生物基聚合物的熔融纺丝:熔纺生物高分子的性能及潜能概述

近年来,随着人们环保意识的增强及生物高分子的生态友好性,生物基聚合物在生产与应用方面呈现出增长趋势。然而,在纺织领域,生物高分子却仅占据较低的市场份额,与传统聚合物相比,其力学性能不足、加工性能差且价格高昂。生物高分子(俗称生物塑料)的产量持续增长,2012年产量已达150万t,预计2018年将达670万t。     

均相Fenton氧化降解对木素模型物对羟基苯丙酸去除效果的研究

以木素类模型物对羟基苯丙酸（HL）为研究对象,研究了均相Fenton试剂对HL的降解,探讨了体系pH值、H₂O₂用量、Fe²⁺用量、HL溶液初始质量浓度、反应时间、紫外光照射等因素对HL降解的影响。结果表明,在室温条件下,当体系原始pH值4.0时,加入2倍理论用量的H₂O₂,Fe²⁺与H₂O₂摩尔比为1∶100,反应60 min后,初始质量浓度为60 mg/L的HL溶液,其去除率可达79.2%;体系在紫外光照射下可形成协同效应,降解速度显著加快,同样条件下反应20 min,溶液中HL和TOC去除率分别可达到98.3%和79.6%。     

生物基聚酯与聚酰胺纤维的研发进展

为促进我国化纤行业转型升级与持续发展,对以生物基聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚对苯二甲酸-1,3-丙二醇酯纤维、聚乳酸纤维、聚呋喃二甲酸乙二醇酯纤维、聚呋喃二甲酸丙二醇酯纤维,以及生物基聚酰胺56纤维为代表的生物基聚酯、聚酰胺纤维的国内外生产现状,市场需求、技术发展及趋势进行了综述,对全球生物基纤维专利的分布、各主要开发机构的专利战略及技术情况进行了梳理及剖析。在此基础上结合国内高分子材料产业实际,对我国生物基聚酯、聚酰胺纤维的发展建言应重点攻关生物基乙二醇、对苯二甲酸、己二胺等战略性生物基单体制备的核心技术,同时就重点任务和发展路径提出了建议。     

棉/生物基弹性聚酯纤维混纺针织物的服用性能

针对生物基弹性聚酯(PTT)纤维因自身特性难以单独成条纺纱的问题,设计在清花工序运用3种不同形态棉纤维辅助PTT纤维成卷成条,并采用赛络纺方式制成线密度为14.7 tex的棉/PTT纤维(60/40)混纺纱,然后织成纬平针织物比较分析其顶破性、起毛起球性、耐磨性、透气性、透湿性及悬垂性能,最后用模糊综合评判模型对织物性能进行综合评判。结果表明：棉纤维的伸直程度高,可加大与PTT纤维间的摩擦力,提高了混纺针织物的顶破性、抗起毛起球性、透气性;织物表面PTT纤维含量多,则耐磨性较佳;而透湿性与悬垂性能与棉纤维形态基本无关。基于模糊评价模型判定,选用精梳棉条辅助PTT纤维成卷的混纺针织物的综合服用性能较佳。     

生物基聚羟基烷酸酯纤维制备进展

聚羟基烷酸酯是通过细菌发酵制备的生物基可生物降解材料,目前已发展至第四代。以生物基聚羟基烷酸酯的成纤性能和方法为切入点,根据其物理特性,综述了其在纤维制备,尤其是熔融纺丝方向的研究进展和局限性,并对其纤维规模工业化生产的途径进行了展望。通过原料端对聚羟基烷酸酯的组成及分子结构调控,辅以有机、无机改性手段,及纤维端对加工设备和关键技术的开发,有望实现聚羟基烷酸酯纤维的规模化工业制备。     

呋喃基共聚酯PETT纤维的制备及其性能

以添加摩尔分数5%2,5-二羟甲基四氢呋喃(THFDM)的聚对苯二甲酸-2,5-二羟甲基四氢呋喃乙二醇共聚酯(PETT)为原料,用熔体纺丝方法制备了PETT共聚酯纤维,讨论了PETT共聚酯的可纺性,探究了添加THFDM对聚酯纤维的力学性能、回弹性能、热收缩性能和超分子结构等指标的影响。结果表明：PETT共聚酯相比PET在纺丝过程中纺丝温度的调控区间较宽,且可纺性良好;低温纺丝制得的PETT纤维的断裂强度大,断裂伸长率低,高温纺丝制得的PETT纤维的断裂强度小,断裂伸长率高;添加THFDM对聚酯纤维的力学性能、热收缩性能和超分子结构有影响,纺丝温度为275℃的PETT纤维相比PET取向度和结晶度下降,断裂伸长率升高,断裂强度、弹性模量略有减小,沸水收缩率略有升高;同一定伸长率条件下,PETT纤维相比PET弹性回复率升高,回弹性有所改善。说明了PETT共聚酯的可纺性和可加工成型性良好。     

