PVDF/PVDF混纺纳米纤维防水透湿膜的开发

利用多针头静电纺丝技术制备PVDF1/PVDF2双组份混纺纳米纤维膜,考察热轧温度对该电纺膜的表面形貌、机械性能及防水透湿性能的影响,以确定最合适的电纺膜热轧温度.采用Co-PA热熔网做热熔粘合剂,将此混纺电纺膜与防水织物进行层压复合,制备防水透湿织物,研究复合织物的抗剥离性能和防水透湿性能,并与PTFE拉伸膜层压复合织物进行对比.结果表明:在热轧温度为135℃、压力为0.3 k Pa、热轧时间为1 s条件下,双组分PVDF电纺膜拉伸断裂强度为24.22 MPa,耐静水压达到3 324 mm H2O,透湿量接近10 000 g/(m2·24 h);采用该电纺膜与Co-PA热熔胶、防水织物在135℃、0.3 k Pa条件下热轧15 s制备层压复合织物,其抗剥离强度(12.28 N/(2.5 cm))和透湿量(5 202 g/(m2·24 h))均优于PTFE拉伸膜层压织物,而耐静水压值(10 130 mm H2O)低于PTFE层压织物,但仍然可以达到商业化使用要求.     

PAN/UiO-66复合电纺纳米纤维膜的制备及表征

金属-有机框架材料(MOFs)近年得到广泛研究,但不易回收、难处理等缺点使其在实际应用中受到很大限制。通过合适的加工工艺将MOFs加工成型,对促进开发应用很有必要。作为一种可制备杂化微纳米纤维的简单快捷方法,静电纺丝法在制备负载功能粒子的复合膜材料领域得到了迅速发展。通过静电纺丝法将MOFs材料负载在纤维当中,将其加工成纤维膜,并探讨了在纤维膜的制备过程中MOFs掺杂量和纺丝电压两个因素对复合纤维形貌的影响。首先采用溶剂热法,通过对苯二甲酸和锆元素的配位作用,制备出典型的锆基金属-有机框架材料UiO-66(UiO=University of Oslo)。然后,以聚丙烯腈(PAN)和UiO-66为基质,通过静电纺丝技术制备PAN/UiO-66复合纳米纤维膜。采用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱分析(FT-IR)和N₂吸脱附实验等分析测试技术,对UiO-66和PAN/UiO-66复合纳米纤维膜的表面形貌、结构及比表面积等进行表征分析。结果表明:成功制备出金属-有机框架材料UiO-66和PAN/UiO-66电纺纳米纤维膜;静电纺纯PA...     

PVDF/BaTiO3复合纳米纤维滤膜的制备及性能

为了制备高效低阻的纳米纤维空气过滤膜,采用静电纺丝技术,以钛酸钡(BaTiO_3)作为驻极体,制备了不同质量分数、不同纺丝时间的PVDF/BaTiO_3复合驻极纳米纤维膜,并对其微观结构、表面化学结构、透气性能、透湿性能、过滤性能进行了研究分析。结果发现:当BaTiO_3的质量分数为0.8%、纺丝时间为40 min时,制备的PVDF/BaTiO_3复合纳米纤维滤膜性能达到最优,此时纳米纤维滤膜的透气率最大达369 mm/s,透湿量最大达4 672.79 g/(m~2·d),过滤效率为76.8%,阻力压降为11.76 Pa,品质因子最大值达0.124 2。     

PVDF纳米纤维膜的制备及其油水分离性能

针对静电纺丝纳米纤维膜孔径偏大的问题,以聚偏氟乙烯(PVDF)为成膜聚合物,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)/丙酮为混合溶剂制得纺丝液,采用静电纺丝技术制备PVDF纳米纤维膜,并研究聚合物浓度对纳米纤维膜孔结构及油水分离性能的影响。结果表明：增大纺丝液浓度会明显提高PVDF纳米纤维直径,使得纳米纤维直径分布变窄;当PVDF质量分数为14%时,所得PVDF纳米纤维膜具有较好的表面形貌和拉伸强度;油水分离结果表明,重油体系(二氯甲烷+水)通量最大达2 900.86 L/(m²·h),分离效率高达99.5%,高粘附油体系(玉米油+水)通量最小为32.98 L/(m²·h),分离效率仅有91.7%。在进一步的油包水乳液分离过程中,PVDF纳米纤维膜(M-3)具有的油水分离通量为7.9 L/(m²·h),分离效率高达97.6%。     

