NMMO法棉纤维素薄膜的制备及性能分析

以棉浆粕/NMMO·H_2O溶液为制膜液,制备出棉纤维素膜,采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和强度分析对棉纤维素膜进行表征研究。结果表明,纤维素膜的结晶形态由棉浆粕原料的纤维素Ⅰ型转化为纤维素Ⅱ型,晶粒尺寸减小,结晶度下降,而膜的官能团结构未发生改变;在一定范围内,随纤维素用量的增加,膜的断裂强度增大断裂伸长率下降,棉纤维素用量8%、凝固浴温度38℃时,制得膜的断裂强度6.163 MPa,断裂伸长率22.64%。膜的表面和内部有大量微孔存在。     

NMMO工艺纤维素膜结晶度与强度性能初探

以纤维素为原料,N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)为溶剂,采用相转化法制备非对称纤维素膜。利用X-射线衍射仪对NMMO工艺纤维素膜的结晶状况进行检测,并利用拉力机检测出薄膜的拉伸强度。结果表明:随着铸膜液中纤维素含量的增加,薄膜结晶度与拉伸强度均提高;随着溶解纤维素的温度提高,薄膜结晶度与拉伸强度降低;随着刮膜剪切力增大,薄膜结晶度和拉伸强度提高;并且薄膜结晶度的增加有利于薄膜拉伸强度的提高。     

新型碳纤维用原丝——高强高模Lyocell纤维纺丝工艺研究

采用天然高相对分子质量纤维素脱脂棉为原料 ,制备了高强高模纤维素纤维 ( L yocell纤维 ) ,并用此作为碳纤维原丝 ,成功制得了强度优于粘胶基碳纤维的 L yocell基碳纤维。考察了高相对分子质量纤维素的溶解特点 ,纺丝工艺对 L yocell纤维聚集态及性能的影响 ,比较了 L yocell纤维和粘胶原丝的表面及截面形态。实验表明 :高相对分子质量纤维素溶解的静溶胀时间和温度对其溶解有明显的影响 ;纺丝过程中 ,大的气隙长度对提高纤维的性能有利 ;随着凝固浴中 N -甲基吗啉 N -氧化物( NMMO )的浓度增加 ,纤维的强度和模量增加 ,当其在凝固浴中的质量分数达到 10 %时 ,强度模量最大 ,浓度继续增加 ,纤维的力学性能开始下降 ;拉伸比增加 ,L yocell纤维的强度模量增加 ,当拉伸比大于 3.0时 ,纤维的性能略有下降     

尿素增溶纤维素氨基甲酸酯的可纺性研究

探索了尿素对纤维素氨基甲酸酯(CC)/氢氧化钠溶液(CC溶液)的增溶作用,考察了不同浓度CC溶液的流变性能,选择CC质量分数为7%的溶液经过滤、脱泡后,以7%的稀硫酸为凝固浴进行溶液纺丝。结果表明:尿素增溶效果显著并提高了CC溶液的稳定性。经尿素增溶的CC溶液属于典型的切力变稀型流体,CC溶液经纺丝可得到直径为13～16μm的长丝,其纤维干态拉伸强度可达325～640MPa,断裂伸长率为10%～18%。     

凝固浴温度对Ionicell纤维结构及性能的影响

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)为溶剂,水为凝固浴,α-纤维素质量分数95.5%的棉浆为原料,通过干湿法纺丝制备再生纤维素(Ionicell)纤维。探讨了凝固浴温度对纤维结晶结构以及力学性能的影响。结果表明:在其他相同条件下,随着凝固浴温度的升高,纤维的结晶度、双折射和非晶区取向都呈现先增大后减小的趋势,纤维的断裂强度、初始摸量也呈先增大后减小的趋势,当凝固浴温度为20℃时纤维的力学性能最佳,断裂强度为2.98 cN/dtex,断裂伸长率为3.5%,初始模量为59.7 cN/dtex。     

凝固浴体系对PVDF超滤膜性能与结构的影响

利用非溶剂相转化法(NIPS),以聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)为铸膜液,水、二甲基乙酰胺(DMAC)、PVP体系为凝固浴,制备外压中空纤维超滤膜。研究了凝固浴中DMAC和PVP含量以及凝固浴温度对膜性能和结构的影响。结果表明,凝固浴中DMAC含量的增加可以提高超滤膜的通量、断裂伸长率和表面的孔径,降低膜丝拉力;PVP含量对膜通量、拉力与断裂伸长率有非线性影响,当着PVP的质量分数大于12%时,支撑层孔径明显增加;凝固浴温度升高可以增加膜的通量,而对孔隙率、拉力和断裂伸长率则影响不大。当凝固浴中DMAC和PVP的质量分数分别为35%和12%、凝固浴温度为70℃时,可以得到性能较好得超滤膜。     

