基于水浴静电纺的芳纶/PA6纳米纤维包芯纱制备与表征

针对单一纳米纤维纱力学性能较差、进一步后加工困难、应用受限等问题,本文采用静电纺丝法在水浴表面收集纳米纤维,制备以芳纶1414(PPTA)长丝为芯层、聚酰胺6(PA6)纳米纤维为皮层的PPTA/PA6纳米纤维包芯纱,并分析了纳米纤维包芯纱和外层纳米纤维包覆层的结构与性能.结果表明:纳米纤维均匀地包覆在芯纱外层,纳米纤维...     

纳米纤维包芯纱的制备与表征

提出了一种制备连续的聚偏氟乙烯(PVDF)/粘胶纳米纤维包芯纱的方法——多针头静电纺。通过多针头静电纺原理集聚纳米纤维,用旋转的金属喇叭对纳米纤维进行加捻并包覆在芯纱表面。研究了纳米纤维包芯纱的形貌、疏水性能和力学性能。结果显示,PVDF纳米纤维在芯纱表面包覆比较均匀,且包覆在芯纱表面的纤维有较好的取向和均匀的捻回分布。PVDF纳米纤维包芯纱的力学性能较芯纱显著提高,断裂强度达到68.89 Mpa,伸长率26.51%,且具有良好的疏水性,表面接触角达到150°。     

镀银聚酰胺6/聚酰胺6纳米纤维包芯纱电容传感器的构筑

为获得线形螺旋结构且具有良好传感性能的大应变柔性应变-电容传感器，采用水浴静电纺丝法以镀银聚酰胺6为芯纱，制备了镀银聚酰胺6/聚酰胺6纳米纤维包芯纱，并将其缠绕在橡筋上制备应变-电容式柔性传感器。对纳米纤维包芯纱的结构与力学性能进行表征与测试，分析了应变-电容传感器的传感性能，并探索了其在人体运动监测中的应用。结果表明：聚酰胺6纳米纤维在镀银聚酰胺6表面形成结构完整的包覆层，直径分布主要在80～100 nm范围内，平均直径为95.53 nm;相较于芯纱，纳米纤维包芯纱的力学性能基本保持不变；制备的柔性传感器表现出良好的应变-电容传感性能，在6.67%的应变下敏感因子可达3.93,并具有良好的重复性，该传感器可用于人体运动的实时监测。     

芯壳结构碳包覆二氧化锡纳米纤维膜制备及表征

采用同轴静电纺丝技术与溶胶凝胶法相结合制备了芯壳结构的碳包覆二氧化锡纳米纤维膜,应用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）对纳米纤维的形貌进行了表征,并测试了纳米纤维膜的拉伸力学性能。结果表明,随着芯层、壳层纺丝速率的增大,纳米纤维的平均直径逐渐增大,纳米纤维膜的断裂强力和断裂强度逐渐增大。当芯壳层纺丝速率分别为0.3、0.6 mL ∕ h 时,制备的纳米纤维连续性更好,表面形貌光滑,粗细更均匀,芯壳结构形貌明显优于其他2组,纳米纤维膜的断裂伸长率较大。     

长碳链聚酰胺1012纤维在不同温度下的力学性能

为探究长碳链聚酰胺1012(PA1012)纤维在极端环境应用的可能性，借助动态热机械分析仪、X射线衍射仪和万能材料试验机系统研究了不同牵伸比的PA1012全牵伸丝(FDY)和拉伸变形丝(DTY)在不同温度下的力学性能及其变化规律。结果表明：常温下，PA1012 FDY的初始模量、屈服比强度、屈服伸长率、断裂强度随牵伸比增加呈线性增强，断裂伸长率与牵伸比之间呈负指数关系；当牵伸比为1.3时，与PA1012 FDY相比，PA1012 DTY的初始模量下降57.47%,断裂强度下降2.24%,但断裂伸长率增加1.40%;在-70～120℃温度范围内，相同牵伸比的PA1012 FDY和DTY的力学性能随温度变化趋势与常温状态下相似；特别是在-70℃,当牵伸比为2.7时，PA1012 FDY的拉伸断裂强度高达6.04 cN/dtex,其断裂伸长率为9.13%,可见PA1012 FDY在极地寒冷地域具有潜在应用前景。     

