聚丙烯腈预氧化纤维定性分析研究

本文研究了聚丙烯腈预氧化纤维的燃烧状态、表观形态、溶解性能,采用傅里叶变换红外光谱和热重分析仪等手段研究了聚丙烯腈预氧化纤维的结构和热力学性能,建立了聚丙烯腈预氧化纤维的定性鉴别方法。     

聚丙烯腈预氧化纤维的柔性探讨

用声速法(SV)、差示扫描量热法(DSC)、大角X射线衍射法(WAXD)等研究了PAN预氧化纤维的柔性与原丝基体,预氧化反应条件之间的关东。结果表明,OF的柔性与原丝性质、预氧化反应程度、预氧丝取向度密切相关,而与预氧化反应速度无关。试验还确定了获得最佳柔性的OF的氧化程度。     

聚丙烯腈预氧化纤维纺纱工艺的研究

本采用聚丙烯腈预氧化长丝束纺纱加工方法，对聚丙烯腈预氧化纤维纺纱工艺进行探讨，这对预氧化纤维的开发应用具有一定的实用价值。     

双疏型预氧化聚丙烯腈纳米纤维膜制备及性能

以聚丙烯腈(PAN)为成膜聚合物,采用静电纺丝技术制备PAN纳米纤维膜。通过溶胶凝胶法将纳米二氧化硅(SiO₂)粒子(SiNPs)原位生长在PAN纳米纤维膜表面,后对所得PAN纳米纤维膜进行高温预氧化处理,得到预氧化PAN(O-PAN)纳米纤维膜。利用三甲氧基(1H,1H,2H,2H-十七氟癸基)硅烷(17-FAS)对纳米纤维膜进行表面处理,得到双疏型O-PAN纳米纤维膜。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDX)等表征纳米纤维膜的微观结构形貌和表面性能。结果表明：PAN纳米纤维膜经碱处理后,表面生成大量—OH,SiNPs成功地原位生长在纤维表面,SiNPs的数量和粒径大小随着氢氧化钠(NaOH)浓度的升高和正硅酸乙酯(TEOS)浸泡时间的延长而增加,同时使得纤维膜表面粗糙度增大。所得双疏型O-PAN纳米纤维膜对水、乙二醇和煤油的静态接触角分别高达151.4°、150.2°和134.2°。     

聚丙烯腈预氧化纤维的耐腐蚀性能

采用三因素三水平正交试验法,测定和分析聚丙烯腈预氧化纤维经过酸、碱等化学试剂作用后,纤维力学性能的变化情况,对聚丙烯腈预氧化纤维在化学防护、密封产品等方面的开发与应用具有指导意义。     

赛络纺纺制聚丙烯腈预氧化纤维纱

探讨利用赛络纺纱技术纺制聚丙烯腈预氧化纤维纱线的工艺配置与成纱性能情况.研究了喂入粗纱间距、捻系数与成纱性能的关系,测试分析了聚丙烯腈预氧化纤维涤纶长丝包芯纱的性能.试验表明,利用赛络纺纱技术加工聚丙烯腈预氧化纤维涤纶长丝包芯纱具有明显的优势,产品的综合性能优于传统环锭包芯纱.     

聚丙烯腈纤维预氧化程度的表征

通过X射线衍射、差示扫描量热、傅里叶变换红外光谱、裂解质谱及体密度等研究手段,对芳构化指数、环化度、相对环化率及密度4项指标用于聚丙烯腈纤维预氧化反应程度表征的准确性和适用性进行研究。结果表明:环化度和相对环化率适合于预氧化初期的预氧化程度表征;芳构化指数适合于预氧化中后期的预氧化程度表征;密度则在整个预氧化过程中都具有较好的适用性。     

聚丙烯腈预氧化纤维阻燃产品加工技术

为提高聚丙烯腈预氧化纤维的可纺性,改善其纱线性能,采用转杯纺纱技术纺制纱线,通过各方案试纺对比,研究了转杯纺主要工艺参数与成纱质量的关系,合理选择工艺参数,提高了聚丙烯腈预氧化纤维的成纱质量。采用PANOF转杯纱开发的织物在阻燃性、耐磨性方面明显优于环锭纱织物。     

聚丙烯腈预氧化纤维纺织加工性能研究

以聚丙烯腈预氧化短纤维和预氧化长丝束为原料，对聚丙烯腈预氧化纤维的纺织加工性能和加工工艺进行了实践和探讨。     

一种新型聚丙烯腈预氧化纤维／羊毛混纺产品的开发

聚丙烯腈预氧化纤维（PANOF）是一种新型耐高温的有机纤维，在防火、阻燃等领域具有广泛的应用前景。但由于PANOF纤维本身的特性使其在环锭纺纱系统中的可纺性能较差。故本文采用转杯纺纱技术纺制聚丙烯腈预氧化纤维（PANOF）／羊毛混纺纱线，以提高可纺性能和改善纱线性能。文章通过对比各试纺方案，研究了转杯纺主要工艺参数与成纱质量的关系。合理选择工艺参数，以提高混纺纱的成纱质量。     

