再生纤维素/TPU复合膜的制备及性能研究

采用DMAC/LiCl为溶剂,分别溶解纤维素与氨纶切片TPU,强烈机械搅拌共混均匀,以蒸馏水为凝固浴制备再生纤维素/TPU复合膜,用核磁共振1 H NMR分析谱图表征了TPU的结构特征,傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、材料万能拉伸仪对复合膜的结构及强力性能进行了测试,采用WGT-S透光仪测定了复合膜的透光率,结果表明TPU引入纤维素矩阵中,一定程度上破坏了再生纤维素膜的结晶度,大大提高了再生纤维素膜的断裂伸长率,降低了其拉伸强度,当TPU加入量为20%(质量分数),再生纤维素膜的断裂伸长率提高到65%,透光率均保持良好。     

天然纤维素纤维的溶解及成膜性能研究

采用电晕处理方法来活化棉纤维表面,然后用不同浓度(质量分数,后同)配比的NaOH/尿素和NaOH/硫脲,2种溶剂体系来溶解该纤维,通过对纤维素溶解度和纤维素溶液成膜性能的研究,发现电晕处理是一种很好的表面活性处理方法,其处理功率的大小,对纤维素的溶解度和成膜性能有较大影响.另外,NaOH/硫脲溶剂体系的溶解性能更优,其纤维素溶液成膜性能更好.     

细菌纤维素/银纳米粒子复合多孔支架材料的制备与表征

以细菌纤维素水凝胶膜、硝酸银和硼氢化钠为原料,制备了细菌纤维素/银纳米粒子多孔复合支架,并利用扫描电子显微镜、能谱分析、X射线衍射、热失重及力学性能测试对多孔复合支架进行研究。结果表明,在细菌纤维素网络结构内部发现了银纳米粒子,表明银纳米粒子进入到细菌纤维素内部,形成细菌纤维素/银纳米粒子复合物;并且,银纳米粒子的粒径随着硝酸银和硼氢化钠浓度的升高而变大;银粒子的引入使细菌纤维素的链规整度有所下降,结晶度变小、力学性能下降,但材料具有了良好的抗菌性能,使其更适用于医用敷料领域。     

纤维素包装薄膜性能的影响因素分析

纤维素是目前地球上最丰富的、可再生的有机资源,纤维素材料本身无毒,抗水性强,经过溶剂溶解。再生后得到纤维素膜,可能取代经久耐用的塑料薄膜。氯化锂／N,N-二甲基乙酰胺（LiCl/DMAc）能很好地溶解纤维素,得到成膜性能良好的纤维素溶液。可真正实现纤维素薄膜材料的绿色生产。但是包装材料起码应具有足够的力学强度包括拉伸强度、断裂伸长率以及阻隔性。本文从影响纤维素成薄膜的因素方面分析纤维素膜能否作为包装材料。     

PVA-PWA-Al2O3无机-有机复合质子交换膜的研究

以聚乙烯醇(PVA)、磷钨酸(PWA)和氧化铝(Al2O3)溶胶为原料,制备得到PVA-PWA-Al2O3无机-有机复合质子交换膜,测定了膜的电导率、含水率、溶胀度和甲醇透过系数等性质.测试结果表明,该复合膜具有较高的导电率和较好的阻醇效果,室温下测得电导率最高达到1.162 S/cm,甲醇透过系数在10-7cm2/s左右.复合膜中PWA含量增加,膜的电导率、含水率、溶胀度和甲醇透过系数都有所上升;膜中Al2O3含量增加,膜的电导率、含水率、溶胀度提高,但甲醇渗透系数稍有下降.     

废纸纤维素/壳聚糖膜的制备及性能

为增强壳聚糖膜的力学性能,制备了废纸纤维素/壳聚糖膜.以包装废弃瓦楞纸为原料,通过碱处理和漂白处理得到再生纤维素,再以不同组分与壳聚糖制备成膜,并对不同原料膜进行形态观察和力学性能检测.研究结果表明:废纸纤维素呈丝状,纤维直径约为15～20μm,结晶度较原始瓦楞纸有大幅提高;当在质量分数为2％的壳聚糖溶液中添加相对质量分数为5％的废纸纤维素时,废纸纤维素/壳聚糖膜力学性能最好,最大拉伸强度达52.3 MPa,断裂伸长率超过20％,纤维素分布均匀.     

