静电纺丝法制备醋酸纤维素纳米纤维工艺探究

本文以DMF为溶剂,对静电纺丝制备醋酸纤维素纳米纤维的影响因素进行探讨,研究温度、电压、浓度及接收距离对纳米纤维形貌和直径的影响,并与传统相转化法制备的醋酸纤维素膜进行了对比。结果表明:以DMF为溶剂,当纺丝液浓度为30%、电压为17.5 kV、温度为40℃、接收板距离为20cm时,可以静电纺丝制得直径200nm的纳米纤维,比相转化法制备的薄膜有更大的孔隙率,更适宜作支撑层。在本实验设定的静电纺丝基本参量范围内,醋酸纤维素溶液的浓度越大,纤维直径越大;接收距离越大,纤维直径也越大,而且容易产生纺锤状纤维;电压越大,纤维直径越小;温度对纤维直径影响不大。     

多孔木素/醋酸纤维素基微纳米碳纤维的制备及功能化应用

采用静电纺丝的方法,通过调整木素与醋酸纤维素的质量比来制备具有多孔结构的前驱体纤维,然后经预氧化和碳化得到具有不同孔隙结构的木素/醋酸纤维素基微纳米碳纤维,并对制备所得的碳纤维进行傅里叶变换红外光谱、热重分析、场发射扫描电子显微镜、氮气吸附脱附以及亚甲基蓝吸附等表征。结果表明,木素与醋酸纤维素纺丝混合性良好,混纺之后前驱体纤维热稳定性与玻璃化转变温度均优于醋酸纤维素;当醋酸纤维素与木素质量比为8:2时,制备的多孔微纳米碳纤维直径较细,孔洞分布均匀,比表面积最大为173.42 m~2/g,水接触角最大为129.3°,亚甲基蓝吸附量最优,吸附量达到49.30 mg/g,且循环使用7次之后其亚甲基蓝吸附量仍能达到初次使用的95%以上。     

静电纺丝制备大豆皮醋酸纤维素纳米纤维条件优化的研究

以大豆皮纤维素为原料,制备醋酸纤维素,并采用静电纺丝制备纳米材料。通过对纺丝溶液溶剂、纺丝溶液浓度、纺丝距离、纺丝电压进行单因素试验的基础上,以SEM观察纤维直径大小并进行结构统计分析,进行正交试验,得到电纺大豆皮醋酸纤维素最佳工艺条件为:纺丝溶液溶剂为丙酮∶DMAc=2∶1、纺丝溶液质量分数为19%、纺丝距离为10cm、纺丝电压为23kV,纺丝纤维平均直径达到923nm。采用大豆皮纤维素制备的大豆皮醋酸纤维素可电纺为良好的纳米纤维材料。     

银纳米颗粒/二氧化钛/醋酸纤维素复合纤维的制备及其性能

以纳米TiO_2和Ag NO_3为添加剂,通过静电纺丝装置,成功制备了一种高性能抗菌复合纳米纤维。采用扫描电子显微镜、X射线能谱分析和琼脂平皿扩散法等手段对样品的形貌、纳米粒子的分布、化学态、抗菌性能等进行表征与分析。结果表明:Ag NO_3和TiO_2的质量分数都会对纤维的形貌产生影响,需选择合适的添加范围;在纤维中,醋酸纤维素中的氧原子与Ag之间存在着相互作用;银纳米颗粒的存在,使纤维在可见光区出现明显的吸收峰;银纳米颗粒和TiO_2良好的协同作用使纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有很好的抗菌效果。     

丝素蛋白/醋酸纤维素共混纤维毡的制备与表征

将不同质量比的丝素蛋白（SF）/醋酸纤维素（CA）溶于甲酸中,配置成共混溶液进行静电纺丝,得到SF/CA共混纤维毡。利用SEM、XRD对其结构进行测试表征。结果表明：SF中添加少量CA(<10%),SF的可纺性显著提高,添加10%CA时,可纺性最好,所得共混电纺纤维细且均匀,直径为50～300nm;CA添加量大于30% 时,可纺性恶化,出现大量的珠状物,且纤维粘连、不连续,形成树枝状结构。XRD分析表明,添加少量CA(<10%)能诱导SF分子构象由无规卷曲向β折叠转变,但CA添加量大于30%时,SF与CA两者分相。     