静电纺聚合物/相变纳胶囊复合纳米纤维的制备及性能

为提高相变纳胶囊在静电纺纤维上的负载量,采用相反转温度（PIT）乳化和自由基聚合技术制备了交联聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）/正十八烷纳胶囊,将其添加到聚偏氟乙烯（PVDF）、聚丙烯腈（PAN）纺丝液中,通过静电纺丝技术分别制备了PVDF和PAN复合纳米纤维,并使用SEM、TEM、DSC和TG等方式对2种纳米纤维进行表征。结果表明：2种复合纤维均平直光滑,纺锤状较少;PVDF复合纤维平均直径在100～300 nm之间,PAN复合纤维平均直径在400～800 nm之间,纤维直径随胶囊加入量的增加而增大;PAN纤维负载相变纳胶囊的能力优于PVDF纤维,热性能更好;纳胶囊添加质量分数为9%的PAN相变纤维具有较为优良的热焓值和热稳定性,其结晶焓为22.55 J/g。     

电纺法制备壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维

采用电纺法制备了壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维.考察了纺丝液配比和挤出速度对电纺纤维形貌的影响.结果表明当壳聚糖质量比小于70%时,共混溶液的可纺性较好,纤维直径随着壳聚糖含量的增大而减小;随着挤出速度的增大,电纺纤维直径有逐渐增大趋势,挤出速度为0.5～0.8 mL/h时得到的纤维形貌最佳.     

PAN/BaTiO_3电纺纤维膜的制备及其压电性能

为了提高PAN的压电性能,利用静电纺丝法制备了不同BaTiO_3质量分数下PAN电纺纤维膜,通过实验室自制压电设备、SEM、FTIR、XRD以及介电谱仪等对电纺纤维膜压电性能进行表征与分析.测试结果表明:用硅烷偶联剂(KH550)处理后的BaTiO_3可均匀地分散在PAN纳米纤维内.与PAN电纺纤维膜相比,当BaTiO_3质量分数为12.5%时PAN/BaTiO_3电纺纤维膜的输出电压提高了300%,介电常数提高了300%,而介电损耗却降低了67%;FTIR与XRD测试结果显示,BaTiO_3的加入可促进PAN从31螺旋构象向平面锯齿构象的转变,从而提高PAN的压电性能.     

季铵盐壳聚糖/水性聚氨酯共混膜的制备及防水透湿性能

将季铵盐壳聚糖（HACC）与水性聚氨酯（WPU）进行共混,对共混膜进行了耐静水压、透湿量性能测试.讨论了HACC用量、共混时间、烘干温度对共混膜防水透湿性能的影响.结果表明,当HACC用量10%～15%,共混时间15～20min,烘干温度100～110℃时,制备的共混膜具有良好的防水透湿性能及共混性能.     

PVK纳米纤维的电纺制备及表征

以甲苯和N,N二甲基甲酰胺(DMF)混合液为溶剂,采用静电纺丝法制备了PVK纳米纤维;通过扫描电子显微镜(SEM)对纤维形貌进行了表征,并进一步研究了浓度、纺丝电压及纺丝距离等实验条件对纤维形貌的影响;采用荧光发射光谱及荧光显微镜对电纺纤维进行了光学表征.结果表明:纤维直径随着纺丝溶液质量分数的增加而增大;随着电压的增加先减小后增加;随着纺丝距离的增加而减小.荧光显微镜分析表明:PVK电纺纤维在紫外光照下发蓝紫光.荧光光谱分析表明:与PVK薄膜比较,PVK电纺纤维在437 nm处出现一个新的发射峰.     

羊毛角蛋白/聚丙烯腈电纺膜的制备及性能

利用还原法溶解羊毛制备羊毛角蛋白,采用羊毛角蛋白溶液与聚丙烯腈溶液共混电纺成膜,改善聚丙烯腈电纺膜的亲水性.利用环境扫描电子显微镜(ESEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对共混电纺膜表面形貌和结构进行观察和分析,考察了羊毛角蛋白的加入对电纺膜性能的影响.结果表明:羊毛角蛋白的适量加入对聚丙烯腈电纺膜的力学性能影响不大,但是羊毛角蛋白中含有大量的羟基、氨基等亲水性基团,大大提高了聚丙烯腈电纺膜的吸水性;当羊毛角蛋白质量分数为27%时,羊毛角蛋白/聚丙烯腈电纺膜的力学性能和亲水性能均优.     

