原纤化Lyocell纤维/聚乳酸复合材料的结构与性能

采用均质分散法制备原纤化Lyocell纤维,探讨了不同初始纤维长度对Lyocell纤维原纤化程度的影响,在此基础上,进一步通过熔融共混和注塑成型制备原纤化Lyocell/聚乳酸(PLA)复合材料,探讨了初始纤维长度对原纤化Lyocell/PLA复合材料结构与性能的影响。结果表明,相同处理条件下,纤维初始长度越长,Lyocell纤维原纤化程度越低。Lyocell纤维原纤化能改善纤维与基体的界面结合,从而进一步提高复合材料的力学性能。初始纤维长度对原纤化Lyocell/PLA复合材料的拉伸性能无显著影响,而初始长度为4 mm的原纤化Lyocell/PLA复合材料的缺口冲击强度最大,比未原纤化复合材料提高19.0%。此外,Lyocell原纤化后还可进一步提高复合材料的维卡软化温度,当纤维初始长度为10 mm时,原纤化Lyocell/PLA复合材料的维卡软化温度最高,达到161.4℃。     

低聚马来酸-柠檬酸交联处理对Lyocell纤维抗原纤化性能的影响

采用低聚马来酸(PMA)和柠檬酸(CA)作为混合交联剂处理Lyocell纤维,以克服其易于原纤化的缺点,使其具备较强的抗原纤化性能。系统研究了PMA-CA的交联条件对Lyocell纤维抗原纤化性能及力学性能的影响规律,得到了PMA-CA与Lyocell纤维交联后处理的最佳实验条件;改性后的Lyocell纤维抗原纤化性能提高16.8倍,断裂强度只下降10.3%。红外光谱表明Lyocell纤维与PMA-CA发生了酯化反应,形成了网状交联结构,从而使Lyocell纤维的抗原纤化能力明显提高。     

荧光Lyocell纤维的制备和性能

通过共混方法将经预处理的荧光粉均匀分散在NMMO溶液中,采用Lyocell工艺通过干湿法纺丝成功制备了荧光Lyocell纤维,探讨了荧光粉用量对纺丝液流变性能及纤维的结构与性能的影响。结果表明,随着荧光粉用量的增加,Ly-ocell纺丝液的表观黏度先下降后上升,当荧光粉用量达到m(荧光粉)/m(纤维素)=3/100时,纺丝液的黏度呈最低值。此外,随着荧光粉用量的增加,纤维的荧光性能随之提高,但纤维内荧光颗粒的团聚现象逐渐加剧,导致纤维的力学强度和结晶度逐渐降低。     

MWNTs／Lyocell复合纤维的制备及性能EI

将改性多壁碳纳米管(MWNTs)、N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)水溶液及纤维素共混后制备了MWNTs/Lyocell复合纤维。采用X射线衍射仪(WAXD)、场发射扫描电镜(FSEM)、强度仪等分析了复合纤维的结构和性能。WAXD图谱显示:MWNTs已经混入到复合纤维的纤维素主体中,且未影响纤维素Ⅱ的晶型结构;FSEM及二维X射线衍射结果表明:复合纤维中,MWNTs分布均匀,且其沿纤维轴向的取向角随纺丝喷头拉伸比的增大而减小;对纤维的力学性能分析进一步表明:添加适量的MWNTs可使复合纤维的力学性能改善。其中,质量分数为1%MWNTs的复合纤维的初始模量和强度分别比未添加碳纳米管的Lyocell纤维提高了42%和22%。     

Lyocell/多壁碳纳米管复合纤维的制备及性能

将多壁碳纳米管(MWCNTs)水悬浮液、N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)溶液及纤维素共混得到纺丝液,通过干湿法制备了Lyocell/MWCNT复合纤维。采用X-衍射仪(WAXD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、强度仪等分析了所得纤维的结构和性能。WAXD图谱显示复合纤维仍然具有纤维素II晶型的结构,同时还保留了MWCNTs的特征衍射峰;二维X衍射结果表明:MWCNTs质量分数为5%的复合纤维中,MWCNTs与纤维轴的取向角为±15.2°,说明复合纤维中MWCNTs基本沿着纤维轴取向。SEM结果显示复合纤维中MWCNTs在Lyocell基体中分布均匀。对纤维的力学性能分析进一步表明:添加适量的MWCNTs可使复合纤维的力学性能提高,MWCNTs质量分数为1%的复合纤维的初始模量和强度分别比Lyocell纤维增加49.4%和15.7%。     

