凝固浴组分对纤维素纤维结构和力学性能的影响

采用新型碱复合溶剂NaOH／j琉脲／尿素水溶液对纤维素进行溶解,并采用H2S04／Na2SO4溶液作为凝固浴,对纤维素溶液进行湿法纺丝,获得纤维素纤维。通过改变凝固浴组分,研究纤维素纤维结构和性能的变化,获得更好的纺丝条件。研究表明,当H2S04质量分数为8％～10％,Na2SO4质量分数6％～12％时,纺丝过程稳定,纤维素纤维的力学性能较好且相对稳定。纤维素纤维的断裂强度最大值可达2．06cN／dtex,纤维素纤维横截面均呈近圆形结构,且无明显的皮芯结构,同时纤维素纤维具有纤维素II的结晶特征,凝固浴组分变化对纤维素纤维的结晶度和取向因子影响不大。     

含中草药成分的纤维制备与性能研究Ⅰ.柿叶/纤维素共混纤维的制备及力学性能

以二甲基亚砜(DMSO)／多聚甲醛(PF)为溶剂,添加柿叶活性成分,应用湿法纺丝技术,制得含柿叶提取物的再生纤维素纤维。研究了纺丝原液浓度、凝固浴温度、柿叶添加量对共混纤维的力学性能的影响。结果表明,当纺丝原液质量分数在10％-12％,凝固浴温度在40-50℃,柿叶提取物质量分数在5％左右,纤维具有较好的可纺性,柿叶的添加使共混纤维的结晶度、取向度、强度均有一定程度的下降。DSC测试表明柿叶与纤维素之间有较好的相容性。     

纤维素/NMMO溶液及其薄膜的制备与性能研究

以水质量分数为13.3%的N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)为溶剂溶解棉浆粕,制备质量分数为5%～11%的纤维素/NMMO溶液。将所得溶液制备纤维素薄膜,考察了纤维素/NMMO溶液的稳定性,研究了凝固浴温度和组成对纤维素薄膜的成膜性、断面形态及力学性能的影响。结果表明:纤维素/NMMO溶液随着浓度增大,其粘度先增大后减小,再急剧上升;纤维素/NMMO溶液在玻璃介质中稳定性较好,微量Cu~(2+),Fe~(3+)等杂质存在时,其稳定性显著下降;纤维素薄膜随凝固浴温度升高,其透明性、拉伸强度和断裂伸长率均下降;相对于水,含有乙醇和NMMO的凝固浴能减缓双扩散的速度,使纤维素薄膜的拉伸强度略有提高,断裂伸长率出现不同程度下降。     

凝固浴温度对再生细菌纤维素纤维结构与性能的影响

以细菌纤维素为原料,N-甲基吗啉-N-氧化物为溶剂制得纺丝原液,在不同的凝固浴温度条件下,制备再生细菌纤维素纤维,对其形貌、结晶度、取向度、力学性能、吸湿保湿性等进行了研究.结果表明:随着凝固浴温度的提高,再生细菌纤维素纤维表面逐渐趋于光滑,且结晶度提高、取向度和断裂强度降低;凝固浴温度为0～45℃,再生细菌纤维素纤维...     

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。     

高吸附量纤维素膜的制备及其对Pb2+的吸附性能

以纤维素为原料,氢氧化钠、尿素、硫脲为溶剂体系制备纤维素膜,研究凝固浴的种类、H2SO4体积分数、凝固温度和凝固时间对纤维素膜吸附Pb~(2+)的影响。采用准二级动力学模型研究吸附速率的快慢;采用SEM、比表面积和平均孔径、FTIR和XRD分析纤维素膜的结构和吸附机理;采用TG对纤维素膜的热性能进行分析。结果表明,以体积分数为7%的H2SO4为凝固浴、凝固温度为40℃、凝固时间为120min时,纤维素膜对Pb~(2+)的吸附量达到最大,为343.0mg/g。纤维素膜吸附Pb~(2+)符合准二级动力学模型。纤维素膜由表面致密变为含有孔洞的结构,吸附Pb~(2+)后孔洞被填满,纤维素膜中的C=O键和N—H键与Pb~(2+)产生螯合作用。纤维素膜中部分纤维素结晶型由Ⅰ型转变为Ⅱ型,结晶度降低;纤维素膜的热稳定性高于纤维素。     

