不同方法制备聚酰亚胺/纯硅沸石复合材料的性能对比

文章将纯硅沸石纳米晶(PSZN)与聚酰亚胺(PI)前驱体混合,经旋涂及静电纺丝制备了两种复合膜,并对材料的介电常数及力学性能进行研究与对比。研究结果表明,PI/PSZN复合纤维膜的介电常数约为1.60,而旋涂法制备的复合膜介电常数最低仅为3.11;复合材料的杨氏模量随着PSZN添加量的增加而提高,PI/5 wt%PSZN复合膜和PI/7 wt%PSZN复合纤维膜拉伸强度分别比相应基体增加了19.1 MPa和11.9 MPa。     

无纺布支撑PVDF纳米纤维疏水膜的制备及其性能研究

以N,N-二甲基甲酰胺和丙酮为混合溶剂,采用静电纺丝法制备了基于不同无纺布支撑的聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维疏水膜,考察了不同无纺布支撑材料对膜结构与膜性能的影响;利用扫描电子显微镜、接触角测量及膜蒸馏脱盐实验等对纳米纤维膜的结构及性能进行了表征。结果表明,以不同无纺布为支撑材料的电纺纳米纤维膜具有良好的疏水性,接触角最高可高达149.5°;复合膜整体孔隙率最高为79.8%,纳米纤维分离功能层的孔隙率最高可达92.6%;纳米纤维膜平均孔径随着静电纺丝时间的延长而降低,膜平均孔径在1.25~2.02μm,尽管膜孔径分布情况各不相同,但复合膜的盐截留率均能达到99.99%以上。以质量浓度35 g/L的NaCl溶液为进料液进行直接接触式膜蒸馏脱盐实验,在疏水膜两侧温差为60℃条件下膜通量最高可达48.84 kg/(m~2·h)。     

电纺及疏水改性制备CA/SiNPs-FAS超疏水复合膜及膜蒸馏脱盐研究

以1-甲基-2-吡咯烷酮/丙酮为混合溶剂,无纺布为支撑层,采用静电纺丝技术与溶胶-凝胶方法,制备了醋酸纤维素/二氧化硅复合纳米纤维膜,并将其浸渍于全氟烷基硅烷/正己烷分散液中进行疏水化改性。利用场发射扫描电子显微镜、红外光谱仪、孔径分析仪、接触角测量仪器等表征了改性前后复合膜表面形貌、官能团变化、孔径分布及润湿性等膜性能参数并将其应用于连续性直接接触式膜蒸馏盐浓缩过程。结果表明,静电纺丝复合膜呈三维空间网状结构,且利用正硅酸乙酯生成的纳米二氧化硅颗粒内陷于醋酸纤维素纤维内部形成微米-纳米梯级分布。经全氟烷基硅烷修饰后,红外特征峰明显,复合膜水接触角最高可达156°,且对质量分数为5%的十二烷基硫酸钠液滴也同时展示出优良的抗润湿性能（接触角125°）。以60℃、35 g·L^-1的NaCl溶液为进料液进行持续性直接接触式膜蒸馏脱盐实验,当渗透温度为20℃时,各复合膜盐截留率均能达到99.99%以上,其中,CA/SiNPs-FAS膜通量可稳定在11.2 kg·（m²·h）^-1。     

电纺制备聚乳酸/聚醚砜复合纳米纤维膜及性能研究

采用同轴静电纺丝制备聚乳酸/聚醚砜(PLA/PES)复合纳米纤维膜,通过改变皮层溶液的挤出速率以及在芯层溶液中分别添加石墨烯（GO）、碳纳米管(MWCNTs)、埃洛石（HNTs）纳米粒子,制备了系列皮芯结构的复合纳米纤维膜。通过扫描电子显微镜、纤维强伸度仪、接触角测定仪等仪器测试表征了复合纳米纤维膜的纤维结构、拉伸强度、疏水性以及吸油倍率等性能。结果表明,制备的复合纳米纤维膜的接触角均大于130 °,表现出较好的亲油疏水性;当往芯液中添加石墨烯(GO)时,纳米纤维膜的吸油性能、拉伸性能最好,在甘油中的吸油倍率可达到67.61倍,食用油中可达到48.02倍,纵向断裂强度为62.68 MPa,横向断裂强度为43.98 MPa,横向断裂伸长率可达到697.76 %。     

