非对称润湿性纤维复合膜的制备及其油水分离性能

为解决乳化油分离过程中分离效率和通量难以兼顾的问题,以木浆为原料,以氯化锂/N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,采用静电纺丝技术制备纤维素纳米纤维膜;以纤维素纳米纤维膜为亲水层,以聚丙烯熔喷布为疏水层,采用热压复合工艺,构建了具有非对称润湿性材料(Janus)特性的纤维复合膜,并应用于乳化油的油水分离。结果表明:在最佳工艺条件下,复合膜的孔径为0.826 μm,分离效率为98.8%,通量为9 798.8 L/(m²·h);复合膜具有优异的重复使用性能,使用10次后其分离效率仍能保持在98%,通量达9 444.5 L/(m²·h);复合膜对正己烷、正庚烷、三氯甲烷、四氯化碳、石油醚均具有显著分离效果,其分离效率均大于98%,通量均在9 000 L/(m²·h)以上。     

偕胺肟化聚丙烯腈纳米纤维膜的制备与油水乳液分离性能

为探究膜材料对纤维膜亲水性的影响机制,首先以聚丙烯腈(PAN)为原料制备偕胺肟(PAO),之后通过静电纺丝法制备PAO纳米纤维膜,并对其表面形貌、纤维直径、平均孔径、表面粗糙度、表面润湿性、力学性能、纤维膜官能团组成和油水乳液分离性能进行测试与分析。结果表明:静电纺丝技术可成功制备PAO纳米纤维膜,该纤维膜表面亲水性、油水乳液分离性能与未经偕胺肟化处理的PAN纤维膜相比有明显提升,当静电纺丝PAO质量分数为10%时,制备的PAO纳米纤维膜表现出优异的表面润湿性能和油水乳液分离性能,其初始水接触角为15.6°,水下油接触角为157°,对硅油乳液的分离通量为1 362.9 L/(m²·h),截留率为99.1%。     

甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸共聚物光敏抗菌型纳米纤维膜的制备及其性能表征

针对全球范围内细菌感染疾病加重的问题,研发了一种新型的抗菌材料。采用乳液聚合法合成一系列单体比例不同的甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸共聚物(P(MMA-co-MAA)),通过静电纺丝技术制备纳米纤维膜,并利用表面的羧酸基团吸附阳离子光敏药物制备出一种光敏抗菌型静电纺纳米纤维。借助扫描电子显微镜、差示扫描量热仪分别对P(MAA-co-MAA)纳米纤维膜的形貌及热性能进行分析并探讨其抗菌行为。结果表明:纤维直径随聚合物相对分子质量的增大而增加,随着相对分子质量的多分散系数增大,纤维直径均匀性呈下降趋势;随着甲基丙烯酸单体的增多,纳米纤维膜的玻璃化转变温度、对光敏剂的吸附量、抗菌效果都有所提高。所制备的光敏抗菌纳米纤维膜对S.aureus和E.coli抗菌效果可达到99%。     

聚羟基脂肪酸酯/海藻酸钠纳米纤维的制备及其性能

针对聚羟基脂肪酸酯(P(3HB-co-4HB))和海藻酸钠(SA)常规情况下难共溶的问题,以P(3HB-co-4HB)为原料,SA为改性剂,三氯甲烷/水为溶剂,烷基糖苷(APG)为乳化剂,通过共混利用静电纺丝法制备了P(3HB-co-4HB)/SA纳米纤维膜。借助红外光谱仪、差示扫描量热仪、扫描电子显微镜表征P(3HB-co-4HB)/SA静电纺纳米纤维的分子间作用力、热性能和形貌;利用细胞毒性和细胞共培养测试表征了P(3HB-co-4HB)/SA纳米纤维的生物相容性。结果表明:P(3HB-co-4HB)/SA复合材料的玻璃化转变温度发生改变,当添加SA质量分数为6%时,静电纺纳米纤维具有均一的形貌,纳米纤维的平均直径为500 nm,孔隙率为74%,细胞毒性等级为0级,P(3HB-co-4HB)和SA具有良好的生物相容性。     

