抗菌材料在果蔬采后病害控制中的应用研究进展

抗菌材料是近年来发展的新型保鲜材料,因其优良的抗菌活性和广阔的应用潜能而成为研究的热点之一。本文首先阐述了无机抗菌材料、有机抗菌材料和复合抗菌材料的主要作用物质及其作用机理,然后着重介绍了各类型抗菌材料在果蔬采后病害控制领域的研究进展,最后对抗菌材料的发展进行了分析和展望,以期为果蔬采后抗菌保鲜材料的进一步研究开发提供借鉴。     

智能及新型抗菌材料在纺织领域中的应用

阐述了智能抗菌材料、新型抗菌材料的研究进展及其抗菌效果。重点介绍了智能抗菌材料复合水凝胶、环糊精包合物以及新型抗菌材料石墨烯及其衍生物,并总结了各类抗菌材料的制备方式、抑制的代表菌种及其应用。讨论了智能及新型抗菌材料在纺织品应用方面的整理方式、抗菌纺织品的抗菌性和抗菌持久性。     

石墨烯特性及石墨烯基功能纺织品的作用机理

石墨烯基于其优异的性能在纺织新材料领域具有广阔的应用前景。简述石墨烯在电学、热学和力学方面的特性,介绍石墨烯基功能纺织品的制备方法,以及石墨烯用于阻燃材料、抗菌材料及抗静电材料的研究状况和作用机理,以期为石墨烯基纺织品的创新研究和实践应用提供思路。     

新型纺织用生物基抗菌整理剂的研究进展

为深入了解目前生物基抗菌整理剂的研究进展,分别介绍了微生物基抗菌整理剂ε-聚赖氨酸和灵菌红素,动物基抗菌整理剂复合型壳聚糖、改性壳聚糖和纳米壳聚糖,以及多种类型植物基抗菌整理剂的抗菌机制及性能特点;针对性地介绍了3类抗菌整理剂在纺织领域的应用基础与目前国内外的最新研究进展,分析了其产品的抑菌效果及与传统纺织用抗菌整理剂相比的性能优势;最后总结了这些新型生物基抗菌整理剂仍然存在的问题,并对其在未来的发展方向进行了展望。     

石墨烯-铜复合材料研究新进展

石墨烯是一种新型低维碳材料它具有优异的光学、电学、热学和力学性能,被认为是具有战略意义的新材料,近年来迅速成为材料科学和凝聚态物理等领域的研究热点,而石墨烯-金属复合材料是石墨烯应用的重点研究方向之一。从理论研究方面概述了国内外对石墨烯-铜复合材料的最新研究进展,阐述了石墨烯-铜界面对位错、热传输有阻碍作用和一定抗辐照损伤的能力,重点介绍其中一些具有优异性能的研究结果及其在目前研究中面临的困难。     

石墨烯改性蚕丝的制备方法及其应用研究进展

为优化蚕丝纤维和石墨烯材料的相互结合作用并进一步增强和丰富蚕丝纤维的性能和用途,扩大其在纺织及生物医疗柔性可穿戴领域的应用,详细介绍了石墨烯及其衍生物材料通过内在改性法和外在改性法制备蚕丝材料的方法及应用,并对比分析了各种方法的优缺点,简要介绍了改性蚕丝材料中氧化石墨烯化学还原法和高温还原法的特点。阐述了在力学性能、导电性能、抗紫外线性能、抗菌性能、防污/防水性能等方面,石墨烯改性蚕丝的工作机制及研究进展。综述了石墨烯改性蚕丝材料的性能及其在智能传感器纺织品领域的应用现状,最后展望了石墨烯改性蚕丝材料的研究及发展方向,以期拓宽其应用。     

功能化石墨烯改性水性涂料的应用探讨

石墨烯是一种新型的二维碳材料,具有优良的光学、电学、力学性能。近些年,随着石墨烯材料的兴起,有很多学者将石墨烯材料用于水性涂料改性研究,取得了较好的效果,制备出了多种功能化石墨烯改性水性涂料,比如改性水性聚氨酯涂料、改性水性环氧涂料、改性水性丙烯酸涂料和改性锌基水性涂料等几种。本文对以上几种功能化石墨烯改性涂料的研究进展进行了阐述,并分析了绿色环保的功能化水性涂料在该行业未来的主要发展方向。     