P(VDF-HFP)/SiNPs-PVDF双层疏水复合膜电纺制备及其应用

采用静电纺丝技术,以筛孔75μm涤纶网为支撑层,N,N-二甲基甲酰胺、丙酮为混合溶剂,制备偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(P(VDF-HFP))/疏水气相纳米SiO_2颗粒-聚偏氟乙烯(SiNPs-PVDF)双层疏水纳米纤维复合膜,考察了纺丝时间和SiNPs等对膜性能的影响,表征了膜特性,结果表明,复合膜红外特征峰明显;在双层膜总纺丝时间一定的条件下,随表层纺丝时间的延长,双层膜平均孔径均呈减小趋势,膜通量下降但抗润湿性能却得以提高;此外,添加SiNPs可进一步增强双层膜的抗润湿性,延长膜的可持续运行时间。以53℃、质量浓度35g/L的NaCl溶液为料液进行持续性直接接触式膜蒸馏脱盐实验,当渗透温度为20℃时,各复合膜盐截留率均能达到99.99%以上,P(VDF-HFP)/SiNPs-PVDF复合膜最长可持续运行90h。     

聚乙烯吡咯烷酮/银纳米复合纤维膜的制备及抗菌性

通过液相原位还原法(用乙醇还原硝酸银)获得了合有银纳米粒子的溶胶,从而制得聚乙烯吡咯烷酮(PVP)/银纳米粒子/乙醇纺丝液;再利用静电纺丝技术,得到了含有银纳米粒子的PVP纳米复合纤维膜.利用紫外光谱仪(UV-vis)对溶胶内银纳米粒子进行了表征,运用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对纤维及其内部的纳米粒子的形貌结构和分布进行了表征,并且测试了该样品对大肠埃希菌的抗菌性能.结果表明:利用静电纺丝方法可制取PVP/银纳米粒子复合纤维膜,该膜具有抗菌性.     

纳米γ-Al2O3/PVDF中空纤维膜的结构研究

本文介绍了在聚偏氟乙烯铸膜液中添加无机纳米Al2O3粒子,采用干-湿法纺丝制备γ-Al2O3中空纤维膜的方法.对纳米γ-Al2O3的分散性能的研究发现,在添加剂含量为4%的情况下粒子在二甲基甲酰胺(DMF)体系中的沉降性能最好.并使用电镜对膜的微观结构进行了分析,初步研究了无机粒子在膜孔形成的过程中所起的作用和机理.并且对膜的孔隙率、最大孔径、力学性能和截留率进行了表征.结果表明膜的孔性能、分离性能及力学性能都有一定的改善.孔隙率在提高的同时,其最大孔径相应变小,对牛血清白蛋白的截留率从25.11%提高到67.20%.最大应力和断裂应力分别从3.35N/mm2和3.09N/mm2提高到3.58N/mm2和3.41N/mm2.     

螺纹式喷头制备PAN纳米纤维及其空气过滤性能

以聚丙烯腈(PAN)为纺丝液,采用自主设计研发的螺纹式喷头静电纺丝装置制备了幅宽为600 mm的纳米纤维膜。通过扫描电镜和孔径测定仪考察了纤维形貌以及直径分布,并测试了纳米纤维膜对0.26μm氯化钠粒子的过滤性能。结果表明:纤维的平均直径为138 nm,平均孔径为1.98μm,纤维膜平均厚度为0.025 mm;PAN纳米纤维膜过滤效率为99.899%,滤阻为280.9 Pa。     

