热处理对聚丙烯腈/聚环氧乙烷复合纳米纤维膜的力学性能影响研究

采用静电纺丝法制备了聚丙烯腈和聚环氧乙烷纳米纤维膜,依次放置于方舟之上,热处理后得到了聚丙烯腈/聚环氧乙烷(PAN/PEO)复合纳米纤维膜,通过TG、SEM、多功能拉伸仪等研究了热处理温度和压力对复合纳米纤维膜形貌、力学性能的影响。结果表明:在140℃、20kPa压强的条件下得到的PAN/PEO纳米纤维膜保持了静电纺纳米纤维膜多孔的特点;在100℃、20kPa压强条件下得到的PAN/PEO纳米纤维膜具有较佳力学性能。     

高过滤性能石墨烯复合纳米纤维膜的制备及性能

将石墨烯(GR)纳米颗粒掺杂到聚丙烯腈(PAN)纺丝溶液中,利用静电纺丝技术制备石墨烯/聚丙烯腈(GR/PAN)复合纳米纤维膜。研究PAN质量分数、GR用量、纺丝电压及接收距离对GR/PAN复合纳米纤维膜形貌和过滤性能的影响,发现最优纺丝工艺参数为PAN质量分数14.0%、GR用量1.5%、纺丝电压26 kV、接收距离14 cm、注射速度1 mL/h。此最优纺丝工艺参数制备的GR/PAN复合纳米纤维膜的过滤效率为98.86%,过滤阻力为110.30 Pa。     

TiO2/PAN碳化纳米纤维膜的制备及其对腐殖酸的降解效果

以丙烯腈为原料自制聚丙烯腈(PAN)粉末,静电纺丝法制备PAN纳米纤维,采用溶胶-凝胶法负载TiO2,制备TiO2/PAN碳化纳米纤维膜.通过SEM、DG-DTG及元素分析等方法对纳米纤维进行表征.研究结果表明,用PAN质量分数为3%的纺丝液进行静电纺丝,在预氧化温度280℃及碳化温度550℃条件下可制得直径100～1...     

柔性可清洗的光热织物用于海水淡化

正近日,东华大学陈志钢教授课题组尝试将光热纳米材料封装在纳米纤维中,研发了一种新型柔性可清洗的光热转换布。他们以碳纳米管(CNTs)作为光热转换纳米材料,以聚丙烯腈(PAN)作为基体,通过静电纺丝技术成功制备了无纺布。这种无纺布由直径约为200 nm的PAN纳米纤维组成,纳米纤维中包裹有CNTs。润湿后的CNT@PAN无纺布具有高达90.8%的光吸收效率。将CNT含量为2%的CNT@PAN无纺布包裹聚苯乙烯(PS)泡沫上,并漂浮在水面上。在模拟太阳光(1k Wm-2)的照射下,其平均表面温度在200秒时迅速上升到≈43℃,高于没有PS泡沫的表面温度(≈32℃)。     

聚丙烯腈静电纺/聚丙烯熔喷复合材料的制备及过滤性能研究

以聚丙烯腈(PAN)为原料,N,N-二甲基甲酰胺为溶剂制备纺丝液并进行静电纺丝,用熔喷聚丙烯(PP)非织造材料为基材接收静电纺PAN纳米纤维膜,制备PAN静电纺/PP熔喷复合材料。研究了静电纺丝工艺参数对纤维直径及均匀度的影响,优化了静电纺丝工艺,在此基础上改变纺丝时间控制熔喷非织造材料表面复合的静电纺纳米纤维含量,通过AFC-131滤料性能测试系统测试了PAN静电纺/PP熔喷复合材料的空气过滤性能。结果表明,在熔喷非织造材料喷覆静电纺PAN纳米纤维膜后,过滤效率明显提高,颗粒越小,过滤效率提高越多,且随喷覆时间的增加,过滤效率提高,滤阻增加,但滤阻增加值小于过滤效率增加值,综合考虑在纺丝时间为10min时,可以制备高效低阻的PAN静电纺/PP熔喷复合非织造过滤材料。     