PPTA纤维原纤化过程及结构变化

聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维有典型的皮芯层结构,原纤化后的浆粕可以用于摩擦材料、密封材料、绝缘、特种纸基材料等复合材料领域。文中使用PFI型立式磨浆机对聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维进行处理,对原纤化过程中纤维的形态结构变化进行了研究,最后对制备的PPTA原纤化浆粕进行了表征。结果表明,PPTA纤维通过皮层脱落、逐步剥离、纵向劈裂、进一步分丝而实现原纤化,且制得的浆粕打浆度达到75°SR,保水值为380%,比表面积18 m2/g,结晶度49.4%。     

氯化铵改性Lyocell纤维的研究--(Ⅱ)氯化铵对Lyocell纤维结构与性能的影响

在纤维素/NMMO·H2O溶解纺丝体系中,氯化铵改性得到的Lyocell纤维的结晶结构为纤维素Ⅱ和Ⅲ的混合结晶结构;在相同的纺丝条件下,少量氯化铵存在可以明显改善Lyocell纤维的力学性能,对于平均聚合度为818的棉浆纺丝液(纤维素质量分数为9%),加入0.5%的氯化铵(以纺丝液质量为基准)时,得到的Lyocell纤维拉伸强度比未加氯化铵时提高约30%.通过研究氯化铵对最终Lyocell纤维结构与性能的影响,提出了氯化铵改善Lyocell纤维力学性能的机理模型.     

聚对苯撑苯并二(口恶)唑原纤化纳米纤维制备技术及结构性能

聚对苯撑苯并二(口恶)唑(PBO)纤维是一种具有多重原纤结构的高分子聚合物.通过机械力作用可以使PBO纤维发生原纤化,制备具有直径小于100 nm的PBO原纤化纳米纤维.文中对PBO纤维发生原纤化的历程及机理进行研究,扫描电镜观察发现PBO纤维的原纤化过程包括:脱除皮层、主干破坏、进一步原纤化等阶段,剥离和劈裂是原纤化的主要方式.经过原纤化处理的PBO纤维,呈现不同尺寸纤维组成的多分散体.打浆度70°SR的PBO原纤化纳米纤维的直径可达到50 nm,其保水值118％,纤维长度分布主要集中在0.3～0.5 mm,比表面积21.89 m2/g.以PBO原纤化纳米纤维为原料,通过湿法成形方式在抄纸系统上制备的纸基材料力学性能随着原纤化程度增加而增加.     

原纤化天丝纤维纸基复合材料的制备及其电气性能的研究

天丝纤维作为一种可再生纤维,具有多重原纤结构的特点,通过原纤化处理制备的微纳米级别的天丝纤维可广泛应用于超级电容器、电池隔膜等材料领域。本文选取高度原纤化的天丝纤维,探讨了天丝纤维纸基复合材料结构对其介电常数及击穿电压的影响规律。结果表明,天丝纤维纸基复合材料的相对介电常数实测值与按照体积比经验理论公式模拟计算值有较好对应性;采用具有微纳米直径的天丝纤维制备的定量40 g/m~2的电解电容器纸,压光后介电强度可达到18.27 kV/mm;参考复合介质串联电容模型,可根据单层纸参数计算双层天丝纤维纸基复合材料的击穿电压,从而指导双层电容器隔膜的结构配方设计。     

长余辉发光Lyocell纤维的制备与性能研究

通过采用不同偶联剂对长余辉发光粉末进行表面处理,比较其在NMMO水溶液中的沉降性变化,优选出合适的钛酸酯偶联剂以提高发光粉在NMMO水溶液中的分散稳定性,并采用干湿法纺丝,成功制备了长余辉绿色发光Lyocell纤维。结果表明,通过对发光粉的偶联剂处理,所得发光Lyocell纤维强度略有提高。随着发光粉含量的增加,纤维的热性能和结晶度有所降低,初始发光亮度提高。当发光粉含量>10%(质量分数)时,纤维的衰减时间常数迅速增大,余辉性能提高。     

微胶囊法相变调温Lyocell纤维的制备与性能研究

为探索相变调温Lyocell纤维的制备方法及其纤维性能,利用微胶囊法通过原液添加制备了调温Lyocell纤维,通过电子显微镜、激光粒度仪、差示扫描量热仪以及扫描电镜等多种表征方法,表征了微胶囊分散液在N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)水溶液中的分散情况,并研究了微胶囊添加量对纺丝原液和纤维性能的影响,表征了改性后的纤维形貌,测试了在吸放热条件下,实际的升降温情况。结果表明：微胶囊分散液可以良好的在NMMO水溶液中实现分散,随着微胶囊添加量的增加,纺丝溶液的黏度和可纺性未发生显著的变化;适当提高微胶囊的添加量有利于提高纤维焓值,当微胶囊量提高到35%以上时,纤维焓值不再变化;改性后的纤维横截面可以发现微胶囊的嵌入,纤维表面变得凹凸不平;利用相变调温Lyocell纤维制备的无纺布进行吸放热测试,织物具有明显的双向调温功能。     