聚乙烯醇/淀粉薄膜的力学性能及结晶行为

通过熔融共混挤出的方法,制备了聚乙烯醇(PVA)/淀粉薄膜,研究了淀粉加入量对PVA/淀粉薄膜力学性能的影响。采用差示扫描量热法研究了PVA薄膜和PVA/淀粉薄膜的结晶行为及非等温结晶动力学。结果表明:随着淀粉含量的增加.PVM淀粉薄膜的拉伸强度和断裂伸长率下降。在淀粉质量分数为25%时,薄膜的拉伸强度为17.05 MPa.断裂伸长率为425.00%.仍能达到包装薄膜对力学性能的要求。PVA/淀粉薄膜熔融温度和结晶温度均随着淀粉加入量的增加向低温方向移动;在相同的冷却速率下,共混薄膜的结晶速率低于PVA薄膜,同时结晶度也下降.导致力学性能下降。     

低温溶液缩聚PPTA共聚物的直接湿法纺丝研究

采用低温溶液缩聚法,在聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)聚合体系中引入了一定量的4,4'-二氨基二苯醚(4,4'-ODA),制备出了高黏度的改性PPTA纺丝原液,并直接进行湿法纺丝;研究了使用不同黏度的纺丝原液时,拉伸倍数、凝固浴温度、凝固浴浓度等纺丝工艺条件对初生纤维力学性能的影响,确定了最佳的湿法纺丝条件;借助扫描电镜、热重分析仪、红外光谱、X射线衍射对纤维的结构和性能进行了表征。结果表明:4,4'-ODA被成功地引入到PPTA中,但改性PPTA的结晶性能和耐热性能下降;当改性PPTA纺丝原液的比浓对数黏度(ηinh)从2.12 dL/g增大至2.58 dL/g,拉伸倍数从1.25增加至2.27时,改性PPTA纤维的强度均有所增加;最佳纺丝条件为改性PPTA的ηinh2.58 dL/g,纺丝温度50℃,拉伸倍数2.27,凝固浴为N-甲基吡咯烷酮与水的体积比1∶9,凝固浴温度30℃,在此条件下可制得改性PPTA初生纤维的断裂强度为4.22 cN/dtex,断裂伸长率为24.9%,模量为105.98 cN/dtex。     

纳米MgO增强聚乳酸薄膜在食品包装领域的应用

采用溶液流延工艺制备了纳米MgO增强聚乳酸(PLA)薄膜。研究了纳米MgO质量分数分别为0.5%,2.0%,3.5%,6.0%的PLA/MgO薄膜的力学性能、阻隔性能、热性能等。结果表明:与PLA薄膜相比,纳米MgO质量分数为2.0%时,所制PLA/MgO薄膜具有最高的拉伸强度和断裂伸长率,这归功于纳米MgO在PLA基体内的分散均一性。     

纤维素内塑化材料的制备及性能

用微波辐射法快速合成了纤维素长链脂肪酸酯。通过对改性产物的红外光谱及核磁共振光谱表征,证明柔性脂肪酸酯基引入了纤维素骨架。对溶液浇铸法所得薄膜材料的耐水性、玻璃化温度(Tg)、热稳定性、拉伸强度及断裂伸长率进行了分析测定,探讨了取代度对材料性能的影响。结果表明,改性材料表面具有良好的疏水性质,其接触角均在90°左右;由于柔性酯基链的引入,所制备的纤维素改性薄膜具有一定的内塑化性能。取代度为1.8的样品,其Tg为153℃,起始分解温度为198℃,断裂伸长率为50%,拉伸强度约为12 MPa,与线性低密度聚乙烯相当。     

Preparation and characterization of dense cellulose film for membrane application

Regenerated cellulose films were prepared with environmentally friendly process by utilized N‐methylmorpholine‐N‐oxide (NMMO)‐Cellulose system. To prepare a dense cellulose film for membrane application, some parameter process which influence porous forming such as cellulose DP, cellulose concentration, addition NMMO in coagulation bath, coagulation bath temperature, and drying condition were investigated. We resumed that the porosity and pore size of cellulose membrane decrease with lower cellulose DP, higher cellulose concentration, addition of NMMO in coagulation bath, applying room temperature in coagulation bath and drying, and applying vacuum on drying process resulted in membranes with porosity in range of 24–41% and pore size 13.4–20.2 nm. The main factor for controlling porosity and pore size of dense cellulose membrane was coagulation process condition especially addition of NMMO into coagulation bath. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2012     

The Online Measurement of Lyocell Fibers and Investigation of Elongational Viscosity of Cellulose N‐methylmorpholine‐N‐oxide Monohydrate Solutions

In this paper, the development of diameter and surface temperature of Lyocell fibers was measured online. The diameter and tensile force on the spin line in the coagulation bath were traced. The velocity, velocity gradient and the tensile stress profiles development of the fibers in the air gap were studied. The apparent elongational viscosity of cellulose N‐methylmorpholine‐N‐oxide monohydrate (NMMO‐MH) solutions was studied by steady‐state melt spinning theory. The decrease of the fiber diameter was mainly taking place near the spinneret, and the decrease of the diameter became more dramatic with increasing taking‐up speed. The surface temperature of the fibers was also dropping faster with increasing taking‐up speed for the heat transfer coefficient increased. The diameter of the Lyocell fibers almost did not change before and after it entered the coagulation bath. The tensile force on the spin line increases with increasing taking‐up speed and coagulation bath length. The velocity and the tensile stress increase slowly near the spinneret, and then accelerate. The apparent elongational viscosity of cellulose NMMO‐MH solutions decreases with increasing temperature at the same elongation rate and decreases with increasing elongation rate at the same temperature. The fiber of the Lyocell process was not really solidified in the air gap and a gel or rubbery state was formed.     

