阻燃涤纶/海藻酸钙纤维复合材料的制备及其性能

针对海藻酸钙纤维阴燃的现象,通过标准纤维解离器将阻燃涤纶与海藻酸钙纤维共混制备了阻燃复合材料,对复合材料的阻燃性能、热稳定性以及锥形量热测试后的残渣微观形貌进行表征。结果表明:当阻燃涤纶与海藻酸钙纤维以质量比为40∶60混合时,复合材料的阴燃时间小于1 s,损毁长度为12 mm;在燃烧过程中,阻燃涤纶受热熔融覆盖在海藻酸钙纤维表面,隔绝了海藻酸钙纤维与空气的接触,从而抑制海藻酸钙纤维的阴燃;与阻燃涤纶相比,复合材料具有较低的热释放量和烟释放量;在复合材料质量损失的第3个阶段(350~600 ℃),海藻酸钙纤维热分解的中间产物避免了阻燃涤纶的快速分解,提高了复合材料的稳定性,促进了残炭的形成。     

磁场诱导结构生色海藻酸钙纤维的快速制备及其性能

为制备颜色饱和度高、力学性能优良的结构生色海藻酸钙纤维,首先以溶剂热法制备了磁性微球,然后将其分散至聚乙二醇二丙烯酸酯中,使磁性微球在磁场下自组装,在海藻酸钙纤维表面构筑结构色涂层,分析了影响结构生色海藻酸钙纤维显色性能和力学性能的因素。结果表明：当磁性微球的粒径分别为125、145、190 nm时,其在海藻酸钙纤维表面固化后得到了蓝色、绿色和红色的结构色,磁性微球结构色涂层可对海藻酸钙纤维进行较好地包覆,其主要成分为立方相Fe₃O₄,可使纤维的断裂强力由纯海藻酸钙纤维的78 cN分别增加到158、162、169 cN,断裂伸长率也得到了显著提高。     

海藻酸钙/纳米晶纤维素复合膜的制备及性能研究

采用硫酸水解脱脂棉制备纳米晶纤维素,并以浇注法制备海藻酸钙/纳米晶纤维素复合膜。通过对复合膜的机械性能、吸水性能、透湿性能和光学性能进行检测,结果表明,以此法制得的纳米晶纤维素呈棒状,直径20~40nm,长径比约为7。将纳米晶纤维素添加入膜中,复合膜的抗拉强度和断裂伸长率显著增大,而吸水性、透湿性和透光率显著减小。     

载银海藻酸钙纤维的制备及其应用性能

以海藻酸钙纤维和纳米银溶液为原料,采用浸渍富集法制备了载银海藻酸钙纤维。采用红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)表征了载银海藻酸钙纤维的结构,测试了载银前后海藻酸钙纤维的吸湿性能和力学性能,检测了不同银含量载银海藻酸钙纤维的抗菌性能。结果表明,载银海藻酸钙纤维表面的银颗粒粒径在20~50 nm左右,载银对海藻酸钙纤维的吸湿性能和力学性能影响较小,当载银海藻酸纤维银含量达到18 000mg/kg时,对白色念珠菌(ATCC 10231)、大肠杆菌(ATCC 25922)的抑菌率均达到99%以上。     

载银海藻酸钙纤维的制备

在载银海藻酸钙纤维制备过程中,研究纳米银溶液的pH值、浸渍温度、浸渍时间、烘干温度、载银量和有机溶剂洗涤等因素,对载银海藻酸钙纤维的吸湿性能和力学性能的影响。结果表明,在优化的工艺条件下,即控制纳米银溶液pH值为7、常温浸渍20 min、烘干温度60℃,并采用80%(V乙醇/V水)的乙醇水溶液洗涤制备得到的载银海藻酸钙纤维,保持了海藻酸钙纤维本身优异的吸湿性能,同时保留了一定的力学性能和蓬松性能,能满足载银海藻酸钙纤维的后续加工要求。     

铜离子改性海藻酸钙纤维的性能

采用硫酸铜溶液浸泡处理海藻酸钙纤维,制得了铜离子改性海藻酸钙纤维;测试了改性后纤维的红外光谱、物理机械性能、耐食盐性能、吸湿性、抗菌性、热分解性能以及极限氧指数(LOI)等.其中,断裂强度为3.28 cN/dtex,比未改性的纤维强度提高了25%.耐食盐性提高,在食盐溶液中浸泡未发生凝胶化,但仍会发生损伤,造成纤维的断裂强度下降,而吸湿性和阻燃性能下降,但对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌作用显著且效果持久.     

海藻酸钙纤维的阻燃性能

采用氧指数法和锥形量热仪测试海藻酸钙纤维的阻燃性能,结果表明,海藻酸钙纤维具有优异的阻燃性能.其极限氧指数为34.4%,在空气中离火自熄;且燃烧过程中的热释放速率、有效燃烧热和总放热量比较低,二氧化碳的生成速率比较高.采用热重分析仪、X-射线衍射仪和裂解-气相色谱-质谱联用仪研究海藻酸钙纤维的热分解过程以及不同裂解阶段的凝聚相裂解产物和气相裂解产物,发现海藻酸钙纤维具有阻燃性的原因在于组成纤维的海藻酸大分子的特殊结构,以及纤维中钙离子的作用.     