半纤维素含量对蔗渣纤维基膜结构和性能的影响

目的 为了更好地了解甘蔗渣半纤维素在加工过程中与原纤化纤维之间的化学反应性,并为甘蔗木聚糖生物聚合物在材料和产品中的应用创造可能性。方法 以甘蔗渣纤维为原料,通过机械法制备原纤化纤维,采用NaOH对纤维素进行处理。通过纳米粒度仪(FLA)、激光粒度仪(LPS)、接触角测试仪(CA)、水蒸气透过率测试仪(WVTR)、扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)等手段对原纤化纤维悬浮液和纤维基薄膜进行表征。研究处理后纤维素悬浮液的组成、粒径与电荷量,以及纤维基薄膜的表观形貌、纤维结构和性能的变化。结果 经质量分数大于10%的NaOH处理后,半纤维质量分数降低约6%,纤维素的结晶区发生变化,纤维悬浮液的稳定性大幅度降低。当半纤维素质量分数大于20%时,原纤化纤维薄膜具有优异的水蒸气阻隔性能及疏水性能,接触角为94°±4°。结论 蔗渣中的半纤维素与原纤化纤维之间的相互作用及半纤维素侧基取代反应对纤维素材料的组成、结构和性能有重要影响。     

聚酯-聚酰胺6中空桔瓣超细纤维/Lyocell纤维非织造复合材料的制备与性能

采用纺粘技术制备聚酯-聚酰胺6(PET-PA6)双组份中空桔瓣纤维,并与Lyocell纤维网复合,经高压水刺制备双层复合结构的PET-PA6/Lyocell非织造材料,研究了纤维复合比例及面密度对复合非织造材料性能的影响.结果 表明:PET-PA6/Lyocell复合非织造材料具有明显的三维立体结构和双层复合结构,PE...     

泵供量和纺丝液浓度对Y形Lyocell纤维截面形状与性能的影响

采用Y形截面喷丝孔,通过干喷湿纺制备异形Lyocell纤维,通过扫描电子显微镜、光学显微镜和纤维强伸度仪分别研究了泵供量和纺丝液浓度对纤维截面形状、异形度及力学性能的影响。研究结果表明,尽管采用的喷丝孔截面为Y形,但由于孔口胀大效应,所得Lyocell纤维截面类似三角形。随着泵供量增加,纤维的异形度略有减小,力学性能则先上升后趋于平稳,当泵供量为16 g/min时,可制备出具有较高异形度且断裂强度最高的类三角形Lyocell纤维。随着纺丝液浓度的增大,纤维截面形状更加趋于喷丝孔形状,异形度逐渐提高,同时纤维力学性能也逐渐提高,其中纺丝液浓度为13%时制得的Y形Lyocell纤维的截面形状与力学性能最佳。     

微纤化纤维素/聚乳酸薄膜的制备及性能分析

目的将微纤化纤维素(MFC)和聚乳酸(PLA)共混成膜,以提高薄膜的透湿、透氧、阻光等性能,满足果蔬等食品的包装要求。方法采用酶解法与机械处理的方法制备MFC,使用硅烷偶联剂KH560对MFC进行疏水改性处理,再将改性处理的微纤化纤维素(MFC-S)与PLA共混制成薄膜。结果当MFC-S的质量分数为0.75%时,MFC-S/PLA共混包装膜的拉伸强度比纯PLA膜增加了13.3%,当MFC-S的质量分数为2%时,MFC-S/PLA共混包装膜的透氧系数为纯PLA膜的1.43倍,透湿系数为纯PLA膜的1.26倍,透光率降低了60%,阻光效果较好。结论 MFC-S的质量分数为0.75%时,包装膜的拉伸强度较好;MFC-S的质量分数为2%时,透氧、透湿、阻光性较好。     

氯化铵改性Lyocell纤维的研究--(Ⅰ)NH4Cl存在下纤维素/NMMO·H2O纺丝溶液的流变学性质

流变学性质的研究表明, 在纤维素中添加少量的改性剂NH4Cl,可以显著改变纤维素/NMMO·H2O溶液的流动行为及其粘弹性性质;随着NH4Cl量的增加,纤维素/NMMO·H2O溶液的表观黏度和零切黏度也随之增加,动态模量主曲线的交点向低频区移动.对于不同的纤维素体系,NH4Cl对其流变学性质的影响程度又有所不同;当NH4Cl的加入量为溶液质量的0.5%时,对于DP为818的棉纤维素体系,其NMMO·H2O溶液的动态模量主曲线交点模量最大.     