防紫外线、防电磁辐射PAN复合纳米纤维膜的制备及性能分析

为制备具有防紫外线、防电磁辐射双重功能的纳米纤维膜,在纯聚丙烯腈(PAN)溶液中加入二氧化钛(TiO_2)与纳米银颗粒(AgNPs),利用静电纺丝方法制备纯PAN和PAN/TiO_2、 PAN/AgNPs、 PAN/TiO_2/AgNPs复合纳米纤维膜,分析纳米纤维膜的微观形貌、紫外线防护性能、紫外线吸收性能和防电磁辐射性能。结果发现:当在纯PAN溶液中加入质量分数为0.50%的TiO_2及1.20%的AgNPs时,制备的PAN/TiO_2/AgNPs复合纳米纤维膜具有极好的紫外线防护功能和防电磁辐射功能,可用于开发具有防紫外线和防电磁辐射双重功能的纳米纤维纺织品。     

聚丙烯腈基Si/C/碳纳米管复合碳纳米纤维膜的制备及其储能性能

针对Si材料储能过程中体积膨胀的问题,首先采用静电纺丝技术制备聚丙烯腈(PAN)/Si /Fe复合纳米纤维(NFs)膜,然后经化学气相沉积法在复合NFs膜上生长碳纳米管(CNTs),最后经800 ℃炭化得到PAN基Si/C/CNTs复合碳纳米纤维(CNFs)膜。借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、热重分析仪等表征复合CNFs膜的结构与性能,并将其用于锂离子电池负极进行电化学性能测试。结果表明:用添加质量分数为15% 的FeSO₄(占PAN)催化剂的纺丝液制备的复合CNFs膜具有独特毛毛虫结构,其可有效提升电池的电化学性能,具有2 067.9 mA·h/g的初始放电比容量,循环400圈后仍具有851.2 mA·h/g 的放电比容量,每圈的容量衰减率仅为 0.15%。     

氮掺杂氧化石墨烯-TiO2/PAN复合纳米纤维膜的制备及其光催化性能

为制备具有较高光催化性能的材料,使用尿素改性氧化石墨烯得到氮掺杂氧化石墨烯(NG),然后用NG改性TiO2得到NG-TiO2,结合静电纺丝技术使其负载在聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜上,得到具有光催化活性的多孔NG-TiO2/PAN复合纳米纤维膜.对该材料采用扫描电镜(SEM)、可见紫外漫反射光谱(UV-vis DRS)...     

纳米ZnO的分散及PAN/ZnO纳米复合纤维膜的制备

利用添加分散剂、超声波分散及机械搅拌的方法将纳米氧化锌(ZnO)分散在聚丙烯腈纺丝液中,采用高压静电纺丝技术制备了PAN/ZnO纳米复合纤维膜。研究了分散剂的添加顺序、分散剂的种类、分散剂的用量对纳米ZnO分散效果的影响;用扫描电镜观察PAN/ZnO纳米复合纤维膜的微观形貌。结果表明:将质量分数为10%(相对于纳米ZnO)的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)加入到DMAC溶液中,超声分散20 min,纳米ZnO的分散效果最好。     

聚丙烯腈/银复合纳米纤维高效滤膜的制备及其长效性能

为实现高效低阻的过滤效果，将具有抗菌性能的纳米银颗粒掺杂在聚丙烯腈(PAN)溶液中，利用静电纺丝技术制备了PAN/Ag复合纳米纤维膜，对其微观结构进行观察，测试了纳米纤维膜的透气性能、透湿性能、润湿性能和过滤性能。结果表明：在纳米银质量分数为0.9%,纺丝时间为30 min时，PAN/Ag复合纳米纤维膜的过滤效率达到99.38%,阻力压降为43.12 Pa,品质因子达到最高0.117 9 Pa^-1,透气率为539.1 mm/s,水接触角为112.5°,具有较好的透湿率；将PAN/Ag复合纳米纤维膜静置365 d后安装在空调滤芯上，还可保持有优良的过滤性能。本文研究拓宽了纳米空气滤材在实际生活中的应用范围，有望在精准过滤领域实现应用。     

过硫酸铵浓度对PAN/PANI纳米纤维膜电磁屏蔽性能的影响

为了探讨过硫酸铵(APS)浓度对聚丙烯腈(PAN)/聚苯胺(PANI)纳米纤维膜电磁屏蔽性能的影响,得到电磁屏蔽性能更加优异的复合纳米纤维膜,基于静电纺丝技术,选用PAN纳米纤维膜为原料并浸入苯胺(An)酸溶液中,加入不同浓度的氧化剂APS,采用原位聚合方法制备出PAN/PANI复合纳米纤维膜。对PAN/PANI复合纳米纤维膜的微观结构、增重率、电阻性能和电磁屏蔽性能进行测试,应用回归分析方法,确定最佳的APS浓度。结果表明：氧化剂浓度为0.3 mol/L时,PAN纤维表面聚合的PANI紧密均匀,形成了良好的导电网络结构,屏蔽效能最佳。采用原位聚合方法可以制备出具有优异防电磁辐射性能的PAN/PANI复合纳米纤维膜,为进一步开发具有电磁屏蔽性能的功能性纳米纤维纺织品奠定基础。     