离子液体/二甲基亚砜复合溶剂干喷湿纺制备再生纤维素纤维凝固工艺研究

以棉浆粕为原料,使用离子液体/二甲基亚砜复合溶剂配制纺丝溶液,采用干喷湿法纺丝工艺制备纤维素纤维。探索了气隙长度、喷头牵伸比、凝固浴浓度、凝固浴温度对纤维结构与性能的影响。结果表明当采用气隙长度2.5 cm、喷头牵伸比1.9、凝固浴浓度30%、凝固浴温度35℃时可获得力学性能最佳、取向度最高、结晶较为完善的纤维素纤维。     

湿纺凝固条件对PAN初生纤维形态结构的影响

分析了凝固浴温度、浓度、表观负拉伸等凝固条件对聚丙烯睛初生纤维形态结构的影响规律及作用机理,得出最佳的凝固工艺参数。结果表明:在其他凝固参数不变时,凝固浴温度、浓度及表观负拉伸均存在各自的临界值,低于或超过此临界值,初生纤维及原丝的性能均下降;采用凝固浴温度60℃、凝固浴质量分数为65％的最佳凝固工艺参数,可获得截面圆形且结构致密的初生纤维,并制得力学性能优异的原丝。     

NMMO工艺纤维素包装膜透氧性能的研究

以纤维素棉浆和木浆为原料，N-甲基吗啉-N-氧化物（NMMO）为溶剂，采用沉浸凝胶法制备纤维素包装膜。研究了不同工艺条件对纤维素包装膜的透气性能的影响。结果表明：以纤维素棉浆为制膜原料，浆粕浓度为5％，凝固浴浓度为20％，温度为25℃时，可制得具有多孔结构的纤维素膜，有较好的气体通透性能。     

NMMO工艺纤维素膜成膜性能的研究

主要研究了NMMO工艺纤维素膜的成膜特性及不同因素对该工艺纤维素膜的物理和机械性能的影响。结果表明,纤维素浓度为4%～8%(W/W)时易于成膜,且随着浆粕聚合度的增大、纤维素浓度的增加、凝固浴温度的降低,制成的膜的力学性能较好。     

凝固浴浓度对离子液体法纤维素纤维结构以及性能的影响

探讨了以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)为溶剂制备的纤维素纤维纺丝工艺条件中凝固浴浓度对纤维结晶结构以及力学性能的影响。实验表明:在相同拉伸比和气隙条件下,凝固浴浓度对再生纤维素纤维的结构以及性能影响较大。随着凝固浴浓度的增加,纤维的结晶度和无定形取向都呈现先增大后减小的趋势,纤维的横向晶粒变小,拉伸强度、初始模量也呈先增大后减小的趋势。     

内凝固浴组成对聚氯乙烯中空纤维膜结构和性能的影响

利用非溶剂致相法纺丝制备聚氯乙烯(PVC)中空纤维膜,考察了内凝固浴中分别添加溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、NaCl和CaCl2对膜结构和性能的影响。结果表明,膜内表面孔结构随内凝固浴中DMF含量的提高,逐渐由致密的蜂窝状变成稀疏的海绵状;膜的水通量先上升后下降、力学性能提高;质量分数6%的DMF内凝固浴的膜性能最优,水通量和力学性能相对于纯水内凝固浴都有很大的提高,制成滤芯时产水量最大。内凝固浴中添加NaCl和CaCl2使中空纤维膜的力学性能提高,但水通量下降。相比而言,内凝固浴中添加溶剂对膜的性能改善效果优于内凝固浴中添加盐。     

纺丝工艺对离子液体法新型纤维素纤维性能的影响

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（[BMIM]C1）为溶剂,用干湿法纺丝制备了再生纤维素纤维,通过正交试验设计和系统试验,考察了气隙长度、喷头拉伸比、凝固浴浓度和凝固浴温度等工艺参数对制得的再生纤维素纤维的力学性能的影响,找出离子液体法新型纤维素纤维的最佳纺丝工艺。试验结果表明,对于该体系,纺丝工艺参数中凝固浴温度和拉伸比对纤维的拉伸强度、初始模量的影响最大,气隙长度对纤维断裂伸长影响最大。     