海藻酸钙纤维的溶胀性研究

研究海藻酸钙纤维所含Ca2+与Na+、K+等离子的交换而导致纤维溶胀甚至溶解的现象.用不同条件下的KCl溶液、NaCl溶液分别处理海藻酸钙纤维,通过处理后纤维增重率的变化及处理液所含Ca2+含量的变化,探讨离子交换对海藻酸钙纤维溶胀性能的影响.结果表明:溶液pH值对海藻酸钙纤维溶胀性影响显著,在pH7,温度60～ 65℃,质量分数25％(相对纤维质量)的盐溶液中浸泡20 min时具有最大溶胀性.浸泡纤维后的处理液所含Ca2的浓度与纤维溶胀性变化趋势一致,并且K+溶液处理对海藻酸钙纤维溶胀性能的影响高于Na+.研究表明海藻酸钙纤维的溶胀主要是由于处理液中Na+、K+等离子与纤维所含Ca2的交换导致基于钙离子复合而成纤维的复合结构解体所致.     

纤维素/碳纳米管复合纤维的制备及其功能化应用

针对导电材料填充纤维素复合纤维的强度与导电性能难以兼顾的问题,利用羧基改性碳纳米管能较好地分散在水中,以及低温(-10℃)条件下氢氧化钠/尿素溶液能较好地溶解纤维素这个特性,制备了纤维素/碳纳米管复合纺丝液,然后通过湿法纺丝制备了含有不同质量分数碳纳米管的复合纤维,对复合纤维的微观结构、力学性能以及电学性能进行表征。结果表明：由于纤维素与碳纳米管之间的强相互作用以及碳纳米管的取向,使复合纤维具有良好的力学性能和导电性能,当碳纳米管质量分数为20%时,复合纤维的断裂强度为165 MPa,电阻为3 kΩ;当电压升高到30 V时,复合纤维的温度在15 s内可上升到62.3℃,且吹气和浸入水中都能产生规律的电阻变化。     

载药再生细菌纤维素纤维的制备及其表征

为获得一种具有优良生物相容性,能够用于伤口敷料的纤维材料,以细菌纤维素为原料,以氯化锂/二甲基乙酰胺为溶剂体系制备纺丝液,以水为凝固浴,采用湿法纺丝技术制备再生细菌纤维素纤维,进而以环丙沙星为模型药物对再生细菌纤维素纤维进行载药整理,制得一种可用于伤口敷料的载药纤维。通过X射线衍射、力学性能、载药性、释药性等测试对再生细菌纤维素纤维进行表征。结果表明:纤维直径约为40μm,表面呈沟槽结构,力学强度可达2.5 c N/dtex;细菌纤维素再生后,晶型发生了改变,从纤维素Ⅰ型转化成纤维素Ⅱ型,且结晶度从66.3%降低至36.2%;载药和释药结果显示,再生细菌纤维素纤维在碱性条件下载药量最高,载药纤维在酸性条件下释药量最高。     

长余辉发光再生纤维素纤维的制备

对稀土铝酸锶长余辉粉末采用硅烷偶联剂进行包覆处理,增强了稀土铝酸锶粉末在水性溶液中的稳定性。以包覆处理过的稀土铝酸锶粉末为添加剂,以新型碱体系制备的再生纤维素为基材,通过湿法纺丝,制备出长余辉发光再生纤维素纤维。借助傅里叶红外光谱仪、扫描电镜、X射线衍射仪、单纤维强力测试仪、余辉亮度测试仪对样品的性能进行表征,结果表明:偶联剂通过化学键Si—O—Al包覆在稀土铝酸锶粉末上;经过偶联剂处理后,发光纤维的外观形貌较为光滑,直径约为60μm;纤维中稀土铝酸锶结构和纤维素Ⅱ结构同时出现,二者没有相互影响;纤维力学强度提高了10%;余辉初始亮度为0.82 cd/m~2。     

海藻酸钠/明胶共混纤维的制备及其性能研究

以Ca^2＋和BTCA为凝固剂,采用湿法纺丝制备了海藻酸钠/明胶共混纤维;通过对纤维的吸湿性和物理机械等性能进行测试,确定了纤维成形过程的影响因素如pH值、碱剂、凝固剂、凝固时间和干燥温度等.结果表明：质量比m（海藻酸钠）：m（明胶）为7：3～8：2,碱剂为三乙醇胺,CaCl2凝固时间为60 s,酸浴为pH值约4.0的BTCA,在纺丝液中加入1.5%～2.0%（对纺丝液质量）的丙三醇有利于纤维物理机械性能的提高,干燥温度为50 ℃时可得性能较好的共混纤维;并用生物显微镜观察了纤维的纵向和横截面形状.     

纯海藻酸盐纤维的性能

对经湿法纺丝制备的纯海藻酸盐纤维的相关物理机械性能和化学性能进行了测试分析。结果表明：纯海藻酸盐纤维具有很高回潮率和较好吸水性,且具有一定的自阻燃性。纯海藻酸盐纤维的耐热性较差,加热至110 ℃时,纤维开始发黄,而且强度下降明显,说明纤维不适宜做高温处理。纤维的耐酸性能和耐碱性能都较差,在室温、弱酸溶液中虽不溶胀,但对强度的影响很大。纯海藻酸盐纤维的耐碱性也较差,遇含有钠离子的盐溶液易发生溶胀甚至全部溶解。     

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。     

海藻酸/明胶共混纤维的制备与应用

海藻酸/明胶共混纤维具有较高的生理活性、优良的物理性能、良好的止血性和高吸湿率,用于伤口敷料.主要论述了海藻酸/明胶共混纤维的成纤机理、纺丝工艺过程和它作为伤口敷料的应用.