热塑性聚氨酯熔喷非织造布的制备及表征

介绍了热塑性聚氨酯熔喷非织造布的加工研制过程,并对TPU熔喷非织造布的纤维结构、过滤性能、透气性能和力学性能进行测试与表征,重点讨论了牵伸热风的风温和风压对熔喷TPU纤维结构及非织造布性能的影响。结果表明:TPU可在215～225℃进行熔喷法非织造布生产,纤维分布均匀。当牵伸热空气的风压增大时,纤维细度变小;当牵伸热风风温升高时,非织造布中纤维的黏合更加紧密。纤维结构的变化显著影响TPU熔喷布的力学性能、过滤性能和透气性能。     

熔喷聚乳酸/聚偏氟乙烯电晕驻极空气过滤材料电荷存储与过滤性能相关性研究

针对空气颗粒物污染问题,为实现对空气中PM_2.5以及其它有害颗粒物的高效过滤,从而达到保护人体生命健康的目的,将介电性与极性良好的聚偏氟乙烯(PVDF)与生物可降解的聚乳酸(PLA)熔融共混,并经过熔喷纺丝工艺结合电晕驻极,制备出具有纤维直径细、孔径小、过滤效率高、过滤阻力低的环境友好型驻极体空气过滤材料。通过系统研究PVDF对PLA电晕驻极体空气过滤材料的结晶行为、电荷存储性能及其机制与过滤性能之间的关系,发现PVDF的引入对PLA/PVDF熔喷非织造布纤维的结晶性能具有重要影响,可使PLA结晶速度加快,结晶度增加。PLA/PVDF电晕驻极熔喷布的初始表面静电势高达3 kV以上,热刺激放电测试峰值更高,电荷存储量有明显提升。特别地,在85 L/min纺丝流速下测试,PLA/PVDF单层电晕驻极熔喷非织造布过滤性可达85%,过滤阻力小于40 Pa,相较于未添加PVDF的电晕驻极熔喷非织造布过滤效率提升20%以上;探讨了电晕驻极后PLA/PVDF熔喷非织造布的电荷存储机制,发现PLA/PVDF熔喷非织造布的电荷存储性能提升最终使过滤性能提高。     

静电纺纳米氧化铜抗菌复合非织造布的制备及其性能北大核心CSCD

针对聚丙烯(PP)熔喷非织造布抗菌性能不足的问题,本文以PP熔喷非织造布为静电纺丝装置的接受基布、CuO-NPs为抗菌材料,制备具有高效抗菌性能的聚丙烯/聚丙烯腈/纳米氧化铜(PP/PAN/CuO-NPs)复合非织造布。研究了CuO-NPs质量分数与静电纺丝时间对复合非织造布抗菌等性能的影响。结果表明:当纺丝时间为1 h、CuO-NPs质量分数在0.3%~0.9%时,复合非织造布对E.coli和S.aureus的抑菌率均>99.99%。纺丝时间为1 h,随着CuO-NPs质量分数增大,复合非织造布纤维直径增大、直径分布均匀性降低、疏水性能下降。CuO-NPs质量分数不变,随着纺丝时间增加,复合非织造布的过滤效率提升,透气性却下降。纺丝时间相同,复合非织造布的过滤效率随着CuO-NPs质量分数增大而增大;CuO-NPs质量分数增大时,复合非织造布的透气性在较短纺丝时间(0.5~1 h)内先下降后提升,在较长纺丝时间(1.5~2.5 h)内显著下降。此外,CuO-NPs的加入不会改变PAN纳米纤维膜的化学结构。静电纺纳米纤维膜与PP基布的复合可以制备高效过滤和抑菌的医用防疫纺织品。     

热轧压力和温度对聚苯硫醚熔喷非织造布性能的影响

采用不同的热轧压力和温度,对自制的聚苯硫醚(PPS)熔喷非织造布进行热轧处理,研究不同热轧条件对PPS熔喷非织造布性能的影响。结果表明,提高热轧压力或温度,可使PPS熔喷非织造布的拉伸性能有所提高;当热轧压力为50.0 MPa、热轧温度为85℃时,PPS熔喷非织造布的拉伸性能最佳,其拉伸强度达到29.4 MPa;当热轧压力为50.0 MPa、热轧温度为50℃时,PPS熔喷非织造布的透气率和拉伸性能均较好。此外,在热轧压力10.0~50.0 MPa、热轧温度25~120℃条件下处理的PPS熔喷非织造布,其表面的水接触角可在72°~155°之间变化,即改变热轧条件可以调控PPS熔喷非织造布的亲水性。     

