氧化石墨烯改性聚乙烯醇纤维的制备及性能研究

采用凝胶纺丝制备了氧化石墨烯(GO)改性的高强聚乙烯醇(PVA)纤维,研究了GO的含量、纺丝工艺对GO-PVA纤维性能的影响。通过红外光谱、热失重和热失重速率、差示扫描分析、X射线衍射等方法对GO-PVA纤维的结构与性能进行了研究。结果表明:GO-PVA纤维具有更好的拉伸性能,当GO质量分数在0.1%的时候,GO-PVA纤维具有最好的拉伸性能,其最大拉伸倍数、强度和模量分别为41倍、15.6 c N/dtex和185 c N/dtex,比纯PVA纤维提高了36.7%、16.4%和79.6%。     

超高强超高模PVA纤维的制备

综述了制备超高强、超高模PVA纤维的干湿纺丝法,论述了纺丝工艺及方法与纤维性能的关系,介绍了该纤维的应用领域。     

PVA凝胶纺丝工艺对纤维结构与性能的影响

讨论了聚乙烯醇（ＰＶＡ）凝胶纺丝过程中的凝固浴、初生冻胶丝的溶剂萃取和干燥收缩以及干冻胶丝超拉伸、热定型等工艺条件对ＰＶＡ纤维结构和性能的影响，并制备出拉伸强度和模量分别为１１．３和４３０ｃＮ／ｄｔｅｘ的高强高模ＰＶＡ纤维。     

凝胶纺丝技术制高强高模纤维

概述了凝胶纺丝技术的发展简况,以聚乙烯为例,对高聚物凝胶的两种类型——搅拌致凝胶和单晶凝胶及其制备方法进行了讨论。并对凝胶的超拉伸制高强高模纤维的原理以及纤维的结构与性能作了介绍。     

BTCA改性PEG/PVA相变储能纤维的结构与性能

将聚乙二醇(PEG)与聚乙烯醇(PVA)溶液混合,加入丁烷四羧酸(BTCA)作为交联剂配制纺丝原液,采用干法纺丝制得BTCA改性PEG/PVA相变储能纤维;研究了BTCA含量、热处理条件对交联程度的影响,并对纤维的结构、形态、储能性能及力学性能进行了分析。结果表明:在热处理温度为180℃,热处理时间为12 min时,纤维可达到良好的交联效果,纤维的交联程度随BTCA含量的增加呈上升趋势,BTCA质量分数为3%时达到平衡;改性纤维中PEG以独立微相区形式存在,而经热处理后可保留在交联网络中;热处理后的改性纤维力学性能随BTCA含量增加而提高,储能性能也增加且稳定;当BTCA质量分数为6%时,热处理后的纤维断裂强度达3.49 cN/dtex,再经沸水处理后纤维相变焓值可达23.01 J/g,PEG保留率达80%。     

静电纺淀粉/PVA纳米纤维的制备及其交联改性研究

为了提高淀粉纤维的力学性能和水稳定性,使淀粉纤维可以更好地应用于纺织、医药和生物工程等领域,采用静电纺丝法制备淀粉/聚乙烯醇(PVA)纳米纤维,并选择淀粉/PVA质量比为40/60的纳米纤维与戊二醛进行交联。通过扫描电镜、红外光谱(FTIR)仪、差示扫描量热(DSC)分析仪以及万能材料试验机等对纳米纤维的形貌、结构、热性能、力学性能和耐水性等进行了研究。结果表明:随着PVA含量的逐渐升高,淀粉/PVA纳米纤维的直径逐渐变小;FTIR和DSC测试显示淀粉和PVA仅仅是简单的物理共混;两种材料的共混可有效提高纳米纤维的力学性能,当淀粉/PVA质量比为40/60时,淀粉/PVA纳米纤维的力学性能最好;当淀粉/PVA纳米纤维与戊二醛进行交联3~24 h时,淀粉/PVA纳米纤维的接触角由28.31°提高到62.94°,其中交联时间9 h时,接触角为60.18°。     

