利用射频磁控溅射在聚氨酯纳米纤维膜表面溅射聚四氟乙烯,制备了一种新型的防水透湿薄膜。通过原子力显微镜、扫描电镜、接触角测量仪等对薄膜的表面形貌、浸润性以及透湿性进行了研究。结果表明:溅射后,聚氨酯纳米纤维膜表面出现双重粗糙度,纤维表面出现几十到几百纳米的的小岛型颗粒;薄膜表面的接触角增大至128.6°,5min后接触角只减小了1.5°;透湿量受溅射的影响较小,可达到6760g/m2·24h。