玄武岩纤维的表面修饰及生态环境复合过滤材料的制备与性能研究

探讨了酸、碱、水等介质对玄武岩纤维的刻蚀以及对其性质影响的可能性,测定了玄武岩纤维的组成,计算了玄武岩纤维的酸度系数和pH值。在对玄武岩纤维进行软化、硅烷偶联剂表面活化处理的基础上,利用玄武岩纤维和植物纤维进行杂化,制备了生态环境复合过滤材料。通过扫描电镜及红外光谱对其微观结构及其形成的机理进行了研究。结果表明,玄武岩纤维在植物纤维中均匀弥散,无机纤维和有机纤维各自的优良特性得到了充分的发挥。利用无规线团模型对其结构进行了描述,采用逾渗模型对其过滤性能进行分析,并讨论了打浆度、玄武岩纤维含量、胶粘剂等因素对复合材料性能的影响。制备的复合材料具有可重复使用、性能价格比高、对环境无二次污染,符合对环境协调、友好的生态环境材料的绿色化要求。      

PVDF/ZIF-8复合滤材的制备及其过滤性能研究

以聚酯纤维无纺布为接收基材,通过静电纺丝技术制备了包覆2-甲基咪唑锌盐(ZIF-8)纳米颗粒的聚偏氟乙烯(PVDF)/ZIF-8超细纤维过滤材料,系统研究了纺丝液浓度对PVDF纤维形貌的影响和不同纳米纤维复合膜克重的PVDF/ZIF-8复合滤材的过滤性能。研究表明:ZIF-8可显著降低PVDF/ZIF-8复合纤维的直径,最小平均直径可达(83±11) nm。在最佳纺丝条件下,随着纳米纤维复合膜克重的增加,纤维毡的过滤效率与阻力均增加。对于质量中值直径为0. 26μm的Na Cl气溶胶,PVDF/ZIF-8复合纤维毡的过滤效率为95. 910%时,阻力为47. 6 Pa;过滤效率为99. 534%时,阻力为111. 1 Pa。ZIF-8与纳米纤维结合形成的超细纤维复合毡,为低克重节能滤材的研制提供了新的思路。     

静电纺醋酸纤维/PET复合过滤材料的制备及性能

采用静电纺丝技术将二醋酸纤维素纳米纤维直接沉积在聚对苯二甲酸乙二纯酯(PET)非织造布基材表面上,并在纳米纤维膜上覆1层PET无纺布,制备成三明治结构的复合滤材。研究了不同条件对复合过滤材料过滤性能的影响。结果表明:均匀纳米纤维有利于提高复合滤材的过滤效率而串珠纤维有利于降低复合滤材的过滤阻力;随着纺丝时间和电压的增大,复合滤材的过滤效率和过滤阻力都呈现增大的趋势;随着空气流量的增加,复合滤材的过滤效率几乎不变,但过滤阻力却呈现线性增大的趋势。当选择纺丝时间为60min,纺丝电压为18kV时所制备的串珠状复合纤维过滤材料,能对粒径0.5μm的颗粒达到99%以上的过滤效率。     

基于超细纳米纤维高效低阻复合滤材的制备及性能研究

以湿法无纺布为支撑层、纺粘无纺布为保护层，熔喷静电棉/纳米纤维/超细纳米纤维为核心过滤层，制备出一种具有多级梯度过滤的复合滤材，并讨论了不同选材和工艺参数对滤材性能的影响。SEM分析表明，该滤材呈现明显的梯度尺度结构。过滤测试结果表明，该滤材初始过滤效率达99.65%,且去除静电后仍能保持在90%以上，而滤阻仅有15.7Pa。与传统熔喷滤材相比，该产品显示出优异的高效低阻性能，而且不受静电衰减的影响，大大增加了滤材使用寿命，在空气过滤领域具有广阔的应用前景。     