光致变色PVA/PEI纳米纤维膜制备及性能

针对传统光致变色纤维膜受酸碱等外界影响易导致变色效率低,以及稳定性不高的问题,提出在传统静电纺丝制备PVA/PEI纳米纤维膜的基础上,负载光致变色纳米微球,然后与戊二醛交联,得到性能稳定的光致变色纤维膜,并考察了PVA/PEI质量比、戊二醛交联以及光致变色纳米微球含量对光致变色纤维膜性能的影响。结果表明：在PVA/PEI的质量比为75∶25,光致变色微球的含量为10%时,经过戊二醛交联的光致变色纤维膜表面光滑,串珠连续且均匀;随着紫外光照的增加,纤维膜的颜色逐步加深,但当光致变色微球的含量大于10%时,颜色不再发生变化;将光致变色纤维膜浸水24h,纤维膜仍保持连续且均匀的多孔纤维结构。根据以上试验看出,纤维膜材料可用于环境领域中,以达到美化环境的目的。     

PVA纤维混凝土力学参数间的相关关系

对高强高模聚乙烯醇(PVA)纤维混凝土材料进行大量标准材性试验，并在此基础上研究了PVA纤维混凝土各种常见力学参数之间的关系，为更好、更方便的应用PVA纤维混凝土打下基础；研究表明，相对于普通混凝土材料，加入PVA纤维的混凝土材料各种参数之间的关系稍微改变，随纤维含量的变化也有所变化。     

聚乙烯醇／水滑石共混纤维的制备及其性能研究

采用凝胶纺丝法制备聚乙烯醇／水滑石（PVA／HT）共混纤维。通过扫描电镜（SEM）观察水滑石在PVA／HT共混纤维中的分散状况和共混纤维的表面形态。从傅里叶变换红外光谱（FT-IR）可以看出HT和PVA之间存在明显的氢键作用;热重分析（TG）测试表明水滑石的加入可以有效提高PVA的热性能;加入适量的HT可以提高PVA纤维的断裂强度;随着HT含量的增加,PVA／HT共混纤维的最大拉伸倍数下降且表面易产生缺陷。     

电纺PVA/HBPL荧光纳米纤维膜的制备及其结构性能表征

以水为溶剂,配制质量分数6%的聚乙烯醇(PVA)水溶液,将超支化聚赖氨酸(HBPL)按PVA∶HBPL质量比分别为9∶1,7∶1,5∶1加入PVA水溶液中共混均匀,制得纺丝溶液,在直流电压22 kV、推进速率为0.3 mL/h、接收距离为14.5 cm、30℃的条件下进行静电纺丝制得PVA/HBPL荧光纳米纤维膜,并对其结构性能进行表征。结果表明:PVA/HBPL荧光纳米纤维膜的纤维表面光滑,粗细均匀,平均直径为247~321 nm,在波长392 nm的激光激发下,PVA/HBPL荧光纳米纤维膜的发射波长为438 nm,荧光强度为40.80~98.20,荧光现象明显;随着HBPL含量的增加,PVA/HBPL荧光纳米纤维膜的纤维直径分布变宽,平均直径增加,熔点与熔融焓降低,荧光强度增强,拉伸强度先增加后减小,断裂伸长率降低。     

硅烷偶联剂修饰纳米SiO_2改性MF/PVA纤维的结构与性能

采用经硅烷偶联剂KH570表面修饰的纳米SiO_2(KH570-SiO_2)对三聚氰胺甲醛/聚乙烯醇(MF/PVA)浆液进行改性,采用湿法纺丝并改变凝固浴温度制得了KH570-SiO_2改性MF/PVA纤维,采用旋转黏度计分析对比了KH570-SiO_2改性前后纺丝浆液的黏度变化,研究了KH570-SiO_2及凝固浴温度对MF/PVA纤维结构与性能的影响。结果表明:KH570-SiO_2改性后MF/PVA浆液的稳定性有所提高,KH570-SiO_2改性后MF/PVA纤维的断裂强度有所下降,但纤维韧性有较大提高,纤维耐热性能和阻燃性能也有较大提高;随着凝固浴温度的升高,KH570-SiO_2改性MF/PVA纤维的特征热分解温度和极限氧指数(LOI)先增大后降低,纤维LOI均高于28%;纤维断裂强度随凝固浴温度的升高而增大,而纤维断裂韧性则呈现先降低后增大趋势;凝固浴温度为50℃时,制得的KH570-SiO_2改性MF/PVA纤维LOI为38.7%,纤维断裂强度和断裂伸长率分别为2.53 c N/dtex和5.17%。     