细菌纤维素在NMMO·H20中的溶解性能

研究了细菌纤维素在N-甲基吗啉-N-氧化物的一水合物(NMMO·H2O)中的溶解性能,通过偏光显微分析(PM)、红外光谱分析(FT-IR)、X射线衍射分析(XRD)、热重分析(TG)等手段,表征了该溶剂体系获得的再生细菌纤维素膜的结构和性能.结果表明,该溶剂体系对细菌纤维素有良好的溶解性能,溶解过程以物理变化为主,溶解...     

溴水的膜吸收性能研究

研究了溴水的膜吸收分离性能,并采用回归正交试验设计方法优化溴水膜吸收工艺条件.以NaOH溶液作为吸收剂,采用PVDF中空纤维膜,研究了吸收时间、溴水温度、吸收液浓度及其流速等操作条件对溴水膜吸收性能的影响.结果表明:溴的吸收率随吸收时间的增加而增大,溴水膜吸收过程进料温度与传质系数之间符合阿伦尼斯关系.吸收液侧NaOH的浓度从0.003 mol/L增加至0.01 mol/L时,传质系数从4.75×10-4 cm/s增至6.02×10-4cm/s,对应的膜通量从2.4×10-3 kg/(m2·h)增至3×10-3 kg/(m2·h).吸收液的流体动力学条件对于溴水膜吸收过程通量无显著影响.采用回归正交试验确定的PVDF膜溴水膜吸收分离最佳工艺为:当NaOH吸收溶液浓度为0.01 mol/L,流量为2 L/h时,浓度为220 mg/L的溴水在进料温度为50℃、进料流速为22.24 cm/s的条件下,膜吸收通量达到6.17×10-3kg/(m2·h).     

纤维素包装薄膜性能的影响因素分析

纤维素是目前地球上最丰富的、可再生的有机资源，纤维素材料本身无毒，抗水性强，经过溶剂溶解，再生后得到纤维素膜，可以取代经久耐用的塑料薄膜。氯化锂／N，N-二甲基乙酰胺（LiCI／DMAc）能很好地溶解纤维素，得到成膜性能良好的纤维素溶液，可真正实现纤维素薄膜材料的绿色生产。但是包装材料起码应具有足够的力学强度包括拉伸强度、断裂伸长率以及阻隔性。本文从影响纤维素能否制成薄膜的因素方面分析纤维素膜能否作为包装材料。     

氧化纳米纤维素增强再生纤维素全纤维素复合薄膜的制备及性能

以2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物(TEMPO)氧化松木粉纳米纤维素(TOCNs)为增强相、α-纤维素粉制备再生纤维素(RC)为基体,采用溶胶-凝胶法制备氧化纳米纤维素增强再生纤维素(TOCNs/RC)全纤维素复合薄膜。对不同TOCNs添加量下TOCNs/RC全纤维素复合薄膜的力学性能、光学性能、氧气阻隔性能和热稳定性能进行研究,并通过FTIR、SEM、TEM、XRD和流变仪对TOCNs和TOCNs/RC全纤维素复合薄膜的结构、形貌及纤维素溶液流变性能进行表征。结果表明,TOCNs添加量对TOCNs/RC全纤维素复合薄膜的力学性能有显著影响,当TOCNs添加量(与纤维素基体的质量比)为1.0%时,TOCNs/RC全纤维素复合薄膜的拉伸强度和断裂能分别可达134.3 MPa和21.51 MJ·m?3,具有最佳的综合力学性能;TOCNs/RC全纤维素复合薄膜的透光率随TOCNs添加量的增加而下降,雾度随TOCNs添加量的增加而增大,但仍保持较高的透光率(>85%)和较低的雾度(<14%);TOCNs/RC全纤维素复合薄膜还具有优异的氧气阻隔性,TOCNs添加量为1.6%时,其透氧系数仅为1.47×10?17cm3·cm/cm2·s·Pa。TOCNs/RC全纤维素复合薄膜有优于一般塑料薄膜的拉伸强度和氧气阻隔性,并有可媲美于塑料薄膜的透明度,可作软包装复合材料的强度层和阻隔层,在绿色高性能包装材料领域具有广阔的应用前景。      

PVA致密膜在异丙醇水溶液中的溶胀平衡模型

根据Flory-Huggins模型和Wilson方程,建立了聚乙烯醇(PVA)膜渗透汽化分离异丙醇水溶液过程的溶胀平衡数学模型,模型计算值与实验值吻合良好.水与PVA膜的相互作用参数小于异丙醇与PVA膜的相互作用参数,说明水在PVA膜中优先吸附溶解,PVA膜可作为优先透水膜实现异丙醇水溶液的分离.异丙醇与水之间的相互作用参数随溶液中异丙醇浓度的升高而增大,说明异丙醇含量越高,膜的溶胀选择性越好,越有利于水在膜中的溶解透过,渗透汽化分离效果越好.模型计算结果表明,随溶液中异丙醇浓度的升高,PVA膜中水浓度逐渐下降,而异丙醇浓度先升高,当溶液中异丙醇摩尔分率超过0.1后趋于稳定,与实验结果一致.     

