等离子体接枝丙烯酸改性聚丙烯腈导电纳米纤维纱线的制备

为提高聚吡咯在聚丙烯腈纳米纤维纱线表面的粘附牢度,增加纳米纤维纱线表面的亲水性,采用常温常压等离子体技术对聚丙烯腈纳米纤维纱线表面进行丙烯酸接枝改性处理,再通过原位聚合法制备聚吡咯导电纳米纤维纱线;探讨了等离子体接枝改性的最佳处理次数和接枝时间,研究了吡咯单体浓度、氧化剂用量、掺杂剂浓度和反应时间等对聚丙烯腈纳米纤维纱线导电性的影响。结果表明:当等离子体处理功率为100 W,接枝时间为4 h,接枝2次时,聚丙烯腈纳米纤维纱线的吸水率由未处理时的227.21%提升至350.31%,纱线的质量增加率可达90%;在吡咯浓度为0.6 mol/L,三氯化铁浓度为0.8 mol/L,盐酸浓度为0.6 mol/L,0 ℃条件下反应4 h时,聚丙烯腈纳米纤维纱线的电导率提高到4.589 S/cm。     

涤纶/聚酰胺6纳米纤维包覆纱的连续制备及其应用

为制备兼具力学性能和导电性能的氨敏传感器基体材料,采用一种水浴静电纺丝法连续制备涤纶工业丝为芯,聚酰胺6纳米纤维为皮层的纳米纤维包覆纱(NCY),并采用原位聚合法对其进行导电处理,制备表面负载聚吡咯的导电纳米纤维包覆纱(NCY/PPy),借助扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱仪对NCY和NCY/PPy进行表面形貌和化学结构分析,同时研究了NCY/PPy的导电性能、力学性能、氨敏性能。结果表明,NCY具有超高的比表面积;经导电处理后,负载的聚吡咯未堵塞纤维之间的空隙,纳米纤维包覆层仍保持多孔网状结构,当吡哜浓度为0.07 mol/L 时,NCY/PPy的电导率达7.19×10^-2 S/cm;高比表面积的纳米结构导电层,有利于提高气敏传感器对氨气的敏感性。     

PPy@PU纳米纤维膜的制备及其电磁屏蔽和应变传感性能

利用静电纺丝技术制备了聚氨酯(PU)纳米纤维膜材料，通过原位液相聚合在PU纳米纤维表面形成连续的聚吡咯(PPy)导电网络，构建了柔性PPy@PU纳米纤维导电膜材料，系统研究了聚合PPy前后PU纳米纤维形貌的变化、吡咯(Py)单体在纤维表面的最佳聚合条件以及PPy@PU纳米纤维膜的电磁屏蔽和应变传感性能。结果表明:PPy能够较好地聚合在PU纳米纤维表面，且当聚合时间为6 h、Py单体浓度为0.15 mol/L、膜厚为0.124 mm时，PPy@PU纳米纤维膜具有较好的柔性，电导率为722 S/m，在X波段(8.2～12.4 GHz)的电磁屏蔽效能为25.02 d B;同时在该条件下，PPy@PU纳米纤维膜具有优异的应变传感性能，在伸长率为50%时，电阻变化率为94.6%，最大拉伸应变系数可达326.3。说明构建的PPy@PU纳米纤维膜材料可以应用于具有电磁屏蔽和应变传感功能的可穿戴电子设备领域。     

高导电性聚吡咯涂层织物的制备

为将聚吡咯导电材料应用于纺织领域,开发具有优良导电性及导电稳定性的功能性纺织面料,利用氢氧化钠/尿素体系对棉针织物表面进行改性,通过原位聚合的方法将聚吡咯沉积于改性的棉针织物表面制备导电织物,探讨了吡咯单体浓度、氧化剂用量、掺杂剂浓度、掺杂剂种类、反应温度和时间等参数对织物导电性的影响。将织物在空气、水中的导电稳定性进行对比,筛选出合适的掺杂剂。结果表明:5-磺基水杨酸钠(浓度0.015 mol/L)为掺杂剂,吡咯浓度为0.3 mol/L,氯化铁浓度为0.4 mol/L,在0 ℃下聚合反应4 h时,聚吡咯涂层后棉织物的表面方阻可降为1.4 Ω/□,而且涂层织物在空气中的导电稳定性好于其在水中的稳定性。     