静电纺间位芳纶纤维的制备及其性能

以N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）为溶剂,加入LiCl和CaCl2制备2种溶解体系,研究了间位芳纶纤维在2种溶解体系中的溶解性能及芳纶溶液的静电纺丝性能。间位芳纶纤维在N,N-二甲基乙酰胺中只能发生有限溶胀,氯化盐的加入有利于芳纶纤维的快速溶解。盐的种类及质量分数对纤维的溶解量、溶解时间以及溶液的黏度具有重要的影响。利用制得的溶液,采用高压静电纺丝技术制备了直径100～500nm的纳米芳纶纤维,纳米纤维直径随纺丝溶液质量分数和盐质量分数的增加而增大。以LiCl/DMAc为溶解体系制得的纳米纤维的均匀性随黏度增大而逐渐提高,且纤维形貌优于在CaCl2/DMAc溶解体系中制得的纤维,但以CaCl2/DMAc溶解体系制得的纳米纤维其热性能明显优于LiCl/DMAc溶解体系纺得的纳米纤维。LiCl/DMAc溶解体系中芳纶溶液质量分数为11％时,制得的纳米芳纶纤维非织造布的力学性能最优。     

静电纺芳纶纳米纤维膜的制备及其过滤性能

为获得高效低阻的过滤材料,以间位芳纶为原料,采用静电纺丝的方法,通过对纺丝溶液和纺丝工艺的优化制备芳纶纳米纤维空气过滤材料,并研究纳米纤维的形貌和直径、纳米纤维膜的过滤性能和热稳定性能。结果表明：当纺丝溶液溶质的质量浓度为8%、纺丝电压20 kV、进液流量0.3 mL/h、接收距离15 cm时,可制备得到纤维平均直径约为50 nm的纳米芳纶纤维过滤材料;当纺丝时间为5 h时,其过滤效率可达到99.5%,阻力仅为123.8 Pa,去除静电处理后过滤效率依然可以达到89.4%。此外,制备的芳纶纳米纤维过滤材料具有优良的热稳定性和尺寸稳定性,在耐高温高效过滤领域具有应用前景。     

多孔聚乳酸/醋酸纤维素电纺支架的制备与生物相容性研究

以聚乳酸（PLA）和醋酸纤维素（CA）为溶质,选择二氯甲烷（DCM）和丙酮作为溶剂,通过静电纺丝技术制备多孔PLA/CA纤维。使用SEM对纤维形貌及表面结构进行观察,对纤维膜采用PDL进行表面修饰,并通过XPS分析纤维支架表面元素,将PC12细胞接种在纤维支架上,培养48 h后利用MTT法测定细胞在支架上的增殖水平。该文对无孔PLA/CA纤维、多孔PLA/CA纤维及改性后的纤维进行体外细胞增殖实验,探究多孔结构对组织工程支架的影响。结果表明,以DCM/丙酮为溶剂成功制备多孔PLA/CA纤维,这是因为这2种溶液沸点较低,在纺丝过程中由于热致相分离形成相互贯通的三维孔。多孔纤维对PDL的吸收能力强于无孔纤维,所以能够更好地促进PC12细胞的增殖。该研究表明具有多孔结构的纤维支架更适合组织工程应用。     

烟梗浆亚微米醋酸纤维的制备及其性能

为探索烟梗浆二醋酸纤维素(CDA)制备的可行性及其可纺性,以醋酸为溶剂,浓硫酸为催化剂,采用低温乙酰化法制备了烟梗木浆三醋酸纤维素(CTA)和二醋酸纤维素,将二醋酸纤维素与市售二醋酸纤维素按质量比20∶80、35∶65、50∶50共混,通过静电纺丝技术进行纺丝,并对纤维的结构和性能进行表征。结果表明:反应时间为5 h,纸浆与乙酸固液比为1∶5,在活化过程中加入硫酸后,醋酸纤维素的取代度从2.68提高到2.86,达到了三醋酸纤维素的标准;在80 ℃时水解6 h后可得到取代度约为2.5的CDA;与纯纺CDA纤维得到的亚微米混纺纤维相比,烟梗浆二醋酸纤维素与市售二醋酸纤维素混纺纤维的线密度及其不匀率降低,表明了烟梗浆CDA混纺的可行性。     

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...     