明胶-酪蛋白酸钠可食性膜的包装性能研究

采用均匀实验设计方法,研究了明胶、酪蛋白酸钠、甘油添加量和成膜温度对可食性膜各项性能的影响,并确定了最佳的成膜工艺和影响膜各项性能的显著因素。结果表明,实验组C(明胶质量分数为5%,酪蛋白酸钠质量分数为8%,甘油添加比例为14%,成膜温度为55 ℃) 具有良好的包装性能,其拉伸强度为11. 45MPa,伸长率为28. 67%,透光率为92. 3%,雾度为7. 56%,氧气透过率为10. 101 cm3 / (m2 ·d·0. 1 MPa),水蒸气透过系数为1. 69×10-13 g·cm/ (Pa·s·cm2 );甘油添加比例是影响膜拉伸强度、伸长率和水蒸气透过系数最显著的因素,其相应的偏回归系数分别为-0. 901,2. 720 和0. 9662;明胶和酪蛋白酸钠均为影响膜透氧气率的显著因素,可增强膜的阻气性能。     

细菌纤维素/明胶复合多孔支架材料的制备与表征

介绍了以细菌纤维素水凝胶膜和明胶为原料制备细菌纤维素/明胶多孔复合支架的方法,并利用红外光谱、扫描电子显微镜、X射线衍射及力学性能测试对多孔复合支架进行研究。结果表明,复合多孔支架的表面孔径变大、孔隙率下降,但依然呈三维网络结构;明胶的加入使细菌纤维素的链规整度下降,结晶度变小、力学性能下降;同时,明胶能够调节细胞的响应并且促进细胞的贴附和生长,使细菌纤维素/明胶复合多孔支架更有利于细胞的粘附、增殖,更适用于生物医学领域。     

DMSO/离子液体复合溶剂湿法纺丝制备纤维素纤维的凝固条件

DMSO/离子液体复合溶剂对纤维素具有良好溶解性能,可望成为纤维素纤维大规模生产的新型技术路线溶剂。本文研究了以DMSO/离子液体混合物作为复合溶剂高效溶解纤维素并进行湿法纺丝过程的中凝固浴条件对再生纤维结晶、取向结构、力学性能以及微观形貌的影响。研究结果表明:在其它条件不变的前提下,随着凝固浴浓度或凝固浴温度的增加,再生纤维素纤维的结晶度和无定形区取向因子都出现了先增加后减小的变化规律,晶区取向因子则无太大变化;再生纤维的断裂强度和模量也有与此类似的变化规律;SEM测试表明,较优凝固浴条件下制备的再生纤维截面圆整,无明显皮芯结构,孔洞较少。     

高分子富氧膜的研究——(Ⅰ)几种聚烯烃及其改性聚合物的成膜与氧氮透过性能

研究了TPX、乙丙共聚物、中1,2-聚丁二烯和3,4-聚异戊二烯及其共混改性聚合物的均质膜的成膜规律和工艺方法,提出了“液面框架成膜法,成功地解决了强度低,、室温处于高弹态聚合物均质膜的制膜困难。用SEM.DSC.WAXD和POM分析了膜的形貌和形态结构、以压力法和体积法测定了膜的氧氮选择透过性,发现溶剂蒸发温度和后处理条件对膜的表面形貌,形态结构及气体透过性产生深刻影响;大分子共混改性TPX膜的结晶度降低;除等规聚丙烯和3,4-聚异戊二烯外、其余所研究的聚合物膜的P_(O_2)达10~(-9)(cm~3(STP)cm/cm~2.s.cmHg],α-(O_2)/N_2为2.8—5.0,改性TPX的气体透过性及透过稳定性较改性前有所改善。     

磺化PPEK掺杂磷钨酸混合膜的阻醇性及质子导电性能

磺化二氮杂萘酮结构的聚醚酮(SPPEK)与磷钨酸(PWA)的混合膜用两组分的DMAc混合溶液通过刮膜制备,对SPPEK/PWA膜进行了FTIR-ATR、表面形貌、质子导电性和甲醇透过性进行了研究.SPPEK/PWA膜的质子导率100%的相对湿度下80℃时质子导率为0.17S/cm,室温甲醇渗透系数为1.02×10-7cm2/s,比Nafion 117膜低20多倍.     