生化防护服的研究进展

为了全面了解生化防护服的各项性能要求,首先介绍了4种生化防护服的类别和透湿机制;其次列举了橡胶基防护材料、离子交换膜材料、消毒高分子材料和其他高分子复合材料等用于生化防护服主要材料的研究进展,重点展示了生化防护服的研究现状。然后总结了应用于生化防护服的新型技术,包括自修复技术和静电纺丝技术,为生化防护服的发展提供了新的思路。最后根据生化防护服的发展状况总结了当前面临的问题,并对未来的研究趋势做出展望。研究表明：尽管目前生化防护材料发展迅速,但其产业化仍面临诸多问题,现有的各类生化防护服优缺点明显,未来应侧重于防护范围和性能的扩大与提升,并使其向舒适化及智能化发展。     

石墨烯与纤维的高性能化

石墨烯是纤维材料的理想增强体,其在聚合物中的分散及与聚合物基体的相互作用是复合纤维制备的关键因素。从石墨烯／ 纤维复合纺丝工艺出发,介绍了国内外石墨烯纳米复合纤维的研究进展。主要包括石墨烯的性质及功能化改性工艺,石墨烯纤维以及石墨烯与聚合物复合制备复合纤维的制备方法,并讨论了石墨烯与柔性链聚合物纤维和刚性链聚合物纤维的纳米复合过程的不同。目前石墨烯／ 聚合物基复合纤维因成本高、制备工艺复杂,尚处于研究阶段,但随着工艺的不断发展,未来可在航天航空轻质复合材料、导电纤维及耐热纤维等领域发挥重要的作用。     

聚合物基石墨烯复合纤维及其纺织品研究进展

针对高纯石墨烯纤维可纺性差、成本高及分散难等问题,归纳了石墨烯的功能化改性方法,并对聚合物基石墨烯及其纺织品的研究进展进行综述。通过石墨烯与聚合物基体相的相互作用分析,深入探讨石墨烯对聚合物基石墨烯纤维微结构的影响机制,提出聚合物基石墨烯纺织品开发面临的技术挑战和理论难题。研究表明,石墨烯的高导电性和聚合物基体的柔性赋予聚合物基石墨烯纤维良好的可编织性,可确保其在拉伸、扭转、冲击等条件下具有良好的电导率稳定性,有望加快柔性可穿戴纺织品的开发进程。最后指出,利用可控和可预测的加工技术,在解决石墨烯高效分散的基础上可解决石墨烯高成本的问题,是聚合物基石墨烯纺织品的重要研究方向。     

抗菌羽绒的短流程制备及其性能

为降低抗菌羽绒制备中的原绒损耗,缩短工艺流程,将抗菌整理剂加入羽绒最后一道漂洗浴中,经振荡浸渍、离心脱水、烘干制得抗菌羽绒。借助扫描电镜、傅里叶红外光谱仪等对羽绒结构进行表征,通过平板菌落计数法测试羽绒的抗菌性能,同时分析此工艺对羽绒基础指标的影响。结果表明：采用短流程工艺制得的抗菌羽绒其形貌、蓬松度不受影响,抗菌剂填充并附着在绒丝纤维表面凹纹和菱节夹角处,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有优异的抗菌性能,抑菌率达100.00%;经3次水洗,抗菌羽绒对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别达到90.00%和66.18%,具有一定的耐水洗性能;短流程抗菌工艺降低了对原料绒的损伤,抗菌羽绒的清洁度、残脂率、耗氧量、气味并未发生明显变化。     

抗菌防沾污生物防护材料的制备及其性能

为保护医护人员生命健康安全,研制了一种兼具抗菌和阻隔功能的可重复使用生物防护材料。首先以纳米银(AgNPs)为抗菌剂,热塑性聚氨酯(TPU)为基体,通过静电纺丝技术制备载银TPU纳米纤维膜;然后以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为疏水整理剂,涤纶织物为基材,通过等离子体刻蚀—浸轧PDMS—焙烘工艺制备防沾污织物;最后将制备的载银TPU纳米纤维膜与防沾污织物进行点胶复合制备生物防护材料。测试了生物防护材料的抗湿性能、透湿性能、防水性能及过滤性能等。结果表明：经过50次标准洗涤后,防沾污织物的水接触角达到143.1°;纳米银负载量为300 mg/kg的生物防护材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均达到99.99%,且沾湿等级达到5级,水蒸气透过量为2 654.8 g/(m²·24 h),断裂强力为450 N左右,静水压为53.6 kPa,过滤效率达到99%以上。     