外泌体功能化串晶结构纤维膜的制备及其成骨分化性能

为提高合成可吸收引导骨再生膜的骨诱导活性,通过静电纺丝和溶剂诱导结晶法制备了聚己内酯(PCL)/β-磷酸三钙(β-TCP)串晶纳米纤维膜,并通过聚多巴胺的黏附作用将外泌体负载于纤维膜上进行改性,对复合纤维膜的微观形貌、化学组成、理化性能和细胞成骨分化性能进行测试与分析。结果表明:PCL/β-TCP纳米纤维上成功诱导出串晶结构,且经串晶和聚多巴胺双重修饰的纤维膜具有最佳的表面浸润性和优异的蛋白吸附能力,最终获得的外泌体功能化的串晶纳米纤维膜在串晶结构、聚多巴胺和外泌体共同作用下可促进骨髓间充质干细胞碱性磷酸酶活性的增加,有望应用于体内加速骨愈合。     

热塑性聚氨酯/特氟龙无定形氟聚物超疏水纳米纤维膜制备及其性能

针对纳米纤维膜力学性能低和疏水性较差的问题,首先采用静电纺丝法制备热塑性聚氨酯(TPU)纳米纤维膜,然后通过浸渍特氟龙无定形氟聚物(AF)溶液获得TPU/特氟龙AF超疏水纳米纤维膜,借助扫描电子显微镜、电子万能试验仪、视频接触角张力仪等探究了浸渍质量分数、浸渍时间对纳米纤维膜疏水性及力学性能的影响。结果表明:当特氟龙AF溶液质量分数为6%时,该纳米纤维膜水接触角大于150°,油接触角小于3°,展现出超疏水性;该纳米纤维膜的力学强度不受浸渍的影响,弹性模量可达到5.09 MPa,在过滤介质、生物医学领域等具有良好的潜在应用价值。     

丝素蛋白/聚己内酯共混复合纳米纤维拉伸性能研究

为研究静电纺丝丝素蛋白/聚己内酯共混复合纳米纤维的力学性能,为其在组织工程支架方面的应用提供指导,制备了静电纺丝丝素蛋白/聚己内酯共混复合纳米纤维膜,对其中单根纤维的力学性能进行了直接拉伸测试。测试结果显示了大变形情况下共混静电纺丝纤维的拉伸力学性能特点。通过总结其中的数学规律,进行参数拟合,获得了可应用于静电纺丝膜力学模型研究的应力应变函数。     

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。     

疏水性导电聚吡咯整理棉织物的制备及其性能

为提高纺织品的多功能性如导电和疏水性等,在棉织物表面合成了疏水导电高分子材料聚吡咯。通过加入低表面能的掺杂剂来调控聚吡咯的疏水性与导电性,并对聚吡咯整理棉织物的表观形貌、电导率、接触角及K/S值等进行表征。结果表明,以木质素磺酸钠(LGS)为模板,掺杂 0.025 mol/L全氟辛基磺酸钾(KPFOS)制得的聚吡咯整理棉织物疏水性能最佳,且达到超疏水状态;以蒽醌-2-磺酸钠盐(AQS)为软模板、掺杂十二烷基苯磺酸(DBSA) 的聚吡咯复合棉织物电导率最大。以AQS为软模板且以0.01 mol/L DBSA掺杂的聚吡咯整理棉织物综合性能较好: 接触角为131.2°,电导率为61.4 S/cm。因此通过模板的微观形貌控制以及烷基链或全氟烷基链的掺杂,可得到同时具备良好导电和疏水性能的聚吡咯整理棉织物,但其掺杂剂的调控机制仍需进一步研究。     

掺杂氧化石墨烯的复合纳米纤维纱的制备

利用静电纺丝技术制备了掺杂氧化石墨烯(GO)的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维纱,然后通过原位液相沉积法在其表面接枝导电聚合物聚吡咯(PPy),获得PAN/GO/PPy复合纳米纤维纱。利用扫描电镜、红外光谱和数字源表表征了复合纳米纤维纱形貌结构和性能。结果表明,掺杂氧化石墨烯后,聚丙烯腈(PAN)纳米纤维直径显著减小,比表面积从6.744 m~2/g增加至9.044 m~2/g,并显示了良好的力学性能。此外,当吡咯(Py)单体浓度为90 mmol/L时,PAN/GO/PPy复合纳米纤维纱显示出最佳的导电性能,其电导率为217.7 S/cm。     

UHMWPE/PANI复合导电纤维的制备及其性能

采用原位聚合法制备了UHMWPE/PANI复合导电纤维。探讨了氧化剂种类及过硫酸铵浓度对复合纤维电导率及表面形态的影响,并研究了UHMWPE/PANI复合纤维的化学结构及力学性能。结果表明：纤维表面形成的聚苯胺导电层赋予了纤维一定的导电性能,以过硫酸铵为氧化剂制得的复合纤维的导电性能最强,其电导率可达10-1S/cm;随过硫酸铵浓度的增加,复合纤维的电导率呈现先增后减的趋势,以30g/L时制得的复合纤维的电导率最高。复合纤维是基质纤维与聚苯胺的共混体系,且导电处理未引起基质纤维分子链结构的变化。导电处理后,纤维的断裂强度较未处理前有少量增加,断裂伸长率基本保持不变。     