基于真空膜蒸馏的空调除湿溶液再生实验研究

为解决传统填料塔式溶液再生方法热效率低、受环境影响大、存在飘液等问题,本文提出一种基于真空膜蒸馏的溶液再生方法。通过实验和模拟研究了溶液温度、流速、质量分数以及系统真空度对膜通量、热效率、跨膜传质系数、截留率的影响。结果表明：膜通量随溶液温度、流速、系统真空度的升高而增加,随溶液质量分数的升高而急剧下降,膜通量实验值与模拟值的偏差在±10%以内;热效率随溶液温度和系统真空度的升高而增加并最终趋于恒定,随溶液流速和质量分数的升高而降低;跨膜传质系数随溶液温度、流速、系统真空度的升高而增大,随溶液质量分数的升高而减小。在实验中,当溶液温度为80 ℃,流速为1.0 m/s,质量分数为20%,系统真空度为93 kPa时,膜通量达到最大,为7.18 kg/(m2?h),即使在40%的高质量分数下,膜通量仍可达到1 kg/(m2?h),热效率普遍高于80%,溶液流速为0.6 m/s时各性能参数均可达到较高水平。     

微晶纤维素改性对聚乙烯醇薄膜性能的影响

目的研究不同添加量的微晶纤维素(MCC)对聚乙烯醇(PVA)薄膜性能的影响。方法通过共混溶液流延法制备得到MCC质量分数不同(0%,1%,2%,3%,4%)的PVA薄膜,测定分析MCC含量不同对PVA薄膜的颜色、光学性能、力学性能、阻隔性能、热稳定性和表面微观形态的影响。结果随着MCC含量的增加,PVA薄膜的透光率和断裂伸长率显著降低,雾度和抗拉强度显著增加,与纯PVA薄膜相比,MCC质量分数为4%的PVA薄膜的抗拉强度增加了64.8%,断裂伸长率降低了14.7%,水蒸气透过系数显著降低。当MCC质量分数从0%增加到3%时,薄膜的氧气透过系数由2.145×10~(-16) cm~3·cm/(cm~2·s·Pa)降低到1.393×10~(-16) cm~3·cm/(cm~2·s·Pa),但当MCC质量分数为4%时,薄膜的氧气透过系数略有增加。MCC的加入使得薄膜的热稳定性提高,初始分解温度略有升高,当MCC质量分数为4%时,薄膜表面和横截断面局部区域可以观察到少量的大颗粒出现团聚现象。结论 MCC的加入提高了PVA薄膜的力学性能、疏水性、阻隔性、热稳定性,控制好其加入量可以有效改善PVA薄膜的性能。     

纤维素氨基甲酸酯膜的制备及性能

采用碱/尿素/水体系对实验室自制的纤维素氨基甲酸酯(N%-1.8)在双螺杆中进行低温溶解,过滤、脱泡,得到清亮的纤维素氨基甲酸酯溶液。探讨制膜液浓度、凝固浴浓度、凝固浴温度,凝固时间对再生膜力学性能的影响,并结合FT-IR、XRD、SEM对膜的结构和形貌进行表征。结果表明,制膜液浓度为4.5wt%,凝固浴为H2SO4-8%、HOAc-16%和H2SO4/Na2SO4-7%/9%,凝固温度20~30℃,凝固时间为5min时所得的膜具有较好的力学性能,抗拉强度达到60~70MPa,断裂伸长率为6~10%。     

废弃棉织物高阻氧性再生纤维素膜的制备及性能研究

目的 为提高废弃棉织物的利用价值和利用率,将回收的废弃棉织物溶解于LiCl/DMAc溶液中,随后以水、体积分数为50%的乙醇水溶液、甲醇、乙醇、丙酮为凝固浴,通过溶胶–凝胶法成功制备高阻氧性再生纤维素(RC)薄膜。方法 采用氧气透过测试仪、水蒸气透过测试仪、拉伸测试仪、红外光谱和热重对RC膜的结构和性能进行探究。结果 不同的凝固浴条件下制备出的RC膜均具有极高的氧气阻隔性和较高的拉伸强度。其中丙酮为凝固浴的条件下制备出的RC膜的氧气阻隔性能最佳,其透氧系数可低至2.093 5×10⁻¹⁷ cm³.cm/(cm².s.Pa),远低于相同测试条件下的普通塑料薄膜透氧系数2～4个数量级。此外,该薄膜还具有很高的力学性能,拉伸强度可达98 MPa,远高于普通聚乙烯薄膜的拉伸强度。结论 该工作制备了一种具有高阻氧性和高强度的可降解RC膜,这为废弃棉织物的回收和二次利用提供了一种新的途径。