聚乳酸/百里酚抗菌纤维的制备与性能

为开发一种绿色环保可降解的抗菌纤维，将具有良好生物可降解性的聚乳酸(PLA)与天然抗菌剂百里酚采用温控共混装置混合均匀后，利用熔融纺丝法制备PLA抗菌纤维。借助扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、 X射线衍射仪、单纤维强力测试仪及综合热分析仪等研究了不同质量分数百里酚对PLA抗菌纤维表观形貌、化学结构、结晶结构、热学以及力学性能的影响，并利用振荡烧瓶法测试纤维的抗菌性能。结果表明：在成纤过程中，百里酚会附着在纤维外表面发挥抗菌作用；随着百里酚质量分数的增加，PLA抗菌纤维的热分解温度和熔融温度逐渐降低，断裂伸长率先增加后缓慢减小，最高可达320.98%,是纯PLA纤维的50～90倍；另外，随着百里酚质量分数的增加，PLA抗菌纤维的结晶度逐渐增大；当百里酚质量分数大于15%时，PLA抗菌纤维的抑菌率达到99.99%以上，可完全抑制金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的生长。     

仿贻贝型耐久抗菌织物的制备及其性能

为获取高效耐久的抗菌织物,以儿茶酚、乌托品和氯化锌等为前驱物,通过简便快捷的一步水热反应,在棉、锦纶及锦纶/棉等织物表面原位构筑纳米氧化锌/儿茶酚甲醛树脂结构,制得仿贻贝型耐久抗菌织物。借助扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪等对织物的形貌与化学构成进行测试与表征,分析了织物的抗菌、力学、手感、细胞毒性等性能及甲醛残留量。结果表明：纳米氧化锌被儿茶酚甲醛树脂固着在织物上,所得织物对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和真菌均具有高效的非溶出型抗菌作用,且耐水洗效果突出,在循环洗涤50次后的抑菌率仍高达99.99%;抗菌织物的断裂强力未明显下降,手感评分与原织物相近,细胞毒性较低,未检出甲醛残留。     

花状氧化石墨烯原位展开共聚聚酰胺6及其功能纤维

为实现复合纤维中石墨烯的分子级分散,从而改善现有石墨烯复合纤维制成率低、强度低、耐用性差等问题,提出了一种原位展开共聚的机制,使得聚酰胺6(PA6)分子接枝的石墨烯片能够均匀分散在体系内,从而批量制备多功能PA6/石墨烯纤维,建立起全新的纤维制备-加工-性能一体化系统,实现了多功能性和高力学性能的兼顾。结果表明：在聚合过程中,花状氧化石墨烯呈现出逐步展开、分散的形貌变化,同时参与聚合反应中;反应结束后,PA6分子均匀接枝在石墨烯片表面,并诱导PA6发生了晶型转变;加入0.1%石墨烯后复合纤维单丝的拉伸强度相比纯PA6纤维提高25.4%,拉伸模量提高49.5%;此外,石墨烯复合PA6面料兼具优异的抗菌、抗病毒、远红外发射、负离子发生、防紫外线等功能,具有广阔的市场前景。     

Fe/C多孔碳材料制备及其涂层棉织物的吸波性能

为提高涂层棉织物的吸波性能,采用溶液混合法制备磁性金属有机框架(Fe-MOF),通过高温热解制备Fe/C多孔碳材料,以聚丙烯酸酯为黏合剂,将Fe/C多孔碳材料复合在棉织物上制备柔性纺织复合材料。借助X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、振动样品磁力计与热重分析仪分别对Fe/C多孔碳材料的结构、微观形貌、磁性能进行表征与测试,使用矢量网络分析仪对Fe/C多孔碳材料和涂层棉织物的吸波性能进行分析。结果表明：在频率为4.6 GHz时,Fe/C多孔碳材料的反射损耗值最小为-60.4 dB,小于-10 dB的有效带宽为1.4 GHz,最佳厚度为4.3 mm;涂层棉织物的反射损耗值最小为-53.94 dB,小于-10 dB的有效频宽为X波段(频率为8.2～12.4 GHz),最佳涂层厚度为4.5 mm; Fe/C多孔碳材料涂层棉织物厚度达到3.5 mm以上时,其吸波性能优良。     