热处理对聚丙烯熔喷非织造布性能的影响

聚丙烯非织造布的晶型和结晶度对温度变化敏感,材料的各项性能与其密切相关。在不同温度下对聚丙烯熔喷非织造布进行热处理,并进行电晕放电驻极,对热处理后聚丙烯熔喷非织造布的结晶结构和性能进行研究。结果表明:随着热处理温度的升高,聚丙烯熔喷非织造布的晶型由拟六方晶型逐渐向α晶型转变,结晶度和晶粒尺寸也随之增大;热处理温度对聚丙烯熔喷非织造布的强力及伸长率、透气性、表面静电势和过滤性能均有较大影响;110℃下热处理的聚丙烯熔喷非织造布的驻极性能和过滤效能最好。     

SiO2-Ag气凝胶/PLA复合熔喷非织造材料的制备及其空气过滤性能

为提升聚乳酸(PLA)熔喷非织造材料的空气过滤性能，通过溶胶-凝胶法制备出掺杂Ag的SiO₂气凝胶(SiO₂-Ag),并采用熔融共混法获得不同比例的SiO₂-Ag/PLA共混材料，经熔喷加工制备出SiO₂-Ag/PLA复合熔喷非织造材料。通过对复合熔喷材料的表面形貌、结构、空气过滤和力学性能进行表征，结果表明：SiO₂-Ag能够均匀分布于PLA基体中，随着SiO₂-Ag含量的增加，复合熔喷材料的平均纤维直径和孔径略有增大，过滤效率与拉伸强度先增加后减小，过滤阻力下降，透气率和品质因子提高。当SiO₂-Ag质量分数为3%时，SiO₂-Ag/PLA复合熔喷材料的综合性能最佳。     

定长热定型对聚苯硫醚熔喷非织造布性能的影响

采用不同温度和时间,对实验室制备的聚苯硫醚(PPS)熔喷非织造布进行定长热定型处理,并对处理前后的PPS熔喷非织造布的尺寸稳定性、微观形貌和拉伸性能进行表征。结果表明:采用不同的热定型条件,均能获得尺寸稳定性良好的PPS熔喷非织造布;热定型后,PPS熔喷非织造布的微观形貌不发生明显变化,纤维玻璃化温度提高,拉伸强度增大,断裂伸长率下降。     

孔隙形状对熔喷非织造布过滤品质的影响

为探究孔隙形状与熔喷非织造布过滤品质(以品质因子表征)之间的内在关系,运用数字图像处理技术对5个聚丙烯熔喷非织造布样品的孔隙形状因子和孔隙圆度进行求取,并对样品进行过滤性能的测试。结果表明,随着孔隙形状因子数值的增大,熔喷非织造布过滤品质随之提高;随着孔隙圆度的提高,熔喷非织造布过滤品质呈下降趋势。     

聚乳酸非织造材料的后牵伸辅助熔喷成形工艺及其力学性能

为改善聚乳酸(PLA)熔喷非织造材料的力学性能,在PLA热力学性能实验分析的基础上,采用后牵伸辅助熔喷成形工艺一步法制备了高结晶度的PLA熔喷非织造材料,并对材料的外观形态、拉伸断裂性能和顶破性能进行分析。结果表明:PLA聚合物的玻璃化转变温度为60.69 ℃,熔点为162.6 ℃,可以很好地用于高牵伸倍率的后牵伸辅助熔喷成形;随着牵伸倍率从1.0增大到3.0,高取向纤维(取向角度≤20°)的数量占比从28%增大至100%,超细纤维(纤维直径≤3 μm)的数量占比从23%增大到67%;同时,材料的结晶度从1.22%增大到37.43%,纵向拉伸断裂强度增大到4.33 N/mm²,顶破强力增大到36.8 N,力学性能有所提升。     

聚乙烯三氟氯乙烯熔喷非织造材料的制备及其过滤性能

为制备耐高温熔喷过滤材料以应对高温工业粉尘的污染问题,研究了聚乙烯三氟氯乙烯(ECTFE)的热性能、动态热机械性能、流变性能以及形貌,并选取合适的工艺参数成功制备得到ECTFE熔喷非织造材料,对ECTFE熔喷非织造材料的结构与高温处理下的过滤性能进行表征,结果表明：ECTFE熔喷非织造材料纤维网中的纤维呈现随机交错、缠绕排列,其纤维直径分布在4～12μm,平均直径约为7.12μm,其孔径主要分布在45～55μm;当将ECTFE熔喷非织造材料从150℃预加热到210℃并用于过滤后,其对PM₁₀的过滤效率均保持在99.96%,而对PM_2.5和PM₅的过滤效率随着ECTFE熔喷非织造材料预加热温度的升高逐渐降低,但仍能够保持在55.16%以上。     