静电纺丝制备甚低介电常数聚酰亚胺/纯硅沸石复合纤维膜

采用静电纺丝技术制备聚酰亚胺(PI)纤维膜,并通过考察纺丝条件对PI纤维形貌的影响确定制备PI纤维膜的合适条件。在此基础上,将3-氨丙基三乙氧基硅烷表面改性纯硅沸石纳米晶(A-PSZN)引入聚酰胺酸(PAA),通过静电纺丝及热酰亚胺化处理制备PI/A-PSZN复合纤维膜,并对纤维膜的介电常数和力学性能进行详细研究。研究结果表明制备形貌规整的PI纤维的合适条件为:PAA溶液固含量为15%(wt),外加电压为15 k V,接收距离为15 cm;在1 MHz测试频率下PI纤维膜的介电常数为1.61,尽管添加A-PSZN并未对纤维膜的介电常数带来明显影响,但是有利于提高纤维膜的力学性能,PI/7%(wt)A-PSZN杂化纤维膜的杨氏模量和拉伸强度分别由基体的0.15 GPa和29.4 MPa提高至0.584 GPa和41.3 MPa。     

基于“静电纺丝——热压”技术制备高性能多孔锂电隔膜

为制备基于“静电纺丝-热压”聚酰亚胺(PI)纳米纤维膜,将m(BPDA-ODA型聚酰胺酸(PAA))∶m(PMDA-ODA型聚酰胺酸(PAA))以质量比1∶1混合制备共混溶液,采用高压静电纺丝技术制备PAA无纺布,再通过热压在高温下亚胺化获得PI纳米纤维膜,研究热压温度对共混聚酰亚胺薄膜性能及静电纺丝纳米纤维形貌结构的影响。通过傅里叶红外光谱仪(PTIR)、扫描电镜(SEM)、万能拉伸试验机、动态热机械分析仪(DMA)对纳米纤维膜进行测试与表征。结果表明:同一批次PAA无纺布,平板硫化仪150℃,3 MPa压力处理5 min得到的PI纳米纤维膜具有较均匀的直径、良好的形貌以及较好的力学性能。     

聚丙烯腈/氧化铁纳米粒子复合纳米纤维的制备及表征

利用静电纺丝技术制备了一种聚丙烯腈(PAN)/氧化铁(Fe_2O_3)纳米粒子复合纳米纤维。不同分子量的PAN得到不同直径的纤维薄;将PAN的N,N-二甲基甲酰胺溶液(DMF)与纳米Fe_2O_3混合得到PAN/Fe_2O_3溶液,然后利用静电纺丝技术制备PAN/Fe_2O_3纳米粒子复合纳米纤维;将静电纺丝制备的PAN纳米纤维膜与氯化铁(FeCl_3)溶液在不同p H条件下水热合成PAN/Fe_2O_3纳米粒子复合纳米纤维。采用扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TGA)对纳米纤维膜进行表征。结果表明:静电纺丝制备的PAN纳米纤维在水热条件下可以一定程度上克服Fe_2O_3纳米粒子易团聚问题。     

聚乙二醇/氧化锑锡纳米复合纤维结构及保温透气性能

功能户外防护材料中热能管理是一个重要的方面。对于功能织物开发而言，大都采用涂层后整理技术，但是其功能性和透气性的平衡是关键。本文以静电纺丝技术制备了聚乙二醇/氧化锑锡（PVA/ATO）纳米复合纤维膜，采用扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、热重（TG）对纳米复合纤维进行了表征，并对PVA/ATO/黏胶热轧复合材料的保温性能及透气性进行了测试。结果表明：PVA中ATO具有良好的分散性，部分ATO纳米颗粒镶嵌在纤维表面。PVA/ATO/黏胶热轧复合材料的保温率相对于基材黏胶热轧布提高了28.9%，达到37.1%，相应传热系数为12.62W/m²·℃，克罗值0.32。ATO纳米颗粒的加入可以直接改善PVA纳米纤维膜的堆积结构，使得PVA/ATO/黏胶热轧复合材料的透气性相对于PVA/黏胶热轧复合材料有明显提高，但趋势随纳米纤维层厚度的增加而降低。PVA/ATO纳米复合膜可以复合到多种基材上，从而为基于纳米纤维功能材料开发保温透气功能提供了思路。     

静电纺PAN/TiO2纳米纤维基复合功能膜制备及性能研究

采用静电纺丝法`及膜后处理法,以聚丙烯腈(PAN)、纳米二氧化钛、硝酸银和全氟辛基三氯硅烷为原料,制备了可穿戴的具有抗紫外性能的防水透湿微孔膜并进行相关表征。研究了不同含量的TiO_2和Ag纳米材料对PAN纳米纤维抗紫外及防水透湿性能的影响。实验结果表明,PAN纳米纤维膜中引入纳米二氧化钛和银纳米粒子具有紫外波区UVB和UVA全屏蔽的性能,且复合膜疏水改性后防水透湿性能优异。     

