高熔融指数聚乙烯母粒的制备及其红外透射熔喷材料的可纺性

针对现有的聚乙烯(PE)原料熔体流动性能差、熔融指数低、熔喷成纤困难等问题,以纺丝级线性低密度PE为原料,采用低分子质量聚乙烯蜡(PEW)增塑和催化断链降解协同法,制备了多系列熔喷用高熔融指数聚乙烯(HMI-PE)母粒,分别对其熔体的流变性能、分子质量及其分布、结晶性能、热稳定性进行了研究,并进一步制备了PE熔喷材料(PE-MBs),对PE-MBs的表观形貌、力学性能、红外透射性能进行了表征和分析。研究结果表明：随着PEW质量分数的增加,HMI-PE的分子质量下降、熔融指数不断增大,呈现典型的剪切变稀行为,但HMI-PE母粒热稳定性无明显影响。当PEW质量分数大于30%时,HMI-PE母粒的可达200 g/(10 min)以上(230℃),呈现良好的熔喷可纺性和力学性能。PE-MBs的红外透过率超过92%,具有优异的中红外透过性能。     

热塑性聚氨酯增韧聚乳酸及其熔喷非织造材料研究（英文）

聚乳酸(PLA)生物可降解熔喷非织造材料因其超细纤维结构和环境友好性而体现出有力的市场竞争力,但PLA由于其本身力学韧性不足,限制了拓展应用。文章以高流动性热塑性聚氨酯(TPU)为PLA的增韧材料,采用熔融共混法制备熔喷非织造用PLA/TPU复合母粒,对其相结构形态、热-结晶性能、热稳定性和晶型结构变化进行研究,进一步制备了PLA/TPU熔喷非织造材料。结果表明:PLA与TPU为不相容体系,TPU对PLA的结晶过程和晶型结构几乎无影响,但使PLA的热稳定性有所下降。TPU共混质量比在20%以内,PLA/TPU的熔喷加工性较佳,PLA/TPU熔喷非织造材料相比单一PLA熔喷材料体现出更好的强度和拉伸延展性。     

聚苯硫醚熔喷可纺性的研究

聚苯硫醚聚合物熔点高、流动性差、熔体黏度大,使其很难进行熔喷纺丝。从4种不同性能的聚苯硫醚原料入手,筛选出适合熔喷纺的原料,进而对熔喷纺丝工艺参数进行探索,分析了聚苯硫醚的熔喷可纺性。结果显示:熔融指数为258 g/(10 min)的聚苯硫醚具有较好的熔喷可纺性。当纺丝工艺参数为:挤出机2 Hz、风机35 Hz、挤出机主体温度340℃、喷丝头温度345℃、风温350℃时,可以纺出连续均匀的聚苯硫醚无纺布,纤维直径为2～5μm。     

驻极体对熔喷用PLA材料热性能及可纺性的影响

针对驻极体填充乳聚酸熔喷非织造材料在制备过程中存在纺丝不稳定和驻极体易团聚等缺点,特别纺丝不稳定性大大影响了聚乳酸熔喷材料的过滤效率、可驻极性和电荷贮存的稳定性。本文在在制备驻极体填充PLA复合材料的基础上,分析了熔喷用PLA复合材料的热性能,用DSC的方法,探讨了不同驻极体含量的PLA复合材料的可纺性。结果表明：少量驻极体的添加有利于PLA材料的结晶。利用熔融结晶峰、过冷度和结晶温度区间表征可纺性,研究表明纯的聚乳酸和含5%驻极体聚乳酸复合材料具有较好的可纺性。     

PEG增韧聚乳酸熔喷非织造材料的制备与性能

为了提高聚乳酸（PLA）的韧性,分别使用具备可降解特性的不同分子质量聚乙二醇（PEG）和PLA熔融共混,制得不同相对分子质量PEG的PLA/PEG共混材料。通过熔喷工艺,制备得到具有良好韧性的超细纤维熔喷非织造材料。系统探究了不同相对分子质量PEG对PLA材料的断面形貌、流动性能、热性能、结晶形貌以及对PLA熔喷非织造...     