乳液共混法制备微纤化纤维素/聚乳酸生物复合材料及性能

为了提高聚乳酸(PLA)的韧性和刚性,扩大应用范围,分别以PLA为基体,微纤化纤维素(MFC)为增强材料,通过乳液共混法制备出MFC/PLA生物复合材料。采用扫描电镜、偏光显微镜和万能电子试验机等研究了复合材料的断面形貌、球晶形态和力学性能等。结果表明,通过乳液共混法可将MFC均匀分散在PLA基体中制备MFC/PLA生物复合材料;适量MFC可显著细化PLA的球晶尺寸,提高PLA的力学性能。当MFC质量分数为0.6%时,复合材料的拉伸强度、弹性模量、弯曲强度和缺口冲击强度分别较纯PLA提高了15.6%、21.1%、30.6%和53.6%。     

微纤化程度对MFC气凝胶的性质和包装性能的影响

目的 深入研究制备过程中微纤化程度对微纤化纤维素（MFC）气凝胶的性质及导热、保温、缓释等性能的影响。根据相应性能数据将该气凝胶应用于包装领域,解决精油在包装内释放速率过快而造成精油浓度过高和短时间内消耗完毕的问题。方法 采用TEMPO(2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基)/NaBr/NaClO氧化体系预处理针叶木漂白硫酸盐浆,通过改变高压均质次数和低温真空冷冻干工艺制备不同微纤化程度的MFC气凝胶,利用FT-IR、XRD、SEM和BET等技术分析气凝胶的结构性质,运用应力-应变测试、导热系数测试、TGA测试和GC-MS分析等方法分别对气凝胶的压缩、保温、耐热和缓释性能进行研究。结果 随着微纤化程度的增加,MFC气凝胶的结晶度逐渐增加,气凝胶的比表面积呈现先减小后增加的趋势,范围为17.643～35.171m2/g;气凝胶的压缩强度呈现增加趋势,增幅为15.35%;均质次数为10的气凝胶的耐热性最好,均质次数为8的气凝胶次之。结论 均质次数的增加引起MFC微纤化程度提高,不同微纤化程度的MFC气凝胶具有不同的内部结构性质,以及压缩、保温、耐热和精油负载缓释性能。     

纤维气凝胶的分类、制备工艺及应用现状

气凝胶具有高孔隙率、低密度、高比表面积和低热导率等优异性能,广泛应用于隔热、隔音和吸附等领域,已经成为21世纪以来新型纳米多孔材料的研究热点.但是由于气凝胶的网络结构导致其缺点也十分突出,首先,气凝胶的力学性能较差、脆性大,使其加工、处理变得困难,且易产生粉尘污染;其次,由于原料和制备工艺等限制,气凝胶的价格昂贵;另外往往只能静态成型难以连续生产,形态多是与模具或反应相对应的块状或粉末状,不能满足更多的应用.因此提高气凝胶的力学性能、寻找更简单廉价的合成方式和拓宽气凝胶形态等成为亟待解决的问题.设计制备纤维态气凝胶和纤维复合气凝胶是解决上述不足的方法之一.可通过湿法纺丝、管中浇铸、纤维状基材自组装、静电纺丝、纤维热解碳化、原纤化堆积等成型方法和超临界、冷冻、常压等干燥工艺,制备无机纤维气凝胶、有机纤维气凝胶、有机/无机杂化纤维气凝胶和纤维复合气凝胶材料,实现气凝胶的骨架结构的增强、纤维态气凝胶的成型和连续生产,可避免附聚并方便回收处理,还可设计调控特殊的中空结构和分级孔结构,或利用嵌入纤维的独特物理、化学特性,在保持气凝胶原有优秀性能的基础上,赋予其新的性能.本文对近五年纤维气凝胶及纤维复合气凝胶材料的研究现状进行了概览,介绍了纤维气凝胶的类型、制备方法及原理,说明了纤维气凝胶在吸附、隔热、传感、能量存储、催化和微波屏蔽等传统及新兴领域的应用,并提出了未来可尝试的研究方向,对纤维气凝胶的改进提出一些建议.