一种高剥离强度和透气性的玻纤/纺粘无纺布复合滤材的制备工艺与性能

玻纤滤材具有过滤精度高和纳污量大等优点,但其耐折和耐压性能较差,需要与非织造布复合以提高其加工性和使用寿命,但传统的上胶复合工艺容易造成玻纤复合滤材透气性下降。将热熔胶树脂颗粒通过熔喷技术以超细纤维形式均匀负载到纺粘布上,进一步利用热轧复合技术与玻纤滤材复合,得到了剥离强力高、透气性基本不变的玻纤/纺粘复合滤材。通过对比复合玻纤滤材的剥离强度和透气性变化,发现超细纤维负载量对复合滤材的性能影响最大,当负载量为8 g/m²时,复合滤材剥离强度即可达到要求,对透气性也不会造成明显影响。综合考虑产品性能与生产实际,建立了最佳复合工艺为上胶量8 g/m²、辊间距0.3 mm、热轧温度120℃、热轧速度15 m/min,在此工艺下玻纤滤材和纺粘布间达到了较好的粘合效果,且复合滤材透气性变化较小。     

浸渍整理对PAN预氧化纤维/芳纶复合滤料性能影响研究

通过以聚四氟乙烯(PTFE)乳液和三聚氰胺甲醛树脂(MF)为主的整理液对制备的针刺聚丙烯腈(PAN)预氧化纤维/芳纶复合滤料进行浸渍处理,提高其过滤性能。研究了浸渍处理对PAN预氧化纤维/芳纶复合滤料外观形态、透气性、拉伸性能、孔径和过滤性能的影响。结果表明,浸渍处理使复合滤料纤维表面形成膜状附着物,断裂强力有所提高,复合滤料透气性和孔径均有明显减小,孔径分布窄而集中;浸渍处理后的复合滤料对不同粒径微粒过滤效率均明显提高,其中对0.3μm和0.5μm微粒过滤效率分别达到65.87%和68.63%,提高最为显著,提高率高达98.94%和85.09%,对2.5μm微粒过滤效率高达98.66%。     

PAN预氧化纤维针刺复合滤料制备与性能研究

为了改善聚丙烯腈(PAN)预氧化纤维针刺滤料纤维间缠结性能差的问题,通过混入不同含量的聚苯硫醚(PPS)纤维制得PAN预氧化纤维针刺复合滤料,对其形态、纤维缠结程度、力学性能、透气性、孔径尺寸及其分布和过滤性能进行表征和分析。结果表明:添加PPS纤维,提高了滤料中纤维的缠结程度和滤料的致密性;滤料的纵向和横向断裂强力及断裂伸长率均有所提高,当PPS纤维含量为20%时,制得的PAN预氧化纤维针刺复合滤料的最小孔径、最大孔径和平均孔径分别为12.49μm、137.68μm和75.08μm;对微粒粒径为2.5μm的过滤效率达到85%,具有较好的过滤效果。     

热致相分离法制备聚醚醚酮中空纤维膜EI北大核心CSCD

以聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)为原料,采用熔融纺丝-热致相分离法成功的制备出PEEK中空纤维膜,并详细研究了膜成型条件对膜结构与力学性能的影响,测试了PEI含量为60%的最大中空度下膜的渗透性能。结果表明,通过控制中空纤维的成型条件可以控制中空纤维膜的中空度、壁厚等结构;PEI含量高,空气层高度低,拉伸比大时纤维中空度高,壁厚小;拉伸比和空气层高度对膜孔径的影响并不大,而PEI的含量是影响膜孔径的最主要因素,当PEI含量从40%提升到60%时,孔径从6.1 nm提升到6.9 nm;PEEK与PEI两者相容性好,形成双连续的海绵状孔结构;力学性能表明,PEI含量是影响力学性能的主要因素,当PEI含量从40%提升到60%时,膜强度从0.396 c N/dtex降低到0.267c N/dtex。     

多功能隐身纤维性能的研究

通过熔融纺丝制备了一种新型的红外/雷达多功能隐身纤维.本研究主要分析了纤维的热性能、力学性能、电性能和填料种类、含量、样品厚度和形态结构对纤维吸波性能的影响以及纤维的红隐身性能.研究表明随着粉体含量的增加纤维的力学性能、结晶度、熔融温度降低.随金属粉体含量的增加,纤维的质量比电阻率先降后升.复合粉体比单一粉体有较好的雷达吸收,金属粉体含量的增加有利于吸波性能的提高.皮层含有15%金属粉体的隐身纤维具有较好的红外隐身性能.隐身纤维大于10db的频宽可达2.39GHz,红外发射率可达0.62.本实验制备的隐身纤维材料有望成为一种极具发展潜力和工业价值的多功能隐身材料.     