纤维素/氧化纤维素/南极磷虾蛋白复合抗菌纤维的制备与表征

为改善纤维素/磷虾蛋白(C/AKP)复合纤维的可降解性和抗菌性,在原液中加入氧化纤维素(DAC)制备C/DAC/AKP纺丝原液,采用湿法纺丝技术分别在H₂SO₄/Na₂SO₄/ZnSO₄和H₂SO₄/Na₂SO₄/KAl(SO₄)₂凝固浴中凝固后制得复合纤维,研究了DAC及凝固浴组分对纤维分子间作用、体外降解、抑菌以及热稳定等结构和性能的影响。结果表明:在相同的凝固浴中,相比于C/AKP复合纤维,C/DAC/AKP复合纤维体系内分子间氢键含量从24.26%增加至32.96%,热稳定性提高7.5%,降解性也有所改善;凝固浴中KAl(SO₄)₂的加入会提高纤维的分子间氢键以及热稳定性,同时C/AKP和C/DAC/AKP复合纤维均具有良好的抗菌效果,在生物材料方面具有良好的应用前景。     

复合静电纺超细聚丙烯腈纳米纤维的制备

为获得比常规静电纺丝纤维直径更细的聚丙烯腈（PAN）纳米纤维,采用复合静电纺丝方法制备了聚丙烯腈/醋酸丁酸纤维素（PAN/CAB）复合纳米纤维,再溶解掉复合纳米纤维中的CAB组分,得到超细PAN纳米纤维并对其进行氨基化改性后用于吸附直接红23（DR23）染料。研究了PAN和CAB的混合比例、纺丝溶液质量分数和纺丝液挤出速度3个因素对所得ＰＡＮ 纳米纤维直径的影响,并比较了常规静电纺和复合静电纺制备出的PAN纳米纤维改性后的染料吸附量。实验结果表明：该方法制得的PAN纳米纤维的平均直径在50~80 nm范围内,其中当PAN和CAB的质量比为15:85、纺丝溶液质量分数为15%、纺丝液挤出速度为1.5 mL/h、纺丝电压为10 kV、接收距离为20 cm时,得到的PAN纳米纤维的平均直径为50 nm;改性后纳米纤维对DR 23的平衡吸附量达833mg/g。     

Preparation of silver nanoparticles/polymethylmethacrylate/cellulose acetate film and its inhibitory effect on Cronobacter sakazakii in infant formula milk

Cronobacter sakazakii is a harmful foodborne pathogen, and its contaminated food will pose a huge threat to human health. Prevention of C. sakazakii contamination of food is valuable for food safety as well as for human health. In this study, silver nanoparticles (AgNP) were successfully immobilized on the surface of cellulose acetate (CA) and polymethylmethacrylate (PMMA) composite to obtain AgNP/PMMA/CA film. Through the inhibition zone and growth curve experiments, we found that AgNP/PMMA/CA films has excellent antibacterial activity on C. sakazakii. The AgNP/PMMA/CA film can prolong the lag phase of the growth curve of C. sakazakii from 2 to 8 h. The antibacterial films were found to reduce the survival of C. sakazakii in Luria-Bertani and infant formula by combining it with a mild heat treatment (45°C, 50°C, and 55°C). The AgNP/PMMA/CA film combined with 55°C water bath can completely inactivate C. sakazakii in infant formula within 120 min. Finally, the potential mechanism by which AgNP/PMMA/CA films reduce the heat tolerance of C. sakazakii was investigated by quantitative real-time PCR. The results showed that AgNP/PMMA/CA films could reduce the expression of environmental tolerance-related genes in C. sakazakii. The current research shows that AgNP/PMMA/CA film has strong antibacterial activity, and the antibacterial film combined with mild heat treatment can accelerate the inactivation of C. sakazakii and effectively reduce the harm of foodborne pathogens. The AgNP/PMMA/CA film can be used as a potential packaging material or antibacterial surface coating.     