纳米级聚砜酰胺包芯纱的阻燃效果研究

探讨新型结构的聚砜酰胺纤维的阻燃性能。采用静电纺丝装置制备了分别以涤纶、维纶、聚砜酰胺为芯纱、聚砜酰胺纳米级纤维为外包纤维的包芯纱,并测试了所制得各纱线的线密度和强力及所织成织物的阻燃性。结果表明:聚砜酰胺纳米级纤维的存在提高了织物的阻燃性能;聚砜酰胺纳米级纤维包覆后,纱线断裂强力略有提高。认为:包芯纱兼顾了二元纤维的优点,充分利用芯纱良好力学性能的同时发挥了聚砜酰胺纤维的耐高温阻燃性能。     

静电纺制备聚氨酯-Fe_3O_4纳米纤维包芯纱

通过自制的静电纺丝设备,以聚酯长丝为芯纱纺制聚氨酯-Fe_3O_4纳米纤维包芯纱。通过改变电压、喷丝速度,研究纱线线密度、强度的变化。试验结果表明:在电压为17~21 kV,喷丝速度为4.77~9.53 mL/h,卷绕速度为3.2 m/min时,制备的聚氨酯-Fe_3O_4纳米纤维纱成形良好。喷丝速度对纱线的线密度有明显的影响,随喷丝速度增加,纱线的线密度增大。电压对纱线的线密度、强度影响不明显。扫描电子显微镜分析表明:纳米纤维包覆芯纱效果良好,水浴涡流对纱线的加捻稳定。纺出的纱线存在Fe_3O_4颗粒,织造性能较好。     

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...     

双针头连续水浴静电纺的电场模拟及其纳米纤维包芯纱结构

为研究电场变化对皮芯结构纳米纤维包芯纱结构的影响，通过双针头连续水浴静电纺丝法制备了以涤纶长丝为芯纱，锦纶纳米纤维为包覆层，兼具纳米纤维特性和传统纱线力学性能的纳米纤维包芯纱。通过有限元分析软件ANSYS模拟其电场分布，探究了2个针头针尖间距对电场分布及纳米纤维包芯纱结构的影响。结果表明：静电纺丝最大电场强度出现在针尖处，随着针尖间距的增大，电场强度峰值呈现先增大后减小再增大的趋势；当针尖间距为20 mm时，纳米纤维间的黏结较多；随着针尖间距的增大，纳米纤维的形貌更加均匀光滑，其直径呈减小趋势，在针尖间距为80 mm时达到最小值(74.43±10.79) nm;当针尖间距从20 mm增加到60 mm时，纳米纤维包芯纱的孔隙率从20.27%提高到44.08%。     

赛络纺生物基锦纶56/涤纶长丝包芯纱制备及性能

为改善生物基锦纶56(PA56)短纤维纱线强力低及其织物抗皱性差的问题，采用赛络纺包芯技术制备了多个捻系数的包芯纱产品(SCY)，并织造了2种织物。分析了SCY的力学性能、纱线外观、纱线截面、耐磨性及其织物折皱回复性。研究结果表明:捻系数为400的SCY力学性能最好，断裂强度为25.0 c N/tex，断裂伸长率为34.7%，相较于赛络纺纱，断裂强度和伸长率分别提升了20.1%和11.1%;涤纶长丝被完全包覆在纱体中间，表现出良好的包覆效果; SCY纱线具有良好的可织性;与纯赛络纺纱织物相比，添加涤纶长丝的包芯纱织物的急弹/缓弹性折痕回复角均显著提升，说明采用赛络纺包芯技术能有效提升PA56短纤维织物的抗皱性。     