石墨烯/PAN静电纺/PP纤维针刺复合空气过滤材料的制备

对适用于全新风系统的高效低阻并具有抑菌性能的复合空气过滤材料进行研发。先将聚丙烯腈(PAN)静电纺纳米纤维膜沉积到优选的丙纶(PP纤维)针刺过滤材料上,测试其过滤性能,采用极差分析和灰色聚类分析法选出最优静电纺丝工艺参数;再配制石墨烯质量分数分别为0.5%、1.0%和1.5%的石墨烯/PAN静电纺丝液,基于最优静电纺丝工艺参数,制备石墨烯/PAN静电纺/PP纤维针刺复合空气过滤材料,测试并分析其过滤性能和抑菌性能。结果表明:制备PAN静电纺纳米纤维膜的最优静电纺丝工艺参数为PAN质量分数11.0%、纺丝电压15 kV、注射速度0.84 mL/h、接收距离14 cm;在最优静电纺丝工艺参数条件下,石墨烯质量分数为0.5%时,石墨烯/PAN静电纺/PP纤维针刺复合空气过滤材料的过滤性能最好。石墨烯/PAN静电纺/PP纤维针刺复合空气过滤材料高效低阻,并具有优良的抑菌性能,适用于全新风系统过滤室内空气中的微细颗粒物。     

载银PAN纳米纤维膜的制备及其抗菌性能研究

以乙二胺和丙烯酸甲酯加成聚合制备端氨基超支化聚合物(HBP),再以超支化聚合物作为还原剂和稳定剂制备粒径约为10 nm的纳米银溶液。以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂溶解聚丙烯腈粉末(PAN),采用高压静电纺丝技术制备了直径为数百纳米的PAN纳米纤维膜,并用所制备的纳米银溶液对PAN纳米纤维膜进行抗菌整理。研究显示,低温下纳米银颗粒较难负载于PAN纳米纤维膜上。当处理温度上升至90℃时,纳米纤维膜上的载银量可达10%以上。载银PAN纳米纤维膜具备良好的抗菌性能。     

中空二氧化硅粒径对PAN纤维膜隔热性和柔软度的影响

为了探究隔热填充物中空二氧化硅(SiO₂)粒径大小对静电纺丝制备的纤维膜导热系数和柔软度的影响，设计制备不同粒径的中空SiO₂微球；采用单轴静电纺丝的方法将中空SiO₂填充于聚丙烯腈(PAN)纤维膜中，制备中空SiO₂微球/聚丙烯腈(PAN)复合纤维膜。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、热常数分析仪等仪器对中空SiO₂微球形貌、复合纤维膜的形貌、导热系数和柔软度进行观察、测试和分析。结果表明：自制中空SiO₂微球、粒径均匀、形貌规整，且在纤维内部具有良好的分散性；少量添加中空SiO₂微球，即可以显著提高复合纤维膜的隔热性能，在同等体积含量下，减小粒径有利于增加复合纤维膜的隔热性能。与纯聚丙烯腈纤维膜导热系数0.0480 W/(m·K)相比，填充了130 nm中空SiO₂微球的复合纤维膜导热系数为0.0359 W/(m·K),降低了25%。且中空SiO₂微球粒径小，可以使复合纤维膜保持更高的...     

同轴静电纺多级微纳米纤维膜的制备及其相变调温性能

为开发适宜人体温度的相变调温纺织品,采用同轴静电纺丝的方法将聚乙二醇(PEG)作为芯层封装在氮化硼(BN)增强的聚丙烯腈(PAN)壳层中,制备出氮化硼/聚丙烯腈/聚乙二醇(BN/PAN/PEG)复合相变纤维.研究了相变材料配比及BN浓度对纺丝膜形貌、热性能的影响,并对纤维膜进行热成像分析、热重分析表.结果 表明:PEG...     