电纺PLA/BioMIL-5复合纤维膜的制备及其吸附过滤性能研究

采用静电纺丝技术制备聚乳酸(PLA)/锌基金属有机骨架(BioMIL-5)复合纤维膜，探讨了不同含量BioMIL-5对复合纤维膜纤维形貌和性能的影响，并研究了复合纤维膜的吸附过滤性能和抗菌性能。结果表明：随着BioMIL-5含量的增加，纤维平均直径先增大后减小，复合纤维膜的断裂伸长率和疏水性不断提高。与熔喷布相比，复合纤维膜可高效吸附PM_2.5和PM₁₀,BioMIL-5质量分数为4%的复合纤维膜对PM_2.5和PM₁₀的平均过滤效率分别可达99.93%、99.96%,并且对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有一定的抗菌性。     

多孔超细醋酸纤维/涤纶非织造布复合滤材的制备及性能

采用静电纺丝技术,借助高挥发溶剂的制孔性,通过调控二醋酸溶液的浓度,制备了串珠状、条带状和圆柱状的多孔二醋酸超细纤维。通过扫描电镜观察纤维形貌,通过电导率仪测试纺丝液电导率,运用黏度计测试纺丝液黏度,利用滤料综合性能测试台测试纤维形貌、纺丝时间及空气流量对复合滤料过滤性能的影响。实验结果表明,随溶液浓度增加,多孔纤维形貌可由"串珠状"过渡到"条带状"最终变为"圆柱状",条带状纤维和圆柱状纤维有利于提高纤维的过滤效率,而串珠状纤维有利于降低复合滤料的过滤阻力;随着纺丝时间的延长,复合滤料的过滤效率和过滤阻力均呈增大趋势;随着空气流量的增加,复合滤料过滤效率略有降低,而其过滤阻力增加明显。     

Emanation-Thermal Analysis of Fibrous Basalt Sorbents

Structural changes in basalt sorbents in the course of thermal treatment were studied by complex emanation-thermal analysis. Sorbent was prepared by two-stage treatment of staple basalt fibers with hydrochloric acid. The sorption isotherms of liquid nitrogen vapor on these new sorbents were obtained, the open surface areas were determined, and the porosity and pore size distribution of leached fibers were evaluated. The data of thermostimulated gas liberation method showed that water sorbed on porous basalt fibers occurs in two energy-different states: the main fraction of water is desorbed at 90-110°C, and the remainder, at 300-320°C. The sorbent is completely regenerated on heating to 550°C. Degradation of the fiber pore structure begins at 700°C, and fiber sintering, at temperatures greater than 1150°C. A mathematical model of emanation of the porous systems in the sintering mode was proposed, and the activation energies of emanation of the initial and porous fibers were calculated. It was found that leaching, along with formation and development of the mesopore system, generates numerous point defects. Due to significant sorption activity and high thermal stability, fibrous basalt sorbents can be recommended to prepare sorption filters for treatment of radiochemical production wastes.     

植物纤维/玄武岩纤维复合材料的界面作用机理

制备了植物纤维／玄武岩纤维复合材料。测定了复合浆料的Zeta电位。探讨了该复合材料的界面作用机理。植物纤维与玄武岩纤维之间的界面结合力为纤维之间的氢键结合力、纤维与助剂分子之间的氢键结合力、助剂大分子在纤维之间的“网络连接”作用力等。研究结果有助于设计、改进复合材料的性能。     

表面涂层对玄武岩连续纤维力学性能的影响

本文通过对玄武岩连续纤维浸润剂配方的研究分析,结果表明玄武岩连续纤维的表面涂层配方对其力学性能有很大影响.其中成膜剂的组成结构直接影响玄武岩连续纤维的集束性及其与环氧树脂基体的相容性,不同的成膜剂结构使玄武岩连续纤维的断裂强力及拉伸强度差异很大.在浸润剂配方中引入阳离子型助剂有利于提高玄武岩连续纤维的集束性和断裂强力....     

玄武岩纤维/TiO2复合材料的制备及表征

TiO_2纳米粉体应用于光催化领域存在光吸收仅局限于紫外光区域、难以回收等缺点,因此,纳米TiO_2固定化和可见光改性成为光催化领域的两个研究热点.本文采用绿色环保的水热法,将TiO_2负载于玄武岩纤维载体上,在较低的温度下制备出一种新型的玄武岩纤维/TiO_2复合材料.使用XRD分析了复合材料的物相结构,采用SEM观测了复合材料的形貌,并对水热法合成其机理进行了分析.结果表明:150℃水热条件下、反应10 h合成的玄武岩纤维/TiO_2复合材料中,颗粒状的TiO_2涂层均匀包覆于玄武岩纤维表面,并没有改变玄武岩纤维结构,形成了一种具有核壳结构的新型玄武岩纤维/TiO_2复合材料,经过TiO_2修饰的玄武岩纤维对可见光有很好吸收.因此,玄武岩纤维/TiO_2复合材料是一种具有潜在应用价值的可见光催化材料.     