空气过滤用聚丙烯腈静电纺纤维膜的制备及其性能

为开发用于空气过滤的纳米纤维,采用静电纺丝技术制备了聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜,探讨了其纺丝液质量分数及纺丝电压对所纺纤维微观形貌的影响,同时研究了纤维膜厚度对过滤效率和压降的影响。实验结果表明:PAN纺丝液质量分数为12%,纺丝电压为20 k V时,所得纤维粗细均匀,平均直径为230 nm;当纤维膜厚度由18μm增至35μm时,过滤压降则由121.93 Pa升至591.75 Pa,而过滤效率由81.78%升至99.24%。对过滤性能较好的纤维膜分别进行力学性能和泡压法滤膜孔径测试,测得此纤维膜的弹性模量为223.67 MPa,断裂伸长率为51.96%,拉伸断裂应力为5.93 MPa,拉伸强度为7.77 MPa,拉伸屈服应力为2.79 MPa,平均孔径为2.064 3μm。     

聚丙烯腈纳米纤维长丝的制备及热处理对其性能的影响

通过设计并自组装的动态水浴静电纺丝装置,成功收集到连续的聚丙烯腈（PAN）纳米纤维长丝,并对其进行干热处理和湿热拉伸处理。采用环境扫描电子显微镜（SEM）、X 射线衍射（XRD）等手段对不同工艺条件下制备的PAN纳米纤维长丝特性进行表征分析,得到最佳工艺条件及热处理对PAN纤维特征及其结晶度的影响规律。结果表明：纤维平均直径随着PAN质量百分数的增加而增大,随着纺丝电压升高而减小;热处理可以使纤维致密化,其强度也得到提高。     

聚丙烯腈抗菌复合纳米纤维膜的制备及其抗菌性能

为研究分析不同抗菌剂对聚丙烯腈(PAN)抗菌纳米纤维的影响,进一步开发功能性纳米纤维纺织品,通过静电纺丝方法制备PAN/三氯生(TCS)、PAN/TiO₂抗菌复合纳米纤维膜,借助扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪等对纳米纤维膜的微观结构和性能进行表征。结果表明:相对于纯 PAN纳米纤维膜,PAN/TCS 和PAN/TiO₂抗菌纳米纤维膜的纤维直径减少了39% ~ 71%,拉伸强度增加了12% ~ 88%; PAN/TCS 复合纳米纤维膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌圈都大于1 mm;由于TiO₂为非溶出型菌剂,PAN/TiO₂复合纳米纤维未发现抑菌圈;PAN/TCS 和PAN/TiO₂纳米纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率都达到了91.98%以上,且抑菌率随着TCS和TiO₂质量分数的增加而增加。     

聚丙烯腈/硝酸钠纳米纤维膜的制备及其压电性能

为提高聚丙烯腈(PAN)纤维膜的压电性能,将硝酸钠(NaNO₃)掺杂到PAN中,利用静电纺丝技术制备了PAN/NaNO₃纳米纤维膜。探究了NaNO₃用量以及纺丝速度对静电纺PAN纤维膜压电性能的影响。通过扫描电子显微镜、红外光谱仪、X射线衍射仪、驻极体非织造压电性能测试系统以及压电测试仪对PAN/NaNO₃纤维膜的表面形貌、构象和压电性能进行表征与测试。结果表明:将NaNO₃掺杂到PAN中会导致纤维膜的平面锯齿构象含量增加,晶面间距减小,进而影响PAN纤维膜的压电性能;当NaNO₃质量分数为0.9%、纺丝速度为1 000 mm/s时,纤维膜的压电性能明显提高,此时PAN/NaNO₃纤维膜中平面锯齿构象含量最多,晶面间距最小,与未掺杂NaNO₃的PAN纤维膜相比,此PAN纤维膜压电电压和电流分别提高了40%和174.53%。     

静电纺聚丙烯腈纳米纤维毡的炭化

用静电纺丝的方法制得聚丙烯腈纳米纤维,并在250℃预氧化,850℃炭化,得到碳纳米纤维。对静电纺纳米纤维、预氧化后纳米纤维和炭化后纳米纤维的表面形态结构用扫描电镜进行分析,并比较其强伸、导电性能,发现碳纳米纤维的导电性能大大增强。原料聚丙烯腈粉末、静电纺纳米纤维、预氧化后纳米纤维和炭化后纳米纤维的内部结构变化采用X射线衍射和红外光谱法进行分析。     