Preparation and properties of PVDF/PVA hollow fiber membranes

On principle of polymer blend phase separation, PVDF/PVA hollow fiber membranes were prepared using phase inversion method. The membrane morphology and performance varied with the blending ratio. The PVDF/PVA blends showed incompatibility by the results of dynamic mechanical analysis (DMA) and infrared attenuated total reflection (FTIR-ATR) sampling technique. Based on bursting pressure and tensile strengths results, we suggest that the mechanical properties of PVDF/PVA blend membranes are worse than that of PVDF membrane. PVA can improve the hydrophilicity of PVDF/PVA hollow fiber membranes, which could be illuminated by the decrease in contact angle, the increase in equilibrium water content (EWC) and the variety in dynamic moisture regain. The pure water flux increases while the rejection ratio decreases with PVA content increasing. Moreover, PVA can improve the anti-fouling property of PVDF/PVA hollow fiber membranes, which could be illuminated by the result of increase coefficient of resistance.     

苯并三唑/纳米TiO_2改性PPS纤维的制备及性能

为了改善聚苯硫醚(PPS)纤维的光稳定性能,将苯并三唑与纳米二氧化钛(Ti O2)按一定比例复配与PPS切片进行共混熔融纺丝,制得改性PPS纤维,研究了改性PPS纤维的可纺性及其性能。结果表明:苯并三唑/纳米Ti O2复配物的质量分数大于1.5%时,改性PPS纤维的可纺性变差;当复配物质量分数小于等于1.5%时,改性PPS纤维的表观形貌和可纺性满足工业生产要求;随着苯并三唑/纳米Ti O2的添加量增加,改性PPS纤维的断裂强度有所降低,断裂伸长率和热性能变化不大;当苯并三唑质量分数为1.5%,Ti O2为0时,PPS的结晶速率最大,改性PPS纤维的光稳定性能最好,光照前后的色度变化值为14.02。     

甲醚化MF改性MF/PVA阻燃纤维的结构与性能

以甲醚化三聚氰胺甲醛(MF)树脂、MF树脂和聚乙烯醇(PVA)在一定条件下制得纺丝原液,经湿法纺丝得到甲醚化MF改性的MF/PVA纤维;研究了纺丝过程中氮流失率和纤维的形貌结构、力学性能、热性能以及阻燃性能.结果表明:甲醚化MF的加入可以降低MF树脂在凝固浴中的溶出;随甲醚化MF比例的增加,氮流失率逐渐降低,纤维表面更...     

Mechanical properties and prediction of fracture parameters of geopolymer/alkali-activated mortar modified with PVA fiber and nano-SiO2

Properties of fly ash (FA) and metakaolin (MK) based geopolymer/alkali-activated mortar modified with polyvinyl alcohol (PVA) fiber and nano-SiO₂, including workability, compressive strength, flexural performance, elastic modulus and fracture property were tested in this study. PVA fiber content varies from 0 to 1.2%. Nano-SiO₂ content is 0 and 1%. Adaptive neuro-fuzzy interfacial systems (ANFIS) method was used to establish the artificial intelligence (AI) model to predict the fracture parameters of geopolymer/alkali-activated mortars. The inputs of ANFIS models include PVA fiber content, nano-SiO₂ content, compressive strength, flexural strength, elastic modulus, critical crack mouth opening displacement, crack load and peak load. The outputs of ANFIS model include critical effective crack length, initiation fracture toughness, unstable fracture toughness, and fracture energy. Experiment results showed that PVA fiber addition enhanced the mechanical properties especially the compressive strength and fracture performance, but decreased the workability. 0.8%–1.0% was considered as the optimal content of PVA fiber. Addition of 1% nano-SiO₂ shows a slight improvement on both workability and mechanical properties of the mortar no matter how much fiber is added. Based on the ANFIS algorithm and 42 sets of experimental data, the trained models were proved to have high accuracy with root mean square error (RMSE) under 0.15, mean absolute error (MAE) under 0.01, and coefficient of determination (R²) over 0.85. The ANFIS model established in this study combined the fracture properties with the basic mechanical properties of geopolymer/alkali-activated composites, which can provide a new method to assess the fracture performance of geopolymer/alkali-activated mortars modified with PVA fiber and nano-SiO₂ in the future.     