凝固条件对PAN初生纤维微孔结构形态的影响

采用一维多取向小角X射线散射研究了聚丙烯腈细流在凝固过程中,凝固浴温度、浓度以及喷丝头拉伸比对初生纤维中微孔结构形态的影响。结果表明,凝固温度由30％提高到60℃时,微孔沿纤维轴取向增强,微孔尺寸减小,但微孔数量增加;凝固浴质量分数由67．5％升高到76．0％,微孔数量减少,但微孔尺寸变大,微孔沿纤维轴取向减弱;喷丝头拉伸比为-36．7％-10％时,微孔尺寸和取向角都增大。在凝固浴温度为52-55℃,凝固浴质量分数为70％,选择负拉伸能得到性能优异的初生纤维。     

离子液体再生纤维素纤维工艺技术试验研究

介绍了纤维素在离子液体中的溶解与纤维成形机理和纤维素/离子液体溶体的制备,以及不同纤维素浓度、凝固浴浓度、凝固浴温度、拉伸比等条件的纺丝试验,对成形纤维的物理机械性能、截面形态进行了测试分析。纤维素/离子液体溶体的纺丝试验表明,采用干喷湿纺技术,以离子液体/水为凝固浴体系,成形纤维具有较高的强度。     

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.     

不同凝固浴对纤维素膜特征影响的研究

以棉浆板为纤维素原料、ZnCl2溶液为溶剂,分别以水、甲醇、乙醇、丙酮为凝固浴,通过相转化法制备了4种纤维素膜。通过膜的微观形貌对比分析了其形成机理,测定了不同膜在水通量、孔隙率及干燥后力学性能的差异。结果表明,4种膜内部均为纤维网状结构,其中以水为凝固浴制得的膜的内部纤维较为舒展、粗大,表皮为多孔状;而以有机溶剂制得的膜的内部纤维为卷曲、结团状,且出现指状孔,表皮为致密光滑状。4种膜的FT-IR、XRD、TG表征结果无显著差异,均由纤维素Ⅰ型变为纤维素Ⅱ型,结晶度降低,热稳定性降低30℃左右,残碳量增高。     

镉乙二胺溶液中玉米秸秆纤维素的溶解再生研究

本文对玉米秸秆纤维素进行有效利用,将纤维素溶解在镉乙二胺中溶解情况进行初探后设计正交试验进行分析,研究发现实验范围内最佳工艺条件:溶解温度为45℃,溶解时间为40min,溶解浓度为4%。在最佳的工艺条件下进行不同凝固浴的再生研究,得到最佳的凝固浴为水。     

PTAM/PAN共混膜的抗静电性能研究

采用甲基丙烯酸氨基乙酯的均聚物(PTAM)与聚丙烯腈(PAN)共混,以硫氰酸钠溶液为凝固浴制备PTAM/PAN共混膜。探讨了PTAM含量、凝固时间以及凝固浴温度对共混膜抗静电性能的影响。结果表明:当共混膜中PTAM质量分数为7%、凝固时间为65 min、凝固浴温度为6℃时,PTAM/PAN共混膜体积电阻率降低到109Ω.cm。     

凝固浴条件对对位芳纶成形的影响

将聚对苯二酰对苯二胺(PPTA)浆液浸入凝固浴来模拟纺丝过程中纤维的凝固过程。通过偏光显微镜分析了不同凝固浴条件下非溶剂在PPTA浆液中的扩散速率;用XRD分析了不同凝固浴条件下PPTA膜的结晶情况;用SEM分析了不同凝固浴条件下PPTA膜的表面形貌。结果表明,随着凝固浴温度和硫酸质量分数的升高,PPTA膜的致密程度不断下降,且由于边缘和中心区域相分离模式的不同其致密程度也不同。验证了PPTA纤维在凝固浴中形成皮芯层结构的结论。