静电纺PVA/PEO共混纳米纤维膜的制备与性能表征

采用静电纺丝技术制备聚乙烯醇(PVA)/聚氧化乙烯(PEO)共混纳米纤维膜,测试共混纤维膜的拉伸力学性能,采用SEM观察其微观形貌和结构,利用TGA和DSC分析共混纤维膜的热学性能,考察PEO与PVA共混比例对纤维膜性能的影响.结果表明:PEO加入过多或过少对共混纤维膜结构均无明显改善,当PVA∶PEO质量比为5∶5时,所得纤维膜成丝性和成膜性最佳,膜中纤维线密度最小且粗细均匀;与纯纺纤维膜相比,不同共混比例PVA/PEO纤维膜的力学性能均有不同程度提升,当PVA与PEO质量比为7∶3时其断裂强度和断裂伸长率较纯PVA分别提高了66%和1 545.71%;PVA/PEO共混纤维膜的热稳定性优于纯PVA纤维膜,但PEO加入量的变化对共混纤维膜热学性能的影响较小.     

聚丙烯腈/柠檬酸复合纳米纤维膜的制备与调湿性能

采用静电纺丝技术制备了柠檬酸(CA)掺杂的聚丙烯腈(PAN)复合电纺纳米纤维膜,CA可以显著增大纳米纤维膜的比表面积和提升浸润性。采用红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)等手段对纳米纤维膜的结构与微观形貌进行了表征,以氯化锂(LiCl)溶液为调湿溶液浸泡复合纳米纤维膜,在实验室自制实时连续监测模拟装置中进行模拟调湿性能测试。结果表明:与纯PAN纳米纤维膜相比,PAN/CA6(CA的质量分数为6%)复合纳米纤维膜比表面积提高近6倍,水接触角减小10°,浸润性明显提升,且相同条件下,除湿率提高56.8%,吸湿速率更快。     

离心纺丝制备TiO_2/PVDF微纳米复合纤维及其染料降解性能

为了降解印染废水中的染料,将二氧化钛(TiO_2)与聚偏氟乙烯(PVDF)添加至N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮的混合溶液中制备纺丝液,通过离心纺制备具有光催化降解性能的TiO_2/PVDF纤维。利用场发射扫描电镜(FESEM)观察纤维的表面形态,采用光化学反应仪测试复合纤维光催化降解染料性能,运用紫外可见分光光度计分析染料的降解情况。研究结果表明:复合纤维表面TiO_2的负载量随TiO_2质量浓度的增大而增大;当纺丝液中TiO_2与PVDF的质量浓度百分比为6∶10时,离心纺纺制出的TiO_2/PVDF复合纤维对染液的脱色率最高,对亚甲基蓝、罗丹明B、酸性黑10B都具有良好的降解效果,同时该复合纤维具有良好的可重复使用性。     

PA6/CA复合纳米纤维膜的制备及调湿性能研究

利用电纺纳米纤维比表面积大的优势,将其应用于溶液调湿空调用电纺纳米纤维填料。采用静电纺丝技术制备聚酰胺6/柠檬酸(PA6/CA)复合纳米纤维膜,采用扫描电子显微镜(SEM)以及红外光谱(FT-IR)对纤维膜的表面形貌进行表征并解释柠檬酸改善PA6亲水性的机理,并测试其在不同温度、湿度下的吸湿性能。研究发现:膜的吸湿率随温度、湿度的升高而增大,最大可达到151.32%。     

静电纺纳米纤维素纤维膜的结构与性能表征

从废旧涤棉混纺面料中提取出纤维素,将得到的纤维素粉末与PVA、Na Cl配成纺丝液,通过静电纺丝法制备出纳米纤维素纤维膜。利用扫描电镜、红外光谱、热学性能等对纤维素膜进行基本的性能测试,结果发现,存在三种形态结构的纤维:串珠状结构纤维、缎带状结构纤维、常规形态纤维;红外光谱图具有明显的纤维素和PVA的特征;在280℃~500℃时,样品重量下降最明显,且在322.5℃时分解速率达到最大值509.1μg/min。     

电纺聚乙烯醇纳米纤维膜无酶过氧化氢传感器的制备

用静电纺丝的方法将聚乙烯醇（PVA）静电纺丝到裸铂电极表面,分别采用扫描电镜法、循环伏安法、电流时间曲线法、交流阻抗等方法对该电极进行表征.研究了过氧化氢在该聚乙烯醇修饰电极的电化学行为.实验结果表明：聚乙烯醇纳米纤维膜呈现出理想的疏松多孔的网状结构,极大地增大了电极的有效表面积;在pH=7.4的磷酸盐缓冲溶液中相比裸铂电极,聚乙烯醇纳米纤维膜修饰电极对过氧化氢的响应电流有明显的提高,过氧化氢的浓度在7.8～2 900μmol/L范围内,与其还原电流呈良好的线性关系,检测限达1.1μmol/L.该聚乙烯醇修饰电极可以作为电化学无酶传感器用于低浓度过氧化氢的检测.