聚四氟乙烯纤维性能及其制造工艺

介绍了聚四氟乙烯纤维的化学、物理等特性及其制造工艺.PTFE因其结构上的特殊性不适于用通常的溶液纺和熔融纺来制成纤维,文中介绍了载体纺丝、挤压纺丝、熔体纺丝、膜裂纺丝四种已开发的纺丝工艺路线.     

熔体纺丝和凝胶纺丝UHMWPE纤维结构对比

目前,通过熔体纺丝法制备出的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维的拉伸强度不如凝胶纺丝纤维。文中利用热分析仪、广角X射线衍射仪、小角X射线散射仪研究了熔体纺丝和凝胶纺丝UHMWPE纤维的微观结构,通过对比发现,熔纺UHMWPE纤维拉伸强度不如凝胶纺丝纤维的原因在于熔体纺丝UHMWPE纤维的伸直链结晶含量低于凝纺纤维,大分子链没有获得充分的伸直,单斜晶的取向度较低,纤维的整体结构不如凝胶纺丝纤维致密。而造成这一结果的根本原因在于熔纺UHMWPE纤维的有效拉伸倍率不高。     

聚合物熔体静电纺纳米纤维技术研究进展

熔体静电纺丝技术具有不使用溶剂、生产成本低、适用的材料种类多等优点,是目前纳米纤维绿色批量制造的主要发展方向。首先介绍了熔体静电纺丝基本原理及工艺特点,概述了国内外熔体静电纺丝装置及工艺特点,然后介绍了笔者团队近年来在熔体微分静电纺丝工艺、工艺、材料、装置设备及推进产业化生产中的研究成果,最后提出了几点对熔体静电纺丝技术研究重点的见解,以期增进对熔体静电纺丝技术工艺、装置及理论的新认识。     

复合材料用玄武岩增强纤维的性能研究

对玄武岩纤维结构与成分进行了介绍,对其力学性能、耐久性能、阻燃性能和耐温性能进行了研究。结果表明:玄武岩纤维性能因其原料产地不同而有较大差异,复杂的化学组成是决定其性能的根本原因。通过与其他高性能纤维对比,玄武岩纤维具有优异的力学性能、耐湿热老化性、阻燃性能、耐温性能,能够很好的应用于复合材料中。     

静电纺丝制备的ZrO2纳米纤维及其应用的研究进展

制备超细、高性能ZrO2纤维是实现其在催化、能源及环境等领域工程应用的关键。静电纺丝技术是一种近年来兴起的氧化物陶瓷纳米纤维制备新方法,能够制备直径较小、均一性高、连续性好的ZrO2纳米纤维,并且可通过控制前驱体纺丝液组成、静电纺丝工艺及热处理参数,对ZrO2纤维的组成、结构及性能进行调控。介绍了ZrO2纳米纤维制备、结构及性能方面的研究进展,并对经由原料组成、静电纺丝工艺及热处理条件调控的ZrO2纳米纤维结构、性能以及应用进行了综述和分析。     

熔体静电纺聚乳酸纤维膜的制备、表征及细胞毒性评价

调试熔体静电纺聚乳酸(PLA)过程中的电压场和温度场的参数,对不同条件下的纤维膜进行测试,研究电压场与温度场与纤维直径间的关系,并评价熔体静电纺PLA膜的细胞毒性。以聚乳酸(PLA)为原料,采用熔体静电纺丝方法,电压调整在20~26 k V范围,空间温度在10~70℃之间,分别进行熔体纺丝实验,将制得的纤维膜进行细胞毒性评价。熔体静电纺丝PLA纤维的平均直径随电压的升高逐渐增大,当空间温度为50℃时,所得纤维平均直径为最小。细胞活力测试证实熔体静电纺PLA膜无细胞毒性,具有良好的组织工程材料的应用前景。     

热气流辅助熔体微分电纺聚乳酸纤维制备

利用自制熔体微分静电纺丝设备,以聚乳酸(PLA)为原料,探究了熔体微分静电纺丝辅助气流温度及纺丝距离对纤维直径、均匀性、孔径分布的影响。纤维直径随着气流温度的上升而变细,纤维直径均匀性也随着气流温度的上升变得更加均匀,而纤维直径随着纺丝距离的变化呈现波谷趋势,并且根据纤维膜孔径分布表明,纤维越细、越均匀,纤维膜孔径分布越小,并获得了最佳的气流温度及纺丝距离参数。研究表明,在纺丝温度260℃、气流流量在20 m~3/h、气流温度为100℃和纺丝距离为5.5 cm时,纤维平均直径达到最小值,约为400 nm。     

超高分子量聚乙烯的静电纺丝研究

应用静电纺丝技术制备了直径为纳米级的UHMWPE超细高性能纤维.使用液体石蜡为溶剂,对二甲苯为萃取剂进行UHMWPE静电纺丝研究,通过SEM、DSC、FT-IR和XRD对电纺UHMWPE纤维的外观形貌、化学结构和物质组成分别进行了分析,并通过强力拉伸试验对束纤维强力进行了测试.     