皮芯型负离子防蚊聚酯纤维的制备及性能研究

采用原位聚合法制备负离子聚酯切片,然后与防蚊聚酯母粒进行复合熔融纺丝,制备皮芯型负离子防蚊聚酯纤维,并在22针/25.4 mm的单面小圆机上织造负离子防蚊纬平针针织面料。测试并分析纤维的截面形态、力学性能以及面料的负离子释放性能和防蚊性能。结果表明,皮芯型负离子防蚊聚酯纤维的断裂强度为3.17 cN/dtex、断裂伸长率为21.8%、沸水收缩率为8.9%,满足织造要求。面料的负离子释放量为815个/cm~3,水洗50次后无明显衰减,面料具有负离子保健功能而且性能稳定持久;面料对白纹伊蚊的驱避率为63.04%,防蚊评级为B级,具有蚊虫驱避效果。     

服装用生物基纤维的性能优化

介绍了FibFab项目。该项目通过开发一种新的生物基化合物,以提高服装用聚乳酸(PLA)纤维的服用加工性能。该生物基化合物的使用不仅能满足纺织服装领域对纤维的性能要求,而且可适用于工业用纤维的生产。     

生物基聚酰胺56纤维在纺织领域的应用研究进展

针对我国目前高度依赖进口石油和聚酰胺66主要原料己二胺被国外公司垄断的局面,顺应我国早日实现碳中和的战略目标,在简要回顾生物基聚酰胺发展历程的基础上,对生物基聚酰胺56纤维的特性作了详细描述,对其制备技术与应用领域的研究进展进行了综述。生物基聚酰胺56纤维具有良好的力学性能、吸湿性、柔软性、耐磨性、染色性、耐热性、耐化学性与阻燃性,适合应用于服装、家纺、产业用纺织品等领域,但生物基聚酰胺56纤维大规模推广还面临生物原料供给与成本控制、生产中能耗降低及副产物综合利用等问题,今后需要继续在生物基单体发酵与纯化、聚合、纺丝及应用等领域加大研发投入,不断降低生产成本,才能促进生物基聚酰胺56纤维在纺织领域的大规模应用。     

聚乳酸/百里酚抗菌纤维的制备与性能

为开发一种绿色环保可降解的抗菌纤维,将具有良好生物可降解性的聚乳酸(PLA)与天然抗菌剂百里酚采用温控共混装置混合均匀后,利用熔融纺丝法制备PLA抗菌纤维。借助扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、 X射线衍射仪、单纤维强力测试仪及综合热分析仪等研究了不同质量分数百里酚对PLA抗菌纤维表观形貌、化学结构、结晶结构、热学以及力学性能的影响,并利用振荡烧瓶法测试纤维的抗菌性能。结果表明：在成纤过程中,百里酚会附着在纤维外表面发挥抗菌作用;随着百里酚质量分数的增加,PLA抗菌纤维的热分解温度和熔融温度逐渐降低,断裂伸长率先增加后缓慢减小,最高可达320.98%,是纯PLA纤维的50～90倍;另外,随着百里酚质量分数的增加,PLA抗菌纤维的结晶度逐渐增大;当百里酚质量分数大于15%时,PLA抗菌纤维的抑菌率达到99.99%以上,可完全抑制金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的生长。     

生物基锦纶56用抗静电纺丝油剂的复配及其对短纤维可纺性的影响

针对生物基锦纶56(PA56)短纤维质量比电阻大,静电严重,可纺性差的问题,采用市售油剂和抗静电剂复配技术开发了抗静电性、集束性、可纺性较好的生物基PA56纺丝油剂。研究了抗静电剂质量浓度对复配油剂电导率、pH值的影响,考察了经复配油剂处理后PA56纤维的表面形貌、摩擦因数、质量比电阻及梳理机成网加工性能。结果表明:复配油剂在纤维表面形成一层光滑、均匀的油膜;复配纺丝油剂中抗静电剂质量浓度在2 g/L、市售油剂质量浓度在12 g/L为宜,经处理的PA56纤维在相对湿度为35%,室温下可顺利梳理成网,且纤维网均匀、无破洞、云斑;该油剂复配方案提升了锦纶的集束性、抗静电性、可纺性,节能环保,对纺纱车间温湿度要求低。     

基于聚离子液体的常压阴离子可染聚丙烯纤维制备及其性能

为改善聚丙烯纤维的染色性能,使其达到阴离子染料可染的效果,设计合成了一种主链是阳离子型的聚离子液体,对其与聚丙烯共混体系的相容性进行研究;将共混体系通过熔融纺丝得到阴离子可染聚丙烯纤维,借助纱线强伸度仪研究了纤维的力学性能,并通过染色实验对纤维的染色性能进行分析。结果表明：聚丙烯与聚离子液体共混体系具有良好相容性,聚离子液体的加入使聚丙烯的结晶度和取向度降低,从而使得其改性聚丙烯纤维更有利于与染料结合;改性聚丙烯纤维的上染率达到17.0%,染色深度值达到5.450 3,且改性纤维的断裂强度为4.4 cN/dtex,符合纺织加工的要求。     