聚丙烯腈/醋酸纤维素/TiO2复合纳米纤维膜的制备及其光催化降解性能

为研究碱改性前后复合纳米纤维膜的光催化降解性能,首先利用静电纺丝技术制备聚丙烯腈/醋酸纤维素/二氧化钛(PAN/CA/TiO₂)复合纳米纤维膜,依次用0.05、0.10 mol/L的氢氧化钠溶液对其进行碱处理,制得聚丙烯腈/再生纤维素/二氧化钛(PAN/RC/TiO₂)复合纳米纤维膜,并应用于染料废水处理。借助扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪及接触角测量仪等手段表征了复合纳米纤维膜的结构与亲水性;同时研究了复合纳米纤维膜的力学与光催化降解性能。结果表明:经碱处理后,复合纳米纤维膜的静态接触角由125.30°减小到10.20°,亲水性能得到很大的改善;PAN/RC/TiO₂复合纳米纤维膜对亚甲基蓝(MB)溶液的降解率达到91.2%,而空白对照样对MB溶液的降解率仅为10.1%,且重复使用3次后,复合纳米纤维膜对MB溶液的降解率仍达74.7%。     

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。     

聚丙烯腈抗菌复合纳米纤维膜的制备及其抗菌性能

为研究分析不同抗菌剂对聚丙烯腈(PAN)抗菌纳米纤维的影响,进一步开发功能性纳米纤维纺织品,通过静电纺丝方法制备PAN/三氯生(TCS)、PAN/TiO₂抗菌复合纳米纤维膜,借助扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪等对纳米纤维膜的微观结构和性能进行表征。结果表明:相对于纯 PAN纳米纤维膜,PAN/TCS 和PAN/TiO₂抗菌纳米纤维膜的纤维直径减少了39% ~ 71%,拉伸强度增加了12% ~ 88%; PAN/TCS 复合纳米纤维膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌圈都大于1 mm;由于TiO₂为非溶出型菌剂,PAN/TiO₂复合纳米纤维未发现抑菌圈;PAN/TCS 和PAN/TiO₂纳米纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率都达到了91.98%以上,且抑菌率随着TCS和TiO₂质量分数的增加而增加。     

聚丙烯腈纳米纤维增强聚氨酯基复合膜的制备及其力学性能的研究

利用静电纺丝制备聚丙烯腈/聚氨酯(PAN/PU)复合纳米纤维膜,通过热处理复合纳米纤维膜制备聚丙烯腈纳米纤维增强聚氨酯基(PANNFs/PU)复合膜。采用扫描电子显微镜(SEM)分析PAN/PU复合纳米纤维膜热处理前后的形貌结构,采用多功能拉伸仪测试纤维膜热处理前后的力学性能。分析发现,PANNFs/PU复合膜力学性能受混纺溶液中占比多的一方影响,当混纺溶液中PAN和PU质量比为4∶6时,得到的PANNFs/PU复合膜断裂应力达到152.1 MPa,断裂伸长达到178.8%,较其他质量比PANNFs/PU复合膜,整体所表现的力学性能佳;当混纺溶液PAN和PU质量比为4∶6时,混纺溶液质量分数增加到18%时,和PAN/PU复合纳米纤维膜相比,PANNFs/PU复合膜断裂应力增长了3倍左右,达到217.8 MPa,断裂伸长增长了2.5倍左右,达到320.9%。     

聚丙烯腈复合纳米纤维膜的制备及性能表征

采用静电纺丝技术制备口罩芯材,以获得具有纳米蛛网结构的纤维膜材料,从而赋予材料更强的空气滑移效应。采用聚丙烯腈(PAN)和不同质量分数的氯化钡(BaCl₂)制备复合纤维膜。通过电导率和黏度评价纺丝液的性能;通过扫描电镜观察纤维膜的表面形貌,以纤维膜的形貌评价材料的空气过滤效果。结果表明：加入低质量分数BaCl₂对纺丝液的黏度和表面张力的影响较小,而使纺丝液的电导率增大,有利于获得直径分布均匀的纳米纤维膜。采用PAN质量分数为15%的纺丝液,加入质量分数为0.4%的BaCl₂,制得形貌良好的PAN纳米纤维膜。采用直径300～500 nm的电中性NaCl气溶胶颗粒对纤维膜的过滤性能进行测试,结果显示纤维膜的空气过滤效率为87.27%,具有较好的过滤效果。