基于废弃针织桑蚕丝织物的抗菌复合纳米纤维膜的制备

采用废弃针织桑蚕丝织物,将其回收、溶解、提纯制备出再生丝素,并作为添加剂应用于纺丝溶液中,利用静电纺丝技术制备出一种抗菌纳米纤维膜。通过对丝素加入比例探究得到最佳的工艺参数,并通过X射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)测试分析了所制备的复合纳米纤维膜的物理化学性能。该纤维膜应用于抗菌测试,达到了预期的效果,抑菌率达93.53%,抗菌率达47.62%。通过静电喷涂可直接将纳米纤维膜与涤纶导电织物和普通涤纶织物结合,实现了在纺织品上的初步应用。     

应用原位聚合法的PTT/毛/聚苯胺复合导电纱制备与性能

本文采用了一种新颖的基于原位聚合法的连续制备导电纱线的方法,以PTT/毛混纺纱为原料,制备了PTT/毛/PANI复合导电纱线,探讨了反应液浓度对复合导电纱电导率的影响,并研究了PTT/毛/PANI复合导电纱的表面形貌、化学结构及力学性能。研究结果表明：随着反应液浓度的提高,复合导电纱线中的聚苯胺含量增大,纱线的电导率提高,可达1.08×10-2S/cm;红外分析表明复合导电纱是PTT、羊毛与聚苯胺的共混体系;纱线经导电处理后,断裂强力、断裂伸长率与初始模量均有所提高,但屈服应力和屈服伸长率都有一定程度的下降。     

石墨烯整理蚕丝织物的导电性能

为获得耐水洗和高导电的纺织材料,采用原位还原法将氧化石墨烯(GO)用于蚕丝织物的导电整理。探究了GO 质量浓度、GO 溶液pH 值、还原剂用量、超声时间和十二烷基苯磺酸钠质量浓度等对蚕丝织物导电性能的影响,分析了还原氧化石墨烯(rGO)导电蚕丝织物的导电耐久性,并借助扫描电子显微镜对织物形貌进行表征。结果表明：在GO 质量浓度为15 g/ L,GO 溶液pH 值为5,还原剂质量浓度为5 g/ L,超声时间为30 ~ 60 min 时,采用原位还原法还原吸附GO 并烘干的蚕丝,其表面电阻值降低至1. 372 kΩ/ cm,导电性优良;蚕丝表面被GO 完全覆盖,经20 次水洗或机械摩擦后蚕丝织物依然保持较好的导电性能。     

聚吡咯/涤纶导电复合织物的制备及性能

以涤纶织物为基底材料,FeCl3为氧化剂,通过原位聚合吸附法制备聚吡咯/涤纶导电复合织物。探讨了氧化剂浓度、吡咯单体浓度、掺杂剂用量、反应温度和反应时间等各因素对织物导电性的影响,并通过SEM观察导电聚合物织物的表面微观形貌。结果表明,通过控制反应条件,可以制备性能良好的导电高聚物织物。     

紫外线辐照聚吡咯/银导电涤纶织物的制备

为得到导电性能优良的涤纶织物,在紫外线辐照下通过原位聚合法制备聚吡咯/银导电涤纶织物。探讨了AgNO₃浓度、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)浓度、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)浓度和反应时间对聚吡咯/银(PPy/Ag)导电涤纶织物导电性能的影响,并探究其最佳制备工艺。结果表明:当低温真空等离子体处理功率为220 W,处理时间为4 min,AgNO₃浓度为0.4 mol/L,SDBS浓度为0.02 mol/L,PVP浓度为0.8 mol/L,反应时间为8 h时,所制得的导电涤纶织物表面方阻最小,为61.54 Ω/□,且表面具有1层连续的聚吡咯导电薄膜;导电涤纶织物表面存在纳米银颗粒,其具有良好的抗菌性,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌带宽度均大于1 mm。     

PTT/PANI复合导电纤维的制备与性能

采用原位聚合法制备了PTT/PANI复合导电纤维,探讨了反应时间、等离子预处理、拉伸状态对复合纤维电导率的影响,并研究了PTT/PANI复合纤维的表面形貌、热学性能及力学性能。结果表明：纤维表面形成的聚苯胺导电层赋予了纤维优良的导电性能,其电导率可达10-2S/cm;对纤维进行氧气等离子预处理可明显提高复合纤维的电导率;反应时间对复合纤维的电导率也有较大影响;PTT/PANI复合纤维经拉伸后导电性能明显下降。复合纤维的热稳定性在高于430℃时优于基质纤维并在一定程度上提高了基质纤维的力学性能。