二硫代焦磷酸酯微胶囊阻燃PVA纤维的制备及性能

采用原位聚合的方法制备了以新戊二醇二硫代焦磷酸酯(DDPS)为核、三聚氰胺甲醛树脂(MF)为壳的阻燃微胶囊(MDDPS),分别将DDPS和MDDPS无卤阻燃剂与聚乙烯醇(PVA)共混纺丝,制备了无卤阻燃PVA纤维;表征了MDDPS的结构及形貌,研究了纯PVA纤维、DDPS/PVA纤维、MDDPS/PVA纤维的力学性能、阻燃性能、热稳定性、燃烧前后的形貌。结果表明:微胶囊MDDPS的平均粒径增大至7.82μm,仍能满足共混纺丝要求;DDPS及MDDPS的加入,PVA纤维力学性能下降;MDDPS/PVA纤维阻燃性能较好,极限氧指数达31.3%,燃烧时膨胀较为明显,且600℃时残炭率达到19.1%,炭层较为致密,有气泡产生,释放不燃性气体阻止了燃烧。     

疏水/亲油改性柚子皮纤维的制备及其性能研究

以柚子皮为基材,正硅酸乙酯(TEOS)、十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)制作前驱液,通过浸涂法制备复合疏水/亲脂材料。利用FTIR、SEM、接触角测量仪对该材料进行表征,并研究改性柚子皮吸油效果及油水分离能力。结果表明,SiO_2成功的附着在柚子皮纤维表面,并且DTMS水解产生的涂层成功的与柚子皮表面羟基缩合,使疏水涂层涂覆在柚子皮表面。改性柚子皮对植物油、煤油、苯、甲苯的最大吸附量为13. 3,9. 6,7. 7,7. 5 g/g。在植物油、煤油、苯、甲苯/水混合液中,其最大吸附量为12. 6,9. 5,7. 5,7. 3 g/g。同时改性柚子皮具有良好的油水分离能力与可重复利用性能。     

疏水/亲油改性柚子皮纤维的制备及其性能研究

以柚子皮为基材,正硅酸乙酯(TEOS)、十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)制作前驱液,通过浸涂法制备复合疏水/亲脂材料。利用FTIR、SEM、接触角测量仪对该材料进行表征,并研究改性柚子皮吸油效果及油水分离能力。结果表明,SiO_2成功的附着在柚子皮纤维表面,并且DTMS水解产生的涂层成功的与柚子皮表面羟基缩合,使疏水涂层涂覆在柚子皮表面。改性柚子皮对植物油、煤油、苯、甲苯的最大吸附量为13. 3,9. 6,7. 7,7. 5 g/g。在植物油、煤油、苯、甲苯/水混合液中,其最大吸附量为12. 6,9. 5,7. 5,7. 3 g/g。同时改性柚子皮具有良好的油水分离能力与可重复利用性能。     

PVA/PANI导电复合纤维的制备

以聚合度2000的聚乙烯醇(PYA)为原料,采用干湿法凝胶纺丝制备PVA初生纤维,经拉伸、热定型后,在苯胺(ANI)溶液中浸渍聚合制备PVA/PANI导电纤维,研究了导电纤维的结构与性能。结果表明:采用干湿法制备的PVA初生纤维在常温下拉伸2倍,经ANI溶液浸渍聚合,得到的PVA/PANI导电纤维的体积电阻率达34Ω·cm,该导电纤维直接热定型后断裂强度达2.8 cN/dtex。     

再生羽毛蛋白/PVA复合纤维的制备

经0.1～0.2 mol/L过氧乙酸氧化鸭毛制得再生羽毛蛋白原液,再与聚乙烯醇(PVA)共混纺丝得到再生羽毛蛋白/PVA纤维;通过正交实验分析了过氧乙酸浓度、过氧乙酸溶解温度、超声波处理时间、再生蛋白与PVA质量比4个因素对纤维性能的影响.结果表明:在过氧乙酸浓度为0.15 mol/L,过氧乙酸溶解温度为60℃,超声波...