聚四氟乙烯包缠中空纤维膜的制备及其亲水改性

针对聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜制备过程中孔径与孔隙率调控之间存在的矛盾,通过包缠法在中空纤维膜表面包缠平板膜,构建不对称微孔结构,制备孔径小、孔隙率高的PTFE包缠中空纤维膜。此外,提出“藤缠树”亲水改性方法,在疏水PTFE包缠中空纤维膜的原纤及节点表面稳定地包覆亲水剂,赋予其优异的表面润湿性能,拓展其在水处理中的应用。     

静电纺聚四氟乙烯/二氧化钛光催化纳米纤维膜的制备及其应用

针对光催化剂二氧化钛(TiO₂)难回收、传统载体材料性能不稳定等问题,以聚四氟乙烯(PTFE)为成膜聚合物,以聚乙烯醇(PVA)为纺丝载体,引入纳米光催化剂TiO₂,采用乳液静电纺丝法制备PTFE/PVA/TiO₂初生纤维膜,然后经烧结得到负载型PTFE/TiO₂光催化纳米纤维膜。通过形貌观察、孔径、孔隙率以及疏水性能测试,考察TiO₂质量分数对纤维膜结构与性能的影响。结果表明:随着TiO₂固含量的增加,纤维膜直径均匀性有所降低,平均孔径增大;将纤维膜用于减压膜蒸馏实验,通量最高达35 L/(m²·h),截盐率稳定在99.98%以上;在光催化降解质量浓度为10 mg/L的亚甲基蓝染料水溶液过程中,经紫外线照射5 h后,染料降解率达99%;经重复使用后,PTFE/TiO₂纳米纤维膜仍能保持良好的结构与光催化性能。     

Al2O3用量对聚四氟乙烯/Al2O3复合疏水纤维膜性能的影响

超疏水材料因其表面特殊的浸润性在各领域拥有广泛的应用前景,为了研究氧化铝(Al₂O₃)的负载对聚四氟乙烯(PTFE)超疏水纤维膜性能的影响,利用静电纺丝法制备了PTFE/聚乙烯醇(PVA)/Al₂O₃复合纤维膜,并通过烧结去除PVA使Al₂O₃成功负载,得到PTFE/Al₂O₃复合纤维膜;利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、接触角测定仪等研究了Al₂O₃的质量分数对PTFE/Al₂O₃复合纤维膜形貌特征、纤维直径以及疏水性能的影响。结果表明：在超疏水PTFE纤维膜表面负载纳米级Al₂O₃颗粒能够在保持纤维膜表面形貌的情况下大幅度增强其疏水性能;当Al₂O₃质量分数为0.5%时,纤维膜表面疏水性最强,疏水角高达163°;当烧结温度为330℃时,...     

热塑性聚氨酯/特氟龙无定形氟聚物超疏水纳米纤维膜制备及其性能

针对纳米纤维膜力学性能低和疏水性较差的问题,首先采用静电纺丝法制备热塑性聚氨酯(TPU)纳米纤维膜,然后通过浸渍特氟龙无定形氟聚物(AF)溶液获得TPU/特氟龙AF超疏水纳米纤维膜,借助扫描电子显微镜、电子万能试验仪、视频接触角张力仪等探究了浸渍质量分数、浸渍时间对纳米纤维膜疏水性及力学性能的影响。结果表明:当特氟龙AF溶液质量分数为6%时,该纳米纤维膜水接触角大于150°,油接触角小于3°,展现出超疏水性;该纳米纤维膜的力学强度不受浸渍的影响,弹性模量可达到5.09 MPa,在过滤介质、生物医学领域等具有良好的潜在应用价值。     

聚丙烯腈三氯生纳米级纤维的拉伸性能研究

探讨聚丙烯腈三氯生纳米级纤维的机械拉伸性能。利用静电纺丝方法制备了纯聚丙烯腈和聚丙烯腈三氯生纳米级纤维膜,并测试了该纳米级纤维的微观结构、红外光谱和机械拉伸性能。结果表明:随着三氯生含量的增加,纳米级纤维的直径逐渐减小,直径偏差降低,分布更加均匀且密实;因为三氯生中存在的苯环,聚丙烯腈三氯生纳米级纤维在红外谱图中670cm~(-1)~910cm~(-1)这段波谱与纯聚丙烯腈有明显差异;随着纤维中的三氯生含量的升高,纳米级纤维膜强力和伸长都有较大提升。认为:在聚丙烯腈溶液中添加适量三氯生,可以提高纺丝细度,并改善聚丙烯腈三氯生纳米级纤维的拉伸性能。     