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%。     

胆固醇液晶热致变色微胶囊的制备及其性能

为探索胆固醇类液晶在热致变色纺织品制备中的应用,采用三羟甲基三聚氰胺为壁材,胆固醇油醇碳酸酯和胆固醇壬酸酯的混合物为芯材,利用原位聚合法制备了胆固醇液晶微胶囊。对制备得到液晶微胶囊的微观形貌特征、热学性能以及热致变色性能进行了测试。测试结果表明：在乳化速度为6 000r/min、芯壁质量比为3：2、微胶囊包覆时反应溶液pH值为4.0的条件下,制备的液晶微胶囊粒径分布在10μm左右,微胶囊具有致密的壳结构、表面光滑的球形形态,以及良好的热致变色性能;它可在34.4 ～38.0 ℃的温度区间内,依次显示红黄绿蓝紫的颜色变化;其变色温度与人体体温接近,适合用于热致变色织物的制备。     

可连续化生产的电刺激响应型液晶纤维制备及其性能

为解决电刺激响应液晶纤维在无外加电极下的柔性变色问题,提出一种同轴三明治结构的电致变色液晶纤维的制备方法.采用连续涂层法制备以导电纤维为内导电层,导电水凝胶为外透明导电层,聚合物分散液晶为电致变色层的电刺激响应液晶纤维.对导电纤维种类、聚合物分散液晶体系组分等对电刺激响应液晶纤维形貌和电致变色性能的影响规律进行分析.结...     

高压液相色谱法检测酸性乳饮料及酸奶中对羟基苯甲酸酯类

目的 建立酸性乳饮料及酸奶中对羟基苯甲酸甲、乙、丙、丁酯含量的高压液相色谱分析方法。方法 样品去蛋白后, 用甲醇提取, 提取液用高压液相色谱仪进行检测。结果 对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯在 0～10 μg/kg 范围内, 相关系数大于 0.999, 检出限分别为 0.48、0.45、0.47、0.49 mg/kg; 在 1、2、5 mg/kg 3 个加标水平下,样品中对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲 酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯的加标平均回收率分别为 95.59%~104.52%、93.21%~108.05%、 97.75%~107.98%、97.48%~103.67%, 相对标准偏差均小于 10%。结论 本方法适用于乳与乳制品中对羟基苯 甲酸(尼泊金)甲、乙、丙、丁酯含量的测定需要。     

液晶高分子和聚丙烯的共混纤维(Ⅱ):纤维的牵伸性能

 在液晶高分子和聚丙烯的共混纤维中,液晶高分子以细而长的微纤维对聚丙烯起到强化作用。通过对初生纤维进行牵伸可以提高共混纤维中聚丙烯的取向度。故对牵伸过程中液晶微纤的受力状况以及影响牵伸后液晶微纤长度的各种因素进行了分析。     

PP/IPN相变纤维的结构与性能

以聚乙二醇丙烯酸酯(PEGA)为相容剂,将聚N-羟甲基丙烯酰胺/聚乙二醇-2000互穿网络聚合物(IPN-PNHMPA/PEG)与聚丙烯(PP)共混并纺丝,制得PP/IPN相变调温纤维。对共混纤维的结构与性能进行了研究,结果表明:IPN在纤维基体中分布均匀,纤维表面基本光滑;共混纤维的力学性能较纯PP略有下降;相变焓随加入的IPN含量的增大而提高;随着IPN含量的增加,共混体系的热稳定性有所下降;IPN的加入可提高共混体系的抗冲击性能,还可增加PP的阻尼性能。     

抗菌和防紫外线双效功能聚乳酸/ZnO纤维的制备及其性能

为赋予聚乳酸(PLA)纤维高效的防紫外线性能和抗菌性能,以ZnO为功能粒子,采用熔融共混法制备了不同质量配比的PLA/ZnO共混物,对共混物的形貌结构、热性能、防紫外线性能和抗菌性能进行表征,选用最佳质量配比的共混物进行熔融纺丝制备PLA/ZnO纤维。结果表明:当ZnO母粒质量分数为5％时(ZnO质量分数为0.85％),ZnO粒子在PLA基体中分布均匀,PLA/ZnO共混物热稳定性较好,防紫外线和抗菌性能优异,紫外线防护系数达到663,且对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率在99％以上;该比例的共混物具有良好的可纺性,制得的PLA/ZnO纤维的结晶度达30％以上,纤维的强度符合织造要求,制备的PLA/ZnO织物紫外线透过率低于30％,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率也高达99％,且织物水洗10次后抑菌率不变。