木质素/聚丙烯酸酯共混体系的静电纺丝研究

采用乙酸木质素（AAL）/聚丙烯酸酯/N,N-二甲基甲酰胺（DMF）体系进行静电纺丝制备了AAL/聚丙烯酸酯复合纳米纤维。考察了AAL与聚丙烯酸酯配比、AAL与聚丙烯酸酯共混溶液浓度以及操作参数（电压、推速、极距）对电纺纤维形貌和直径的影响。结果表明：随着木质素比例的增大,纤维出现断头和串珠;浓度对纤维直径及结构均有较大影响,随着纺丝液浓度的增大,纤维由珠状结构变为平滑纤维,平均直径逐渐增大;电压对直径影响不大,随着电压的增大纤维的珠状结构消失;随着挤出速度的增大,电纺纤维直径逐渐增大;随着极距的增大,纤维直径减小但出现珠状结构。     

β-环糊精/聚丙烯酸酯纳米纤维膜的耐水性及其对重金属离子的捕集

为得到一种可捕集废水中重金属离子的耐水型过滤膜新材料,将β-环糊精(β-CD)与聚丙烯酸酯(PA)共混,通过静电纺丝技术制备了β-CD/PA纳米纤维膜。利用扫描电子显微镜(SEM)表征了所制纳米纤维的表面形貌,探讨了β-CD质量分数对其表面形貌的影响,并研究了其对铜、铁等重金属离子的捕集能力。通过捕集前后的SEM照片初步分析了其捕集机制。结果表明:PA膜在40 min后的吸水率维持在8%,具有良好的耐水性;当PA质量分数为10%时,纳米纤维膜中单丝间的相互黏结情况随β-CD质量分数的增大有显著改善;PA质量分数为10%,β-CD质量分数为50%(相对于PA)时,纳米纤维膜对铜、铁离子的捕集量可分别达到82.0、219.5 mg/g;捕集铜离子后的纳米纤维膜表面有明显的离子富集。     

再生纤维素纳米纤维膜的制备及其蛋白质分离性能

为将纳米纤维膜应用于蛋白质分离处理,用静电纺丝和化学改性方法制备聚丙烯腈/再生纤维素（PAN∕ RC）复合纳米纤维膜,通过扫描电镜、红外光谱、比表面积及孔径分析等对制备的复合纳米纤维膜进行了表征,并将制备的再生纤维素复合纳米纤维膜作为分离层,构建膜分离系统并分离纯化血清白蛋白,通过调节操作压力和过滤时间等影响因素,确定其分离纯化过程的最佳条件。研究结果表明：在操作压力为0.10 MPa、过滤时间为1.5h条件下,再生纤维素复合纳米纤维膜对蛋白质的截留率达到80.04%,膜通量达到1.85L ∕ （m²?min）,与商用聚醚砜超滤膜相比,在截留率差异不大的情况下,膜通量有了数倍的提升;同时再生纤维素复合纳米纤维膜具有优异的重复使用能力,并在使用的过程中保持良好的纳米纤维形态结构。     

静电纺丝时间对复合滤纸油水聚结分离性能的影响

本研究通过改变静电纺丝时间(1～4h),在基材表面制备了不同结构的聚丙烯腈(PAN)微纳米纤维膜,形成复合滤纸,并在低柴油界面张力(17mN/m)、小粒径水滴(Dx(50)=10±1.5 μm)和低水分含量(0.3％)的条件下研究了复合滤纸的油水聚结分离性能.研究结果表明,随静电纺丝时间的增加,复合滤纸的油水聚结分离效...     