强疏水性PDMS/PVDF微孔膜的制备及其性能研究

利用非溶剂相转化法（NIPS）,通过在聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中加入聚二甲基硅氧烷(PDMS),制备了PDMS/PVDF共混疏水微孔膜,并研究了凝胶浴组成（水/乙醇）对铸膜液凝胶动力学、膜形貌、疏水性及力学性能的影响。结果表明,随着凝胶浴中乙醇百分含量由零增加至100 %时,PDMS/PVDF共混膜的断面上指状孔基本消失,海绵状孔结构贯穿断面;当凝胶浴中乙醇含量为100 %时,PDMS与PVDF发生分相;膜表面疏水性能增加,水接触角达到139.68 °;弹性模量、拉伸强度、断裂伸长率分别由（48.06±4.20）、（2.82±0.15） MPa、（92.90±2.53） %下降至（15.70±2.83）、（0.72±0.13） MPa、（15.47±1.63） %。     

凝固浴组成对NMMO法纤维素膜形貌的影响

为实现对分离用纤维素膜形貌的控制,采用NMMO法,分别以水、甲醇、乙醇和由它们配制的双组分溶液为凝固浴,制备了纤维素膜,观察了干膜的表面和断面形貌,测定了湿膜的孔结构参数,在对比基础上分析了干膜中微孔的形成过程与机制,探讨了纤维素结晶尺度与湿膜平均孔径的相关性和影响因素.研究表明,不同凝固浴制备出的纤维素膜在干态形貌上差别明显.纤维素膜的湿态孔隙率基本不受凝固浴组成影响,而干态下的致密区域在水溶胀后呈现多孔结构,对湿膜平均孔径影响很大.通过改变凝固浴组成,可分别或协同地调控纤维素膜的干态或湿态结构.     

聚乳酸（PLA）／三醋酸甘油酯（TAc）的结晶性能研究

用三醋酸甘油酯（TAc）增塑聚乳酸（PLA）,研究了TAc对PLA在不同温度结晶时的结晶性能的影响。随着TAc的添加,PLA的结晶度与其球晶生长速率逐渐增加,断裂伸长率增大,抗张强度降低。TAc的最佳添加量为25％。研究不同温度等温结晶时PLA/TAc的机械性能以及晶体形态的影响,发现结晶温度升高,PLA/TAc的球晶生长速率减小,抗张强度增大,断裂伸长率降低。     

离子液体法制备再生细菌纤维素纤维

以离子液体(氯化1-甲基-3-正丁基咪唑)溶解高聚合度细菌纤维素(BC),采用湿法纺丝制备再生细菌纤维素(RBC)初生纤维;通过红外光谱分析(FTIR)、广角X射线衍射(WAXD)分析、热失重(TG)分析、扫描电镜( SEM)、单丝强度拉伸等表征了RBC初生纤维的结构和性能.结果表明:该溶剂体系通过10 h的快速搅拌溶...     

胶原蛋白/海藻酸/羧甲基纤维素共混膜的结构与性能

利用溶液共混法成功制备了新型生物膜材料—胶原蛋白/海藻酸/羧甲基纤维素共混膜(blend film),通过红外光谱、X-射线衍射、原子吸收光谱、扫描电镜对共混膜的结构进行了表征,同时测定了不同配比共混膜的透光率、拉伸强度(tensile strength)、断裂伸长率(breaking elonga-tion)、吸水率和水蒸汽透过率;对共混膜进行了热重和差示量热扫描分析。结果表明:共混膜中胶原蛋白、海藻酸钠和羧甲基纤维素之间具有较强的相互作用和良好的相容性,Ca2+交联、氢键以及静电引力等强烈相互作用使三元共混膜力学性能等得到了显著改善,其拉伸强度明显高于胶原蛋白膜、海藻酸膜和胶原蛋白/海藻酸二元共混膜、海藻酸钠/羧甲基纤维素二元共混膜,胶原蛋白质量分数为18.1%、海藻酸质量分数为45.5%和羧甲基纤维素为36.4%的三元共混膜中抗张强度最大,达102MPa。三元共混膜具有良好的力学性能,较好的热稳定性,作为一种新型生物材料可望在生物医学和食品材料领域得到应用。