可降解聚乳酸熔喷非织造材料的制备与研究

为提高可降解聚乳酸(PLA)熔喷非织造材料的过滤效率和电荷存储稳定性,改善其正常使用过程中的尺寸稳定性,以PLA-6252D为基础原料,通过添加一定质量分数的可生物降解的驻极母粒和稳定剂,制备了4种可降解PLA熔喷非织造材料,测试并分析了外观及基本物理性能、过滤性能、热收缩性能。结果表明：可降解纯PLA熔喷非织造材料驻极后滤效较驻极前的提升了一倍之余,但电荷存储稳定性差,纵向热收缩率高达31.3%;添加5%(质量分数)可生物降解驻极母粒可以改善可降解PLA熔喷非织造材料的驻极性能和电荷存储稳定性,且热收缩性能较可降解纯PLA熔喷非织造材料稍有改善;掺配5%(质量分数)可生物降解稳定剂能在一定程度上改善可降解PLA熔喷非织造材料的热稳定性,但不能兼顾驻极效果;当添加的可生物降解稳定剂的质量分数达10%时,纺丝性能受到影响。     

熔喷非织造用聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚酯)/聚乳酸双组分生物降解材料的可纺性能

采用熔融共混法制备了质量比为100/0、75/25、50/50、25/75、0/100的熔喷非织造用PHBV/PLA共混材料,分别采用热重分析法（TG）、熔融指数法（MFI）、热台偏光镜法（POM）和毛细管流变法对共混材料的可纺性能进行了研究,并对其初生纤维的纺丝性能给予了初步评价。研究表明：PHBV的热稳定性差、加工窗口窄且熔体流动性差,PHBV/PLA共混材料的热稳定性和熔体流动性明显改善;PHBV结晶速率快, PLA对PHBV的结晶具有稀释作用;PHBV/PLA共混物为典型的切力变稀型流体,PHBV对温度和剪切速率变化敏感度高,PHBV/PLA共混材料的表观粘度随着PLA含量的提高而有所增大,但均小于纯PLA;PHBV纤维发粘现象严重,纺丝困难,随着共混材料中PLA含量的提高,纺丝性能提高,初生纤维表面变得光滑。     

熔喷聚乳酸/聚偏氟乙烯电晕驻极空气过滤材料电荷存储与过滤性能相关性研究

针对空气颗粒物污染问题,为实现对空气中PM_2.5以及其它有害颗粒物的高效过滤,从而达到保护人体生命健康的目的,将介电性与极性良好的聚偏氟乙烯(PVDF)与生物可降解的聚乳酸(PLA)熔融共混,并经过熔喷纺丝工艺结合电晕驻极,制备出具有纤维直径细、孔径小、过滤效率高、过滤阻力低的环境友好型驻极体空气过滤材料。通过系统研究PVDF对PLA电晕驻极体空气过滤材料的结晶行为、电荷存储性能及其机制与过滤性能之间的关系,发现PVDF的引入对PLA/PVDF熔喷非织造布纤维的结晶性能具有重要影响,可使PLA结晶速度加快,结晶度增加。PLA/PVDF电晕驻极熔喷布的初始表面静电势高达3 kV以上,热刺激放电测试峰值更高,电荷存储量有明显提升。特别地,在85 L/min纺丝流速下测试,PLA/PVDF单层电晕驻极熔喷非织造布过滤性可达85%,过滤阻力小于40 Pa,相较于未添加PVDF的电晕驻极熔喷非织造布过滤效率提升20%以上;探讨了电晕驻极后PLA/PVDF熔喷非织造布的电荷存储机制,发现PLA/PVDF熔喷非织造布的电荷存储性能提升最终使过滤性能提高。     