等离子体改性醋酯纤维的烟焦油吸附性能

采用低温常压等离子体对醋酯纤维进行表面改性处理,以提高其对烟焦油的吸附性能.为模拟人的吸烟过程,自行设计了一套烟焦油吸附装置.采用单因素和正交试验,研究了等离子体处理电压、时间、氩气流量和极板间距等因素对烟焦油吸附性能的影响.结果表明,等离子体改性处理的最优工艺为:电压180V,时间90s,氩气流量3L/min,极板间距3mm.采用优化工艺处理的醋酯纤维,对烟焦油的吸附量比常规醋酯纤维高41.73％.     

小檗碱在聚丙烯腈/醋酸纤维素复合纤维染色中的应用

为拓展小檗碱的应用领域,对小檗碱理化性能进行研究,并将小檗碱应用于聚丙烯腈/醋酸纤维素复合纤维染色。通过正交试验对聚丙烯腈/醋酸纤维素复合纤维小檗碱染色工艺进行优化,测定了上染速率曲线和吸附等温线,并测试了染色后聚丙烯腈/醋酸纤维素复合纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌性能。结果表明:小檗碱能溶于水,在pH值3~11范围内耐酸碱稳定性好,在120 ℃以下热稳定性好;小檗碱对聚丙烯腈/醋酸纤维素复合纤维染色吸附等温线呈Langmuir型,小檗碱染色半染时间为15.5 min,平衡上染百分率为97%;最佳染色工艺为:染色温度为100 ℃,染色保温时间为40 min,染色pH值为8;染色后聚丙烯腈/醋酸纤维素复合纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率均可达到92%以上。     

Electrospinning of food-grade nanofibers from cellulose acetate and egg albumen blends

Edible nanofibrous thin films were fabricated for the first time from blend solutions of cellulose acetate (CA) in 85% acetic acid and egg albumen (EA) in 50% formic acid by electrospinning. The mass percentage ratios of CA–EA in the mixed solvents varied from 100:0 to 91:9, 77:23, 66:34 and 0:100. Effects of the blend ratios on the solution properties and morphology of the resulting electrospun products were studied. The results showed that EA lacked sufficient entanglement and also possessed very high surface tension, thereby being unable to form nanofibers. The addition of CA and surfactant (Tween40®) decreased both the electrical conductivity and the surface tension of the blends (p < 0.05), which facilitated the formation of CA–EA blend nanofibers. Scanning electron microscopic images showed that the continuity of the blend fibers was improved with an increase in the EA ratio. Fourier-transformed infrared spectroscopy and thermo-gravimetric analysis results indicated that the obtained fibers were composed of both CA and EA constituents. This study demonstrated a potential to fabricate edible nanofibers from natural food biopolymers using the electrospinning technique. Due to the properties of EA, these nanofibers could provide new functionalities with respect to in vivo-controlled release of nutraceuticals and drugs.     

脂肪酶Lipex100L对醋酸纤维改性工艺探讨

选用脂肪酶Lipex100L对醋酸纤维进行改性,通过测定水解产物乙酸的紫外吸光度变化,确定脂肪酶Lipex100L对醋酸纤维改性的最佳工艺条件:脂肪酶用量4U/mL,处理浴pH7.0,40℃,15h.酶法改性后醋酸纤维的回潮率增大,而强力无明显下降.     

醋酸纤维工业的发展现状

论述了醋酸纤维的发展史、国内外生产现状,以及醋酸纤维的生产技术,介绍了主要生产流程及纤维的物理机械性能,并对我国发展醋酸纤维工业提出了几点建议,包括建设规模、建设方式及设备国产化等问题。