不同涤粘纱线的结构与性能

为了探究不同结构对纱线条干、捻度、毛羽、芯吸、拉伸以及抗弯性能的影响,以涤纶和粘胶纤维为原料分别纺制了混纺纱、短纤维/短纤维包芯纱与长丝/短纤维包芯纱3种纤维含量比例相同、结构不同的纱线,对不同纱线进行结构与相关性能测试结果。比较分析发现,混纺纱中的涤纶短纤维随机分布在粘胶纤维中;涤粘短纤维/短纤维包芯纱包覆效果良好且芯层涤纶短纤会向皮层粘胶纤维中发生一定程度的转移;涤粘长丝/短纤维包芯纱中涤纶长丝抱合紧密且有“露丝”现象;涤粘短纤维/短纤维包芯纱条干CV值最大,捻度变异系数和不匀率最小;涤粘混纺纱的毛羽数量最多,芯吸高度最大;涤粘长丝/短纤维包芯纱的断裂强度和断裂伸长率最大,而涤粘混纺纱的抗弯力最大。     

静电纺工艺对PA6/MWNTs纳米纤维纱结构与性能的影响

 以PA6、多壁碳纳米管（MWNTs）为原料,利用自制的静电纺丝装置,探索了碳纳米管增强PA6纳米纤维纱的连续静电纺丝。研究了纺丝电压、纺丝高度、电场强度等参数对PA6/MWNTs纳米纤维纱的结构与性能的影响。结果表明：随着电压的增大,纤维和纱线的直径、纤维结晶度、断裂强力增加,纤维间黏连减少;随着纺丝高度的增加,纤维的定向排列程度、纤维结晶度提高,纱线断裂强度和初始模量增加;电场强度一定时,随着电压和纺丝高度的增加,纤维的平行排列程度提高,纱线的断裂强力、断裂伸长率、初始模量和断裂强度都增大。     

静电纺PVA纳米纤维毡的力学性能

研究了静电纺工艺条件对聚乙烯醇(PVA)纳米纤维毡力学性能的影响。结果表明,随电压升高,静电纺PVA纳米纤维毡的断裂伸长率先增加后降低,断裂强度逐渐增加;随着喷丝口与接收屏之间距离的增加,静电纺PVA纳米纤维毡的断裂伸长率和断裂强度先增加,然后迅速下降;随着纺丝液质量分数的升高,静电纺PVA纳米纤维毡的断裂伸长率增加,断裂强度先下降,然后迅速升高。     

铜改性抗菌防螨聚酰胺6纤维的制备及其性能

为解决纳米铜抗菌剂在纤维中分散性、界面相容性差的问题,采用油酸对纳米球形铜抗菌剂进行包覆处理,并与聚酰胺6(PA6)基体共混挤出造粒制得抗菌防螨PA6切片,再经熔融单组分纺丝和熔融复合纺丝制得铜改性抗菌防螨PA6纤维。对铜抗菌剂的形貌结构和界面相容性,抗菌防螨PA6切片的热稳定性和可纺性以及纤维的铜含量、力学性能和抗菌防霉防螨性能进行分析。结果表明：油酸包覆球形铜抗菌剂的分散性较好,且与PA6基体相容性良好,抗菌防螨PA6切片的热稳定性、可纺性良好;铜改性抗菌防螨PA6纤维的颜色均匀性一致,纤维制成率高达88%,铜改性PA6拉伸变形丝的断裂伸长率为29.95%,断裂强度达到4.43 cN/dtex;洗涤50次前后铜改性抗菌防螨PA6纤维对白色念珠菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抑菌率均大于99%,其织物防霉等级达到0级,螨虫驱避率达到89%,抗菌防霉防螨性能高效耐久。     

热处理对摩擦纺包芯纱性能的影响

讨论了DREF-3型摩擦纺包芯纱包覆层组分的比例(包覆率)以及在干、湿自然状态下热处理对纱热收缩性、包覆层抗滑脱性及拉伸性能的影响。芯纱采用聚酯长丝，包覆层为棉纤维。实验表明热处理能够明显提高纱线的热收缩性与包覆层抗滑脱性能，而且在湿状态下包芯纱的抗滑脱性能较干状态更好。纱断裂伸长随着处理温度的增加而增加。包覆率提高，纱热收缩性降低，抗滑脱性提高，断裂强力增加。     