熔喷用麦饭石/聚乳酸共混材料的制备及其性能

为了探究熔喷用麦饭石/聚乳酸共混材料的结构与可加工性，采用三乙氧基甲基硅烷(Methyltriethoxysilane, MTES)对麦饭石(Medical stone, MS)进行表面改性，并以改性麦饭石(MTES-MS)为填料，以聚乳酸(Polylactic acid, PLA)为基体，通过熔融共混工艺制备出不同质量比的MTES-MS/PLA共混材料。通过对共混材料的截面形态、结晶结构、热稳定性和力学性能等进行表征和分析。结果表明：MTES-MS与PLA基体有良好的界面相容性；MTES-MS的加入对PLA的玻璃化转变温度和结晶结构的影响不大，但会使其结晶度和热稳定性有所上升；随着MTES-MS质量分数的增加，在同一温度下，共混材料的熔体流动速率(Melt flow rate, MFR)随之降低，流动性变差，但仍满足熔喷可纺性的要求；而MTES-MS/PLA共混材料的纵向拉伸强度和断裂伸长率先增大后减小，当MTES-MS的质量分数为7%时，共混材料的力学性能较优，相比于纯PLA,共混材料的纵向拉伸强度提升了76.17%,纵向断裂伸长率提升了70.79%。     

聚乳酸非织造材料的后牵伸辅助熔喷成形工艺及其力学性能

为改善聚乳酸(PLA)熔喷非织造材料的力学性能,在PLA热力学性能实验分析的基础上,采用后牵伸辅助熔喷成形工艺一步法制备了高结晶度的PLA熔喷非织造材料,并对材料的外观形态、拉伸断裂性能和顶破性能进行分析。结果表明:PLA聚合物的玻璃化转变温度为60.69 ℃,熔点为162.6 ℃,可以很好地用于高牵伸倍率的后牵伸辅助熔喷成形;随着牵伸倍率从1.0增大到3.0,高取向纤维(取向角度≤20°)的数量占比从28%增大至100%,超细纤维(纤维直径≤3 μm)的数量占比从23%增大到67%;同时,材料的结晶度从1.22%增大到37.43%,纵向拉伸断裂强度增大到4.33 N/mm²,顶破强力增大到36.8 N,力学性能有所提升。     

海岛纤维用增塑改性聚乙烯醇的制备及其性能

为解决海岛纤维碱减量带来的环境污染问题,以双季戊四醇、硬脂酸钙和抗氧剂B225为复配增塑剂,对聚乙烯醇(PVA)进行增塑改性,通过熔融加工制备了高热分解温度的改性PVA。通过研究三者的添加量及熔融加工温度对PVA性能的影响,优化PVA的增塑改性工艺。对PVA与复配增塑剂之间的氢键作用、改性PVA的断面形貌、结晶结构进行了表征和分析。结果表明：当双季戊四醇、硬脂酸钙和抗氧剂B225的质量占比分别为15、3和1,熔融加工温度为200℃时,复配增塑剂与PVA之间的氢键作用较强,PVA结晶度降低,熔点降低到178.2℃,热分解温度提高到301.3℃,提供了123.1℃的加工窗口;改性PVA水溶性良好,在25℃下也能完全溶解。研究结果为实现以PVA为海组分的绿色环保海岛纤维的制备提供参考和技术支持。     

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。     

高压静电加载形式对聚合物熔体静电直写制备效果的影响

为探究熔体静电直写制备过程中电极正接与反接造成的差异，利用ANSYS对不同高压静电加载形式下纺丝区间的电场强度大小、分布以及电场方向进行了模拟分析，并从产生射流临界电压、射流速度、纤维直径、纤维沉积精度等方面进行了实验对比。模拟结果与实验结果相互印证：电极正接的情况下喷头处电场强度较反接高出14%左右，纤维直径更细，射流速度更快，相同距离下产生射流所需要的临界电压仅为反接的35%～74%;电极反接的情况下接收板位置电场强度较正接高35%左右，电场强度分布更加均匀，电场方向更加一致，更有利于提高纤维在电场中的稳定性，纤维沉积偏差较正接降低35%～51%。     