Manipulation of the electric field of electrospinning system to produce polyacrylonitrile nanofiber yarn

Electrospinning is a process that produces nanofiber through the action of an external electric field imposed on a polymer solution or melt. This paper introduces a new system capable of producing continuous uniaxially aligned PAN nanofiber yarn by manipulating the electric field. The manipulation was carried out by employing a negative charged bar in the electric field of conventional electrospinning system, leading to the formation of an electrostatic multipolar field. As a result, the main stream was redirected towards a rotating take up unit, collecting the twisted yarn consisting of uniaxially aligned nanofibers. The yarns were then treated in boiling water under tension and their mechanical properties were compared with those of the untreated ones.     

静电纺双疏型聚丙烯腈基纳米纤维膜制备及其性能

为制备耐磨性能良好的双疏型纤维膜并将其应用于油/水、油/油分离领域,以静电纺丝方法制备的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维为基材,采用多巴胺(DA)与十三氟辛基三乙氧基硅烷(G617)对纤维膜进行改性制得双疏型PAN纤维膜。借助扫描电子显微镜、接触角测量仪、X 射线光电子能谱仪等手段探讨纺丝条件、DA与G617用量等对改性前后PAN纤维膜表面形貌以及疏水疏油性能的影响。结果表明:纺丝液中PAN质量分数为13.8%、纺丝电压为18 kV时,纤维形貌最佳;改性后PAN纤维膜的乙二醇接触角可达135.1°,甲苯接触角为0°,水接触角可达141.9°,色拉油接触角可达131.2°;摩擦20次后PAN纤维膜的水、色拉油接触角均大于125°,可顺利实现水/甲苯、甲苯/乙二醇以及甲苯/水乳液的分离。     

静电纺丝:聚丙烯腈炭化制备碳纳米纤维

用静电纺丝的方法制得聚丙烯腈纳米纤维,并在250℃下预氧化,850℃下炭化,得到碳纳米纤维.用扫描电镜观察了静电纺纳米纤维、预氧化后的纳米纤维和炭化后的纳米纤维表面形态结构的变化,采用X射线衍射和红外光谱法分析了原料聚丙烯腈粉末、静电纺纳米纤维、预氧化后的纳米纤维和炭化后的纳米纤维内部结构的变化.     

聚丙烯腈/二氧化钛纳米纤维的紫外线防护性能

为探讨纳米纤维的紫外线防护性能,在聚丙烯腈（PAN）溶液中加入紫外线屏蔽剂二氧化钛（TiO2）并制备了纯PAN和复合PAN/TiO2纳米纤维膜,利用扫描电子显微镜、紫外透射率分析仪等分析了纳米纤维的微观形态和紫外线防护性能。结果表明：复合PAN/TiO2纳米纤维具有较小的直径;红外光谱图显示PAN/TiO2纳米纤维不仅含有PAN的特征吸收峰,还含有TiO2的特征吸收峰。TiO2的加入有效增加了PAN/TiO2 混合纳米纤维膜的紫外线吸收性能和紫外线防护性能,纯PAN纳米纤维膜的紫外线防护因子（UPF）为30.72,PAN/TiO2 纳米纤维膜的UPF为1 096.21∽1 865.49,且UPF随着TiO2质量分数的增加而增大;TiO2质量分数为0.5%时,PAN/TiO2 纳米纤维表面光滑,直径较小,紫外线防护性能较好。     

静电纺抗菌聚丙烯腈纳米纤维膜制备及其性能

为制备不易分解的抗菌卤胺高分子并将其应用于抗菌聚丙烯腈纳米纤维膜的制备,将海因(DMH)合成一种含有双键的海因单体3-(4'-乙烯苄基)-5,5-二甲基海因 (VBDMH),然后将VBDMH与甲基丙烯酸甲酯(MMA)通过聚合反应合成一种抗菌型卤胺高分子前驱体,并将其与聚丙烯腈进行共混,通过静电纺丝技术制备抗菌聚丙烯腈纳米纤维膜。借助扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振仪以及元素分析仪等对卤胺高分子前驱体以及抗菌聚丙烯腈纳米纤维膜进行表征与分析。结果表明:通过乳液聚合获得的卤胺高分子前驱体直径分布均匀,离散度低;抗菌聚丙烯腈纳米纤维膜可在30 min内使大肠杆菌和金黄色葡萄球菌失活,相对于原膜抗菌性提高20%~50%。