纳米雾化技术构筑EVOH/TiO2-TMPS超疏水纤维膜

利用高压静电纺丝构造聚乙烯–乙烯醇(EVOH)纤维膜,在纺丝过程中利用钛酸丁酯(TBT)–乙醇溶液通过纳米雾化原位水解制得TiO_2纳米粒子,并在成膜后利用丙基三甲氧基硅烷(TMPS)表面修饰TiO_2,通过这三种微观结构构筑方法的有机协同,制得EVOH/TiO_2–TMPS纤维膜。采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、紫外能谱和接触角测量仪,研究纤维膜的表面形貌、化学结构、紫外光吸收能力及疏水性能。结果表明,纳米雾化技术的复合效果显著,EVOH/TiO_2–TMPS纤维膜微结构化程度明显;TiO_2成功接枝TMPS,构造出疏水TiO_2纳米粒子;原位复合的TiO_2纳米粒子使纤维膜表现出优异的紫外光吸收能力;当TBT溶液浓度为0.1 mol/L时,EVOH/TiO_2–TMPS纤维膜的接触角达到153.4°,表明成功制备了超疏水纤维膜。     

酸致变色微纳米纤维膜的制备及其性能研究

文章采用静电纺丝技术，将荧光小分子TPECNPy-2和TPECNPy-3与聚乳酸（PLA）复合，制备系列具有刺激响应性能的微纳米纤维复合膜。分析TPECNPy-2和TPECNPy-3的含量对纤维复合膜的结构和酸致变色性能的影响。结果表明：TPECNPy-2和TPECNPy-3的相对比例对复合膜的化学结构、纤维形貌和聚集态结构无显著影响，制备的纤维直径在400～500 nm之间。在酸蒸汽的作用下，复合纤维膜最大荧光发射波长从酸熏前的492～499 nm变为542～587 nm，体系中TPECNPy-2含量越大，光谱红移越明显。酸熏后的复合膜经氨水熏蒸，荧光发射均恢复到初始状态。加入荧光小分子，纤维膜接触角从101.6°增至125°。系列复合纤维膜均具有良好的可逆酸致变色性能；两种有机小分子加入后纤维膜的疏水性得到明显提高。     

电纺及疏水改性制备CA/SiNPs-FAS超疏水复合膜及膜蒸馏脱盐研究

以1-甲基-2-吡咯烷酮/丙酮为混合溶剂,无纺布为支撑层,采用静电纺丝技术与溶胶-凝胶方法,制备了醋酸纤维素/二氧化硅复合纳米纤维膜,并将其浸渍于全氟烷基硅烷/正己烷分散液中进行疏水化改性。利用场发射扫描电子显微镜、红外光谱仪、孔径分析仪、接触角测量仪器等表征了改性前后复合膜表面形貌、官能团变化、孔径分布及润湿性等膜性能参数并将其应用于连续性直接接触式膜蒸馏盐浓缩过程。结果表明,静电纺丝复合膜呈三维空间网状结构,且利用正硅酸乙酯生成的纳米二氧化硅颗粒内陷于醋酸纤维素纤维内部形成微米-纳米梯级分布。经全氟烷基硅烷修饰后,红外特征峰明显,复合膜水接触角最高可达156°,且对质量分数为5%的十二烷基硫酸钠液滴也同时展示出优良的抗润湿性能(接触角125°)。以60℃、35 g·L~(-1)的NaCl溶液为进料液进行持续性直接接触式膜蒸馏脱盐实验,当渗透温度为20℃时,各复合膜盐截留率均能达到99.99%以上,其中,CA/SiNPsFAS膜通量可稳定在11.2 kg·(m~2·h)~(-1)。     