Physical structure behavior to wettability of electrospun poly(lactic acid)/polysaccharide composite nanofibers

Poly(lactic acid) has been electrospun into submicron fibers with embedded cassava starch matrix. The fibers had average fiber diameters between 140 and 680?nm. The starch content varied from 10 to 20% in total solids. Water contact angles were measured on sheets of these fiber materials and correlated with the fiber size and starch content. Water contact angles varied from 80 to 120° which shows that the fiber composition can control the mat properties from hydrophilic to hydrophobic. The results also showed variation in the average fiber diameters alone did not always affect sheet wettability. These results show the importance of the relationship between the electrospun fiber sheet topography and material composition to the wettability of polysaccharide electrospun nanofibers.     

短纤维增强C/C-SiC复合材料的微观结构与力学性能EI北大核心CSCD

综合原料的热物理性能分析和配比设计,实现了C/C复合材料载体孔隙体积的精细控制,采用热压-熔渗两步法在低温条件下制备了具有高致密、低残余Si含量特征的短碳纤维增强C/C-SiC复合材料。系统解析了C/C-SiC复合材料成型过程中的结构演变行为,研究了短纤维增强C/C-SiC复合材料的力学性能和失效机制。结果表明:多孔C/C复合材料载体孔隙的孔径呈双极分布特征,添加芳纶纤维可提高网络孔隙结构的连通性,具有显著的孔隙结构调控作用。SiC基体以网络骨架形态分布于C/C-SiC复合材料内部,与纤维束形成了强界面结合钉扎结构,高含量纤维协同作用下使C/C-SiC复合材料具有优异的综合力学性能,添加芳纶纤维可明显增加复合材料内部裂纹扩展路径,提高C/C-SiC复合材料的断裂韧性。碳纤维的面内各向同性分布及陶瓷相层间均匀分布对C/C-SiC复合材料承载、摩擦稳定性提升均具有积极作用。     

Modelling of filtration processes of fibrous filter media

This work presents a stochastic approach, based on Monte Carlo method, to simulate liquid filtration processes through non-woven fibrous materials. The real filter material is represented as a multilayer medium with a network of multiply connected pores. To describe the deposition and resuspension of particles on and from the filter medium, the following four mechanisms were considered: particle capture by sieving, patricle capture by fibers; particle capture by blocked pores; and particle re-entrainment. The particle capture by fibers and blocked pores, and particle re-entrainment depend on the balance between the adhesion and removal forces. The adhesion forces for particles of diameter smaller than 20 μm were determined through the concept of London-Van Der Waals forces. For particles of diameter greater than 20 μm, gravitational forces were considered. Three-dimensional random flow was assumed to stimulate the particles motion through the multilayer medium. The pressure drop across the filter medium was calculated as the sum of the pressure drop across the clean filter plus the pressure drop due to the deposited particles.A FORTRAN Program was developed to implement the filtration process model. For a wide range of typical filtration conditions, the calculated filter efficiencies predicted the experimental results with a percent difference between 0.5 and 19.3 depending on the particle size. The filter material capacities were predicted with an average discrepancy of 23.0%     

含前驱体SiC粉体低压成型低温烧结SiC多孔陶瓷

采用聚碳硅烷和SiC粉体为原料低压成型低温烧结制备SiC多孔陶瓷,研究了聚碳硅烷含量对SiC多孔陶瓷性能的影响。SEM分析表明,聚碳硅烷裂解产物将SiC颗粒粘结起来,多孔陶瓷具有相互连通的开孔结构。烧成SiC多孔陶瓷的孔隙孔径为单峰分布、分布窄,室温至800℃之间多孔陶瓷的平均热膨胀系数为4.2×10-6 K-1。随着聚碳硅烷含量的增大,SiC多孔陶瓷的孔隙率降低、三点弯折强度增大,当聚碳硅烷质量分数为10%时分别为44.3%和31.7MPa。