星型PLLA-PEG嵌段共聚物纤维膜的制备及其亲水性能

星型结构相比较于线型结构具有更稳定的形态和更优异的力学性能。选用季戊四醇(PET)为引发剂,辛酸亚锡(Sn(Oct)₂)为催化剂,通过L-丙交酯(L-LA)的开环聚合(ROP)制备星型端羟基聚(L-丙交酯)(s-PLLA),并与聚乙二醇(PEG,相对分子质量为1000)缩合制备四臂星型聚(L-丙交酯)-聚乙二醇共聚物(s-PLLA-PEG)。采用¹H-核磁共振、¹³C-核磁共振、傅里叶变换红外光谱、超高效聚合物色谱仪对产物进行表征,并用静电纺丝技术制备s-PLLA-PEG纤维膜进行亲水性能测试。结果表明：s-PLLA-PEG共聚物被成功合成;相对于s-PLLA,s-PLLA-PEG的熔体温度和玻璃化转变温度降低,柔韧性得到改善,韧性增强;s-PLLA-PEG纤维膜对水的接触角是84.10°,随着时间的推移,接触角逐渐减小,最终水被纤维膜完全吸收,相比较s-PLLA纤维膜具有更强的亲水性。该研究表明,PEG嵌段的引入可以有效改善s-PLLA纤维膜的亲水性,展现出静电纺s-PLLA-PEG纤维膜在医用敷料领域的应用前景。     

光敏抗菌型静电纺丙烯酸甲酯/丙烯酸纳米纤维的制备及其性能表征

为利用乳液聚合法合成甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸共聚物（P(MMA-co-MAA)）,通过静电纺丝技术制备P(MMA-co-MAA)纳米纤维膜,并利用其表面的羧酸基团吸附阳离子光敏药物,从而得到光敏抗菌型电纺纳米纤维膜。通过凝胶渗透色谱、傅立叶红外光谱、热失重分析法等对P(MMA-co-MAA)聚合物进行表征,借助扫描电子显微镜、表面张力仪分别对P(MMA-co-MAA)纳米纤维膜的形貌及吸附行为进行分析,最后探讨了所制备纳米纤维膜的抗菌性能。结果表明：制备出了具有较高分子质量的P(MMA-co-MAA)聚合物,静电纺纳米纤维膜对阳离子光敏剂亚甲基蓝（MB）和5,10,15,20-四（4-N-甲基吡啶基）卟啉锌(锌卟啉)具有良好的吸附性能。二者都表现出良好的抗菌效果,抗菌率可达到99.99%     

夹层型聚甲基丙烯酸酯系复合吸油材料制备与性能

以甲基丙烯酸β羟乙酯(HEMA)为交联剂,采用悬浮聚合法与半互穿网络技术制得夹层型聚甲基丙烯酸酯系复合吸油材料,对其吸油率、保油率、凝胶分率以及聚合物-溶剂相互作用参数等相关性能进行研究和分析.另外,利用傅里叶变换红外光谱及动态热机械分析仪对其结构和热性能进行表征.结果表明,复合吸油材料中存在物理交联结构,随HEMA质...     

Transformation of hydrophilic cotton fabrics into superhydrophobic surfaces for oil/water separation

In the present study, silica hydrosols were firstly prepared by water-based sol-gel method with the surfactant emulsification, using tetraethoxysilane as the precursor and ammonium hydroxide as the catalyst. Then, the silica hydrosols were applied to the cotton fabrics by dipping process, followed by the modification with (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetradecyl) trimethoxysilane and heat treatment to prepare superhydrophobic cotton fabrics. The process resulted in SiO₂ nanoparticles covalently attached to the cellulose surface and fluorine-containing siloxane coupling agent which brought about an inherent microscale roughness and the superhydrophobic character. The investigation of oil/water mixture has been carried out using the as-prepared superhydrophobic cellulose fabric-based materials.     