麻赛尔纤维医用辅料制备及性能研究

以麻赛尔纤维和ES纤维为原料,利用热熔技术制备具有高吸湿和抗菌功能的医用敷料,研究了纤维配比、热风温度和热风定型时间等热熔工艺参数对医用辅料性能的影响。研究结果表明:医用辅料中麻赛尔纤维配比增大,其透气性变差、吸液倍率增加、抗菌性能增强;热风温度高、热风定型时间长,医用辅料的透气性变差、吸液倍率减小,而对于抗菌性能基本没有影响。最佳的热熔工艺参数是:麻赛尔纤维∶ES纤维=90∶10(质量比),热风温度120℃,热风定型时间5 min。     

聚乳酸/羊毛混纺纱一浴法染浅色工艺

为了缩短聚乳酸(PLA)/羊毛混纺织物的染色工艺流程,采用一浴法染色。对分散染料上染聚乳酸纤维的性能进行研究,结果表明:随着温度的升高,聚乳酸上染率增大,染色温度以100~110℃为最佳,染浴pH对上染率影响不大;而分散染料上染羊毛纤维时,随着温度的升高,羊毛上染率增大,染色温度为100~110℃、pH为4~5时染色效果较好;聚乳酸/羊毛混纺织物分散染料一浴法染浅色的优化工艺为:染浴pH=5左右,染色温度100~110℃,保温时间40 min。     

染色温度与时间对羊绒纤维机械性能的影响

在山羊绒纤维的染色过程中,温度与时间是两项重要的工艺参数,探讨不同染色温度、保温时间对染色后色绒断裂强力、断裂伸长率和卷曲率的影响,结果表明:总体来看,随染色温度上升或染色时间延长,断裂强力、断裂伸长率和卷曲率都呈下降趋势.其中,断裂强力和断裂伸长率受染色时间影响小,但随温度升高均明显降低,85℃以上时,下降幅度明显增大；在染色时间为15 min和30 min时,卷曲率随温度上升至70℃以上受温度影响较小并逐步趋于平衡,但染色时间为45 min和60 min时,卷曲率曲线在65℃和90℃处出现明显下降的折点.     

滚筒内烟丝干燥过程的数值模拟

为了解析滚筒干燥条件对烟丝干燥过程中筒内的温湿度场和流场的影响规律,采用数值模拟开展烟丝滚筒干燥的筒内温湿度场的研究。通过干燥实验测量滚筒内部空气湿度来验证模拟结果的准确性,探究进口热风温度、进口热风速度、筒壁温度和滚筒转速等因素对滚筒干燥过程中内部水分分布的影响规律。结果表明：(1)增加进口热风温度会使蒸发过程加快;(2)提高进口热风速度能加强滚筒前段部分的水分蒸发,但进口热风速度过大会造成滚筒内整体水分浓度下降;(3)改变筒壁温度直接影响烟丝温度与筒内的平衡含水量,筒内平衡含水量随着筒壁温度的升高而增加;(4)增加滚筒转速会减少烟丝在筒内的停留时间,不利于烟丝的干燥。     

基于造纸法的加热卷烟降温材料的制备及应用

为解决加热卷烟中聚乳酸薄膜降温功能材料加工性能差且容易在烟气加热下塌陷粘连, 阻塞气流通道的问题, 采用造纸法制备了植物纤维/聚乳酸(PLA)复合材料, 并将其应用于加热卷烟的降温段, 制得了抗塌陷的降温滤棒, 研究了纤维配比、压光工艺对复合材料降温性能的影响, 以及复合材料对烟气主要成分的吸收性能。结果表明:①植物纤维/PLA纤维配比约为5∶5(质量比, 下同)的复合材料在20~100 ℃范围具有较优的吸热性能。②随着植物纤维配比的增加, 复合材料的降温效果先增强后减弱, 在植物纤维/PLA纤维配比为4∶6时达到最佳, 此时平均温度降温效果和最高温度降温效果分别为25.3 ℃和29.3 ℃, 优于目前常用的降温材料。③压光降低了材料的孔隙率和比表面积, 不利于烟气和降温材料间的传热, 其中压光温度对复合材料降温性能影响较小, 而高压光压力(>10 N/mm)将明显降低复合材料降温性能。④植物纤维/PLA复合材料具有更好的降温效果, 因此冷凝作用使得降温材料对烟气主要成分(总粒相物、丙二醇、丙三醇、烟碱和水分)的吸收性略高于聚乳酸薄膜降温材料。      