石蜡在熔体微分静电纺聚丙烯纤维中的作用研究

随着静电纺丝技术的发展,熔体静电纺丝因其环境友好、产量高而受到越来越多的关注,但是纤维直径过粗使其发展受到了限制。为了提高纤维细度、降低纤维摆幅,研究者通过添加不同含量的石蜡对聚丙烯(PP)进行改性,研究石蜡对聚丙烯熔体微分静电纺的纤维直径和纤维下落摆幅的影响。实验表明:石蜡作为添加剂,能够有效降低聚丙烯熔体的黏度,使得纤维的平均直径从4.48μm降到1.76μm;添加20%石蜡的聚丙烯熔体微分静电纺射流和纯聚丙烯熔体射流相比摆动半径从12.90mm降到2.63mm。     

聚乳酸的熔体静电纺丝过程及工艺

以聚乳酸为原料,使用实验室自制的熔体静电纺丝装置制备了聚乳酸超细纤维。采用正交试验设计探究了纺丝关键工艺参数———喷丝头孔径、电压、纺丝距离、熔体温度对纤维成型的影响。借助高速摄影装置记录了射流运动过程,扫描电子显微镜(SEM)对纤维微观形貌进行了表征。实验结果表明,反纺情况下射流运动几乎没有鞭动;喷丝头孔径对纤维直径有显著影响,纺丝距离次之,温度和电压的影响相对较小;设定合适的熔体温度和电压、使用较小孔径的喷丝头或在一定范围内减小纺丝距离,均可缩小纤维直径;射流路径空间温度显著影响纤维之间的粘接状态。     

熔体静电纺丝法制备微纳米纤维的探索

分别选用低熔体流动速率(2g/10min)的低密度聚乙烯(LDPE)料和高熔体流动速率(1400g/10min)的熔喷专用聚丙烯(PP)料,在自行研制的熔体静电纺丝装置上进行实验.所得纤维平均直径分别为5.44μm和1.06μm,纤维直径分布均匀,表面光滑;在PP纤维中出现了大量几百纳米的纤维,最小直径为190nm;在自制的高效率熔体静电纺丝装置上,纺出微米级的PP纤维,平均直径为4.57μm,纺丝效率约为4g/h,与一般静电纺丝相比,产量得到显著提高.     

静电纺丝制备纳米纤维的最新进展

简述了静电纺丝的基本原理。主要综述了静电纺丝技术制备纳米纤维的装置,包括溶液制备法和熔体制备法。目前相关综述文献对溶液静电纺丝制备及其装置介绍较多,但涉及熔体电纺装置的文献很少。笔者在溶液发展史的基础上概述了熔体电纺的相关技术及其装置的最新进展。     

无针喷头熔体静电纺丝制备取向纤维

采用无针喷头熔体静电纺丝装置制备取向纤维,以ANSYS电场模拟为指导,探究了纺丝距离、辊筒转速及电场强度等工艺条件对纤维结构的影响。当纺丝距离为20mm时,其电场强度相对最大,但其纤维直径却较50mm,80mm粗。确定出本实验熔体电纺制备PP取向纤维的最佳距离为50~100mm,并明确了接收辊筒转速对纤维取向度及纤维直径有显著的改善作用。通过扫描电镜、X射线衍射、差示扫描量热仪及拉伸试验对熔体电纺纤维进行性能表征,取向纤维膜孔径比随机纤维小得多,有利于提高过滤效率及制备超疏水纤维,热压后纤维结晶性变好,且致密性及力学性能均有所提高。     

熔融静电纺聚对苯二甲酸乙二酯超细纤维的制备及工艺优化

采用熔融静电纺丝法制备了聚对苯二甲酸乙二酯(PET)超细纤维膜,应用正交试验分析了纺丝主要工艺参数对熔融电纺PET超细纤维直径的影响。实验表明,在本实验装置条件下可实现熔融电纺工艺的有效调控,纤维直径随着纺丝电压的升高呈现下降的趋势;纤维随接收距离的增加和熔体温度的上升均表现为先变细后变粗;喂料气压的增加会增大纤维直径;提高纺丝环境温度至聚合物的玻璃化转变温度,纤维平均直径明显下降。在最佳纺丝工艺条件下(纺丝电压27 kV,接收距离7 cm,熔体温度255℃,环境温度70℃,依靠聚合物自重喂给)制备的PET超细纤维均直径小于1μm。     