纳/微米纤维膜的吸油性及油水分离效果

油水污物是影响环境清洁性的重要因素之一,为此,分析了纳/微米纤维膜对大豆油、液体石蜡和白油3类油的吸油性和油水分离效果,并与市场用针织超细纤维洁净布、非织造超净无尘布进行比较,综合评价其去油污效果。结果表明,纳/微米纤维膜的吸油性和油水分离效果明显好于2种市场用洁净布,纳米级纤维膜对大豆油、液体石蜡、白油的饱和吸油率分别高达15.1、14.9、15.0 g/g,对油水乳液中油的去除率接近50%,其次是微米级纤维膜,针织超细纤维洁净布的效果最差。     

混杂聚丁二酸丁二醇酯调控再生丝素蛋白超细纤维膜的力学性能

通过静电纺丝制备了再生丝素蛋白(SF)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)不同混杂质量比的超细纤维,通过对甲醇处理后混杂复合超细纤维膜进行FE-SEM、FT-IR和XRD观察与表征,分析比较了复合超细纤维膜的形貌与结构,并进行力学性能测试.结果表明:不同混杂质量比的超细纤维形貌相似,纤维均匀良好;随着PBS含量的增加,混杂复合...     

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。     

珍珠粉基/PAN微纳纤维膜的制备及抗紫外性能测试

以不同质量分数的高分子聚合物聚丙烯腈(PAN)的浓溶液和加有不同质量分数的纳米珍珠粉的PAN稀溶液为原料,采用静电纺丝法制备了珍珠粉基/PAN微纳纤维膜。用扫描电镜观察了珍珠粉基/PAN微纳纤维膜的形态结构。采用防紫外线透过及防晒保护测试仪测试了珍珠粉基/PAN微纳纤维膜的抗紫外性能。     

超疏水聚酯滤布的性能及其在油水分离中的应用

为改善纳米二氧化硅的分散性,提升其与聚酯滤布的结合力,采用巯丙基三甲氧硅烷对纳米二氧化硅进行表面修饰,并通过浸渍-涂覆的方法将修饰后的二氧化硅负载在聚酯滤布表面,得到超疏水滤布。通过场发射扫描电镜、光电子能谱仪、傅里叶变换红外光谱仪及特征X射线能谱仪等对滤布进行了微观形貌、结构、元素及价态等方面的分析。结果表明:滤布表面均匀负载的低表面能硅树脂及其在滤布表面构建的微纳米多级凸起结构赋予滤布超疏水性,接触角高达156°;该滤布耐溶剂性能优良,在不同有机溶剂中浸泡72 h后,接触角仅下降1°~4°,滤布兼具高强度、超疏水/超亲油的特性。     

静电纺聚酰胺6/聚酰胺66纤维膜对染料的过滤性能

为将具有高表面吸附能和高孔隙率的静电纺纳米纤维膜作为一种新型膜材料应用于染料废水处理,以达到高效过滤染料的目的,研究了在0.1 MPa恒压死端过滤条件下静电纺聚酰胺6/聚酰胺66(PA6/PA66)纤维膜对质量浓度为0.1 g/L分散蓝2BLN悬浮液和弱酸性蓝N-RL水溶液的过滤效果,通过SEM、孔径分析测试仪、纳米粒径测试仪和紫外-可见分光光度仪观察及测试,分析了静电纺PA6/PA66纤维膜的表面形态、孔隙结构、染料粒径分布及对染料截留性能的影响。结果表明,连续过滤1 h后,静电纺PA6/PA66纤维膜的表面均沉积一层致密的滤饼,对分散蓝2BLN的截留率达95.6%,对弱酸性蓝N-RL的截留率仅为35.1%,但是对2类染料的过滤通量相差不大。     

含氟聚丙烯酸酯乳液合成及应用

以丙烯酸和烷基醇为原料,合成含不同碳链长度的烷基丙烯酸酯软单体,再以含氟丙烯酸酯功能单体和丙烯酸酯软单体为原料进行乳液聚合,得到了稳定性良好的含氟聚丙烯酸酯乳液.研究了含氟聚丙烯酸酯乳液在织物上的应用.采用二浸二轧、110℃预烘1 min、170℃焙烘3 min的整理工艺,整理后棉织物拒水达3~4级,拒油达2级,接触角可达130.4°.