高光洁处理对聚酰亚胺短纤纱及其织物性能的影响

针对聚酰亚胺(PI)短纤维纺纱静电大、成纱毛羽多、后加工摩擦剧烈导致纱线品质大幅恶化的问题,创新提出了在后加工终端对多毛羽PI单纱进行高光洁处理的方法。通过研制纱线高光洁处理装置和理论模拟,分析了该装置引纱区与涡流包缠关键区的作用机制,应用装置的湿热涡流处理多毛羽PI单纱,并将处理前后的PI单纱实施倍捻和织造,获得PI股线及其织物。结果表明：与处理前相比,高光洁处理后的PI单纱有害毛羽去除率为97.69%、耐磨性提高48.84%,PI股线有害毛羽去除率为64.67%、耐磨性提高40.89%;处理后纱线所织造织物的柔软性、透气性、抗起毛起球性、抗静电性均得到改善。     

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。     

高速纺丝工艺下Lyocell纤维结构对其原纤化的影响

为探索高纺速下Lyocell纤维凝聚态结构与原纤化的关系,在不同条件下进行高速纺丝,从结构出发调控Lyocell纤维原纤化。借助X射线衍射仪、湿摩擦测试仪及偏光显微镜等,探究了凝固浴N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)质量分数、纺丝速度及吹风风速对Lyocell纤维凝聚态结构和原纤化的影响。结果表明：一定程度提高凝固浴NMMO质量分数可使Lyocell纤维凝聚态结构更完善,提高纺丝速度可促进Lyocell纤维无定形区取向,提高吹风风速会促进其横向晶粒尺寸增长;凝聚态结构直接影响Lyocell纤维原纤化程度,结晶取向度低、晶粒尺寸小的Lyocell纤维抗原纤化更好,因此,在一定范围内降低凝固浴NMMO质量分数、纺速、吹风风速均可降低纤维原纤化程度;其中,调整凝固浴NMMO质量分数可同时改变全取向度(尤其是非晶取向)和横向晶粒尺寸,更易于高纺速下调控Lyocell纤维原纤化性能。     

全成形毛衫花式结构三维仿真

为实现对全成形毛衫编织工艺中花式结构的仿真与毛衫的虚拟展示,通过分析线圈结构特点建立线圈几何模型和网格模型,测量了实际织物中花式结构线圈的形变量,根据线圈网格质点与线圈型值点间数学关系式,利用矩阵运算得到花式结构线圈的坐标。使用三维图形引擎,根据线圈型值点三维空间坐标绘制出三维线圈结构,通过与实际织物比较对三维仿真效果进行检验。结果表明：该方法可实现从实际织物到三维线圈结构的快速转换,能准确清晰模拟全成形毛衫花式结构,增强全成形毛衫虚拟展示的真实感。     

基于类骨骼肌结构的纱线基驱动器性能及应用

针对纤维基驱动器结构稳定性较低、制备工艺复杂、难以实现产业化应用等问题,采用亲水性粘胶长丝与低熔点涤纶长丝,通过并线、倍捻、热定形的方法制备纱线基驱动器,利用在外界湿刺激条件下2种材料的非对称响应实现驱动功能。对该纱线基驱动器结构进行测试与表征,分析湿刺激下粘胶长丝与涤纶长丝协同响应驱动性能和循环回复效应的影响因素。结果表明：该纱线基驱动器表面为粘胶与涤纶长丝束呈多层级交替排布的类骨骼肌结构;在一定范围内,驱动器的驱动性能随着纱线捻度、线密度与粘胶长丝含量的增加而增大,单次循环内驱动器最大收缩应变可达83.15%,连续30次循环内最大收缩应变回复率可达90%以上,展现出优异的结构稳定性以及强大灵敏的响应驱动性和循环回复效应,在柔性机械臂、智能纺织品等开发领域具有广阔的应用前景。     

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。     

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。