聚乳酸/肉桂醛复合纳米纤维膜的制备及表征

采用水溶液饱和法制备了肉桂醛/β环糊精包合物,将其添加到聚乳酸（PLA）溶液中,利用静电纺丝技术制备PLA/肉桂醛复合纳米纤维膜。利用扫描电子显微镜(SEM)探讨了静电纺丝条件对PLA纳米纤维膜纤维直径及表面形貌的影响,通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)对PLA/肉桂醛复合纳米纤维膜做了特征官能团分析,并对其热力学性能、力学性能及抗菌性能进行了表征。结果表明,制备的PLA/肉桂醛复合纳米纤维膜纤维形态良好,平均直径为175 nm,FT IR研究显示肉桂醛与PLA之间属于物理混合。该复合纳米纤维膜热分解温度265.52 ℃,拉伸强度为2.45 MPa,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌都具有抑菌性,其中对金黄色葡萄球菌的抑菌性最强。     

化学助剂优化静电纺角蛋白纳米纤维性能进展

以纯角蛋白为原料,采用静电纺丝技术制备的角蛋白纳米纤维膜脆性大、力学性能差,添加化学助剂能够明显改善角蛋白溶液的可纺性,提高角蛋白纳米纤维膜的综合性能。本文主要介绍了在静电纺丝过程中优化和改善角蛋白纳米纤维膜性能的三类化学助剂,包括改善纺丝液可纺性的助纺剂、增强纳米纤维膜综合性能的交联剂以及增加纳米纤维膜特殊功能的抗菌剂。阐述了以上三类化学助剂在静电纺角蛋白纳米纤维膜材料中的相关作用机理,对比了添加化学助剂前后角蛋白纳米纤维膜的结构和性能的变化情况,展望了化学助剂在静电纺角蛋白纳米纤维材料中潜在的应用价值和广阔的应用前景,提出了今后化学助剂在优化静电纺角蛋白纳米纤维综合性能方面的研究方向。     

PVDF/TiO2@MoS2纤维复合膜的制备及光催化性能

含大量有机染料的废水对环境的污染日益严重,光催化分离膜的研究备受关注。本研究先通过静电纺丝法制备了PVDF/PEMA膜,后进行酸处理制备出富羧基PVDF纤维复合膜,最后通过水热反应在膜表面原位沉积TiO₂@MoS₂微纳米颗粒,制备出在太阳光下具有较高催化活性的PVDF/TiO₂@MoS₂纤维复合膜。结果表明MoS₂的加入可以有效降低纤维复合膜禁带带隙能量,从而提高纤维复合膜的光催化活性;在光照4 h后对RhB的降解率达到97.1%;连续5次吸附-降解实验,纤维复合膜对RhB的降解率仍达到95%以上,表明该纤维复合膜具有优异的可重复使用性。因此,该膜在染料降解方面具有潜在的应用前景。     

CS/PEO纳米纤维膜的制备及其用于圣女果保鲜的研究

以壳聚糖(CS)和聚氧化乙烯(PEO)为原料,通过静电纺丝制得CS/PEO纳米纤维膜,利用正交实验优化静电纺CS/PEO纳米纤维膜的制备工艺条件;研究了CS/PEO纳米纤维膜的结构和性能及其应用于圣女果的包装保鲜,并与CS/PEO流延膜(简称流延膜)、浸渍CS/PEO溶液的普通保鲜膜(简称涂膜)、基于普通保鲜膜的CS/PEO纳米纤维复合膜(简称复合膜)、普通保鲜膜的应用效果进行比较。结果表明:正交实验得到静电纺CS/PEO纳米纤维膜的最佳条件为CS与PEO质量比8:2,电压16 kV,接收距离10 cm,在此条件下制得的CS/PEO纳米纤维膜的拉伸强度为14.2 MPa,断裂伸长率为43.6%;CS/PEO纳米纤维膜、流延膜各组分之间存在强的相互作用并具有很好的相容性;使用最佳条件下制得的CS/PEO纳米纤维膜包裹圣女果,相对于用流延膜、涂膜、复合膜、普通保鲜膜、其他条件下制得的CS/PEO纳米纤维膜包裹圣女果,其保鲜效果最好,用其包裹圣女果12d后,圣女果失重率最小为6.3%,维生素C含量最高为289.2μg/g。