丝瓜络衍生碳纤维基复合材料的电磁波吸收性能

为解决当前多孔磁性碳基吸波材料制备工艺繁杂、能耗高、环境不友好等问题,提出基于多孔生物质源衍生的绿色环保策略。以高孔隙丝瓜络为前驱体,Co²⁺为金属源,二甲基咪唑为配体,经配位自组装获得丝瓜络/金属有机骨架结构复合材料,并经高温煅烧得到碳纤维基钴/碳(LS-Co/C)复合材料。结果表明：在800℃煅烧后,LS-Co/C展现了优异的吸波性能,厚度为1.5 mm时有效吸收带宽为5.2 GHz (12.8～18.0 GHz),其良好的吸波特性得益于错综复杂的三维多孔网络结构为电磁波提供了适宜的损耗空间,在电磁场作用下产生感应电流,并在碳纤维导电网络中快速衰减,同时钴/碳复合材料与碳纤维形成的多重界面极化助力电磁波进一步衰减。该研究将为新型多孔磁性碳基吸波材料的设计开发提供策略。     

基于二维碳化钛材料修饰的功能棉针织物制备及其性能

为拓展二维碳化钛材料在棉针织物中的应用,制备具有一定耐水洗性能的导电棉针织物,首先利用LiF/HCl混合溶液刻蚀前驱体钛碳化铝获得二维碳化钛导电材料(Ti₃C₂T_x),再对棉针织物进行阳离子化改性,使Ti₃C₂T_x通过静电作用附着到阳离子化的棉针织物表面,得到导电棉针织物材料。借助X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段对棉针织物在阳离子化改性前后以及负载Ti₃C₂T_x前后进行形貌表征和元素分析。通过RTS-9型四探针测试导电棉针织物的表面电阻,对棉针织物阳离子化改性工艺及Ti₃C₂T_x在阳离子化棉针织物表面的负载条件进行了优化。得到棉针织物阳离子化改性的最佳工艺:阳离子改性剂用量为10%(o.w.f),氢氧化钠质量浓度为10 g/L,获得Ti₃C₂T<...     

仿生鳞片针织结构自供能传感织物的制备及其性能

为研究仿生鳞片针织结构自供能传感织物结构对其性能的影响,利用针织成形工艺将锦纶纱线、聚四氟乙烯纱线及镀银锦纶纱线设计并制备三维仿生鳞片针织结构,形成基于仿生鳞片针织结构的自供能传感织物,并对其性能进行研究。结果表明：该仿生鳞片针织结构自供能传感织物可大规模织造,其电学输出性能受鳞片与间隔部分接触面积的影响,可通过调节纵向间隔来调控其电学性能;织物的各向异性与鳞片的纵向间隔及排列方式有关,小纵向间隔、叠瓦状排列方式下的应变强化特征明显,可提供较强的支撑性;该自供能传感织物保持织物内在舒适性的同时,兼具智能性与功能性,满足柔性与防护性需求。     

复合型无氟聚丙烯酸酯乳液的制备及其防水性能

针对含氟拒水整理剂存在生物毒性、耐久性较差等问题,合成了一种聚丙烯酸酯型无氟防水剂。将丙烯酸十八酯(SA)分别与丙烯酸乙基己酯(2-EHA)和甲基丙烯酸环己酯(TMCHMA)进行细乳液聚合,制备了成膜等性能不同的2种SA共聚物胶乳;2种胶乳经复合后用于织物的无氟防水整理,借助原子力显微镜观察了复合胶乳涂膜的表面形貌,研究了复合比例及用量对整理织物表面结构以及防水性的影响。结果表明：与2-EHA共聚可提高胶乳的成膜性,而TMCHMA的引入则可增强胶乳的保形性;2种胶乳复合后,在整理后的织物表面形成微纳疏水结构,整理织物的防水性能显著提升,其静态接触角最高可达152°,防水等级达到5级,经50次耐磨损测试后仍保持良好的疏水性能。