烘丝工艺参数对卷烟感官质量的影响

为研究制丝工序工艺参数变化对卷烟感官质量和化学成分的影响趋势,按照“卷烟制丝生产线工序质量评价”的要求和方法,对烘丝过程中的滚筒转速、热风温度、热风风门开度和排潮风门开度等工艺参数对卷烟感官质量的影响进行了试验。结果表明:①较高的滚筒转速、热风温度、排潮风门开度有利于卷烟香气的透发和提高,但不利于烟气特性和口感特性的改善;②较低或较高的热风风门开度都不利于卷烟香气特性的改善;③随滚筒转速、热风温度和热风风门开度的增大,烟丝中的挥发性有机酸和非挥发性有机酸总量逐渐降低,TSNA含量逐渐增加;④随排潮风门开度的增大,烟丝中的有机酸总量逐渐增加,TSNA含量逐渐降低。     

黄麻/聚丙烯复合板材热压工艺参数的优化

研究了黄麻/聚丙烯复合板材的热压工艺与纤维板材性能的关系,主要探讨了热压温度、时间、压力对板材力学性能的影响,并利用三因子二次通用旋转组合试验,找出最优热压工艺参数为温度166.26℃、时间3.32 min、压力4.34 MPa,且由显著性检验结果、回归方程式及相互关系图可以看出复合板材的强度是随着成型温度和时间的增加呈先增加后减小的趋势。     

黏胶纤维的截面形状对非织造材料可冲散性能的影响

非织造材料的可冲散性受纤维间摩擦作用的影响,而纤维间摩擦作用又与纤维截面形状有关。采用木浆纤维、黏胶纤维、PLA纤维为原料,并通过湿法成网工艺,制备面密度为40~60 g/m2的非织造材料,研究黏胶纤维的截面形状对非织造材料可冲散性能的影响。试验结果表明,当黏胶纤维长度为8 mm、PLA纤维长度为7 mm、木浆/黏胶纤维质量比为5∶4、热风温度为65℃时,采用花朵状截面、表面沟槽多且深的Danufil纤维制成的非织造材料的可冲散性最佳。     

熔融纺聚乳酸/聚丙烯纤维的制备及其性能

为提高聚乳酸(PLA)纤维的力学性能,采用聚丙烯(PP)与聚乳酸(PLA)通过熔融纺丝制备PLA/PP纤维,并借助差示扫描热量仪、热重分析仪、万能材料测试仪、纤维双折射仪对其热学性能、热稳定性、拉伸性能和纤维取向度进行表征。结果表明:PP的引入对PLA的玻璃化转变温度和熔融温度没有显著影响,但促进了PLA的结晶,结晶度提高了585.9%;随着PP质量分数的增加,PLA的热稳定性降低(特别是在初始分解阶段),但其残炭率提高,同时PLA/PP共混纤维的取向度提高,力学性能得到改善;当PP质量分数为20%时,PLA/PP共混纤维的取向度、断裂强度和断裂伸长率分别提高了55.6%,98.2%和44.4%。     

过热蒸汽-热风联合干燥制备马铃薯颗粒全粉

采用过热蒸汽干燥+热风干燥工艺制备马铃薯颗粒全粉:前段(含水率50%~78%)采用过热蒸汽干燥完成淀粉熟化和部分脱水,后段(含水率7%~50%)采用65℃热风干燥。其中,过热蒸汽干燥试验选取过热蒸汽温度、蒸汽流速和马铃薯片厚度为试验因素,设计三元二次回归正交组合试验,研究过热蒸汽温度、蒸汽流速和切片厚度对马铃薯过热蒸汽干燥特性和后续热风干燥特性的影响,以及马铃薯全粉松散堆积密度和水合能力与过热蒸汽干燥阶段干燥参数间的关系式。结果表明,马铃薯过热蒸汽干燥速率随蒸汽温度和蒸汽流速的增加而提高,随切片厚度的增加而降低;不同条件的过热蒸汽干燥所得半干马铃薯其后续热风干燥特性无明显差异,但与传统加工工艺相比,总干燥时间明显缩短;建立的马铃薯颗粒全粉松散堆积密度和水合能力与过热蒸汽干燥阶段控制参数间的回归模型显著,决定系数R2分别为0.820和0.662,验证试验所得马铃薯颗粒全粉松散堆积密度和水合能力实测值与回归模型模拟值相对误差分别19.93%和29.07%。研究结果显示,过热蒸汽干燥联合热风干燥制备马铃薯颗粒全粉可减少操作环节,缩短总干燥时间,该技术具有推广应用价值。