玄武岩纤维复合材料静、动态力学性能和抗弹性能研究进展

以玄武岩纤维为增强体、树脂为基体制得的玄武岩纤维复合材料具有优异的力学性能、良好的环境适应性和低廉的价格,其在车辆、船舶、航空航天等高新科技领域拥有替代现有玻璃纤维复合材料的潜力.近20年来,玄武岩纤维复合材料的力学性能受到了研究人员的大量关注.玄武岩纤维增强树脂基复合材料中,环氧树脂基复合材料力学性能较为突出,相关研究最受关注.在准静态力学性能研究中,与玻璃纤维复合材料对比发现,玄武岩纤维复合材料在拉伸性能、压缩性能、弯曲性能、抗低速冲击性能、疲劳性能、耐磨性等方面都更为优异,与碳纤维混杂组成复合材料时也表现出更强的性能,并且通过纤维化学改性和基体纳米颗粒改性可进一步提升玄武岩纤维复合材料的力学性能.国内玄武岩纤维复合材料动态力学性能的研究集中于水泥、沥青、混凝土等材料与玄武岩纤维组成的复合材料,对高性能树脂基复合材料的关注较少.国外研究人员对玄武岩纤维增强树脂基复合材料动态拉伸性能进行了全面研究,发现玄武岩纤维复合材料的动态拉伸模量、强度、应变等都随应变率增加而增大,增大幅度在20％ ～60％;与玻璃纤维复合材料相比,玄武岩纤维复合材料在动态拉伸条件下显示出更高的弹性模量、更大的拉伸强度和更高的拉伸应变.现阶段玄武岩纤维复合材料动态拉伸性能研究的应变率主要集中在100/s左右的较低范围,对动态压缩性能的研究也极为缺失,这难以支撑玄武岩纤维复合材料在涉及高速冲击服役环境中的应用.玄武岩纤维复合材料抗弹性能与S-玻璃纤维复合材料相当,因为玄武岩纤维复合材料具有较为全面的力学性能与环境适应性,所以与其他纤维混杂组成复合材料时可以弥补其他纤维的固有缺点.玄武岩纤维复合材料抗弹性能的变化受基体、纤维等因素的影响,并反映在不同的失效机制上,但在高速动态冲击过程中难以捕获材料本身微观结构的变化,其失效机制只能通过断口形貌进行推测,因此在抗弹性能研究中,仿真模拟技术对玄武岩纤维复合材料冲击变形过程和失效机制的解析研究亟需得到关注.本文归纳了玄武岩纤维增强树脂基复合材料的准静态、动态力学性能及抗弹性能研究现状,分析了现阶段玄武岩纤维复合材料力学性能研究中的不足并提出了建议,以期为高性能、绿色玄武岩纤维复合材料的研究发展提供参考.     

多喷头熔体静电纺制备PET纤维膜工艺分析

采用多喷头熔体静电纺技术制备聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维膜,采用正交试验法分析了主要纺丝工艺参数(纺丝电压、纺丝距离、纺丝温度和挤出气压)对所纺纤维直径和单位时间内纤维产量的影响。实验表明,纺丝电压对所纺纤维直径影响较大,电压越大,纤维直径越小,单位时间内纤维产量越大;纺丝距离减小,所纺纤维直径相应减小,单位时间内纤维产量有所提高;纺丝温度对纤维产量和直径影响相对较小;挤出气压对单位时间内纤维产量有显著影响,挤出气压的增大会增加纤维产量,但同时会增大纤维直径。     

玄武岩纤维及其增强水泥基材料的研究进展

玄武岩纤维是一种极具应用前景的新型高性能无机纤维.概述了玄武岩纤维的物理力学性能、环境因素作用下玄武岩纤维及其复合材料的耐久性和表面修饰对纤维性能的影响.重点介绍了玄武岩纤维在水泥基材料中的应用研究进展,其中包括玄武岩纤维混凝土准静态力学性能和韧性的理论与试验研究以及玄武岩纤维布在混凝土结构加固方面的应用.并提出了当前玄武岩纤维增强水泥基材料研究中存在的问题和今后研究的方向.     

硬弹性聚丙烯中空纤维的形成

通过应力场下聚丙烯熔体结晶制备出硬弹性聚丙烯中空纤维 .利用对样品弹性回复率及力学性能测试等手段 ,研究了硬弹性聚丙烯中空纤维的形成 .结果表明 :纺丝温度下降、熔体拉伸比增加及热处理等均有利于硬弹性聚丙烯中空纤维的形成 ,聚丙烯原料的分子量、纺丝冷却条件等对硬弹性的形成也有影响 .所制备的硬弹性中空纤维具有典型的应力 -应变行为 .     

玄武岩纤维的发展现状及前景分析

<正>1概述玄武岩纤维,是天然火山岩在高温熔融流体化后经贵金属(如铂铑合金)漏板高速连续拉丝而成,其主要优异的物化性质如表1所示。高性能纤维物化性能对比分析如表2所示。玄武岩纤维具有优异的耐温性、单丝力学强度、弹性模量、密度、蠕变断裂应力、化学稳定性等物理化学性质,耐腐蚀性优于普通玻璃纤维,力学性能指标也优于普通玻璃纤维约30%,蠕变率则约为芳纶纤维的1/4,工艺能耗约为碳纤维的1/16。     

静电法超细纤维的性能与应用研究

静电纺丝即是高聚物熔体或溶液在外加电场作用下连续生成直径在亚微米级的超细纤维过程。文中扼要地介绍了静电法超细纤维的生产原理、设备、生产过程及近几年来国内外静电纺丝的各种产品(主要包括聚环氧乙烷、聚酰胺、聚酯、聚乙炔、聚苯胺、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等)；并指出了静电纺超细纤维新的应用领域(如过滤膜、复合材料增强体、防弹衣等)；最后对静电纺超细纤维未来的发展提出设想。