PTT纤维的基本力学性能研究

主要介绍了PTT纤维的截面形态,对PTT纤维的力学性能和在不同夹持方式下力学性能的变化进行了研究,与PET纤维进行力学性能比较,经过实验分析得到,湿态下PTT纤维和干态PTT纤维的初始模量、断裂强度几乎无变化,而湿态的PTT纤维伸长率比干态时高。干态时PTT纤维的初始模量、断裂强度均低于干态PET纤维;PTT纤维在结节状态下断裂强度和断裂伸长率小于在勾结状态下的断裂强度和断裂伸长率。     

喷气涡流纺金属丝包芯纱的制备及其结构与性能

为改善基于金属丝的织物导电线路的特性,采用了一种改进的喷气涡流纺纱方法,制备出面向织物导电线路的,以超细金属丝（直径50 μm）为芯丝的包芯纱,并对其结构与电学、力学性能进行了分析。所设计的喷气涡流纺纱装置可以250 m/min的纺纱速度实现对芯丝为超细金属丝的包芯纱的连续制备;制备的喷气涡流纺金属丝包芯纱结构从内到外依次为金属丝、平行无捻的芯纤维及包缠纤维;金属丝在包芯纱横截面中的位置分布以位于中心至距三分之一位置区间和距中心三分之一至三分之二位置区间类型为主;喷气涡流纺金属丝包芯纱的断裂强力比金属丝提高100%～200%,纤维的包缠形式与包缠量对包芯纱内部金属芯丝的电阻值变化率随伸长率的变化没有显著影响,表明喷气涡流纺金属丝包芯纱具有与原金属丝相接近的电学性能。     

超临界CO2喷射中拉伸对涤纶结构和性能的影响

利用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)及力学性能测试技术,研究了超临界CO_2喷射(20 MPa、100℃、对喷时间30 min)过程中拉伸对涤纶结构和性能的影响,从而为探究超临界CO_2喷染过程中PET纤维的染色行为,实现超临界CO_2染色技术的连续化操作奠定试验和理论基础。结果表明:超临界CO_2喷射过程中,PET纤维的晶粒尺寸随拉力增加而增大,沿拉伸方向增加缓慢,沿横向增加很快。无论是否拉伸PET样品,超临界CO_2喷射都会导致纤维结晶度的增加;而且拉力越大,PET样品的结晶度越高;超临界CO_2喷射过程中,纤维的断裂强度随拉力增加而增大,相反断裂伸长率随拉力增加而降低。     

导电微纳纤维复合纱的制备及其气敏特性

为开发高质量的气敏传感器,利用水浴静电纺丝法制备以涤纶(PET)为芯纱,聚酰胺6(PA6)纳米纤维为包覆层的微纳纤维复合纱(MNY),基于原位聚合方法对MNY进行连续导电处理,制备微纳米纤维复合纱/聚苯胺(MNY/PANI)复合导电纱,以此作为气敏元件,同时将相同参数下制备的PET/PANI复合导电纱也作为气敏元件进行对照,探究不同结构纱线之间气敏效果的差异。研究结果表明：MNY具备良好的皮芯结构,经导电处理后MNY表面均匀分布了聚苯胺颗粒,MNY/PANI的电导率最高可达7.53 S/cm;相比于PET/PANI气敏元件,MNY/PANI气敏元件因其纳米结构的高比表面积对NH₃的灵敏度更高,能表现出更好的响应-恢复效果,重复性和稳定性更好,已初步具备了作为优良气敏元件的条件。     

导电涤纶纱连续制备工艺与性能

为提高涤纶的导电性能,以涤纶长丝纱为基材,采用基于苯胺原位聚合的连续导电方法,制备涤纶/聚苯胺（PET/PANI）复合导电纱。探讨了导电处理工艺氧化剂浓度、处理掺杂酸和苯胺的浓度及处理速度对导电纱导电性能的影响,并测定与分析了纤维的表面形貌、化学结构、热学性能及力学性能。结果表明：经导电处理后,ＰＥＴ纱线表面及内部包覆并填充了导电态PANI;反应液浓度及处理速度对PET/PANI复合导电纱的电导率有较大影响,制得的导电纱电导率最高可达1.5 S/cm以上;PANI的存在降低了PET的热稳定性;相比PET纱,PET/PANI复合导电纱的断裂强度和断裂伸长率有小幅增长,但初始模量却有较大的下降。