基于图像处理技术的纳米纤维膜孔隙率表征

 基于数字图像处理分析技术,提出了一种纳米纤维膜孔隙率的表征方法。首先采用Photoshop软件确定纤维膜SEM图像的分割阈值,然后运用Matlab软件进行面积统计,计算出纳米纤维膜的孔隙率,测试结果表明,纳米纤维膜的孔隙率随着纤维直径的增大而减小。同时,将图像处理方法与密度法的测试结果进行对比,发现误差不大于6%,说明该方法的测试结果是可靠的。此外,为了研究纤维膜中纤维交错对孔隙率的影响,在相同纺丝工艺条件下,制备了不同厚度的纳米纤维膜,图像法得到的孔隙率差异在4%以内,可以认为纤维交错对测试结果影响不大。     

多级纳米纤维成型机理的研究进展

基于静电纺丝技术微纳米多级结构的研究现状,着重阐述了纳米纤维多级结构的成型机理。通过调控聚合物溶液性质、加工参数以及环境条件,获得直径可控、比表面积大、孔隙率高、具有多级结构(如串珠、沟槽、螺旋、核壳、中空、纳米孔洞、纳米凸起等)的纳米纤维,从而实现多级纳米纤维的可控制备和结构的精细调控。     

静电纺丝纳米纤维膜基光化学传感器的制备及其在重金属检测中的应用进展

化学传感器特别是光化学传感器已经被广泛研究,并应用于检测目标物如食品中的重金属。静电纺丝纳米纤维膜由于具有高比表面积、高孔隙率、可控性良好和易功能化等特点,可以被用来固定传感器以提高其灵敏度。本文主要综述静电纺丝纳米纤维膜基光化学传感器的制备及其在重金属离子检测中的应用进展。首先,简单介绍光化学传感器及静电纺丝纳米纤维膜基光化学传感器,随后根据其制备方法的差异分为高分子聚合物化学修饰法、高分子聚合物物理共混法、纳米纤维化学修饰方法和纳米纤维物理吸附方法4类,并分别综述其制备得到的静电纺丝纳米纤维膜基光化学传感器应用于重金属检测的进展,这4类方法各有优势,都具有较好的应用前景。本文将为静电纺丝纳米纤维膜基光化学传感器用于目标物的检测提供指导。     

锂离子电池用纳米纤维隔膜的开发和研究

为解决现有隔膜材料孔隙率较低、耐热性差等缺点,以耐热性较好的聚丙烯腈(PAN)为原料,制备出具有较高孔隙率和热稳定性的PAN纳米纤维隔膜。研制中采用静电纺多针头和滚筒接收方法,有效地提高了生产效率及产品质量均匀性。并探究了PAN纤维膜的结构形态、力学性能、孔隙率和热稳定性,以及组装后锂离子电池的充放电性能、循环性能和交流阻抗(EIS)性能。结果表明,静电纺PAN纳米纤维膜具有良好的热稳定性、较高的孔隙率和电化学性能等优势。     

高强度聚氯乙烯中空纤维膜的制备及其性能

针对溶液相转化法制备的聚氯乙烯(PVC)膜存在强度及通透性能难以同步提高的问题,以MT-I型复合粉为成孔剂,邻苯二甲酸二辛酯为稀释剂,采用螺杆挤出法制备了PVC中空纤维膜,研究了拉伸和萃取过程对纤维膜形貌及结构的影响,并通过水通量、碳素墨水截留率及拉伸强力测试分析了纤维膜的分离性能和力学性能。结果表明:随着拉伸倍数的增加,PVC中空纤维膜的断裂强度增大,断裂伸长率减小;经乙醇萃取后纤维膜表面出现了更多微孔,纤维膜的通透性能提高;当拉伸倍数为3时,纤维膜具有较高通透性和较好的力学性能,水通量为798 L/(m²·h),拉伸断裂强度为17.7 MPa,断裂伸长率为70.67%。     

自供电螺旋纤维应变传感器在呼吸健康领域颇具潜力

近日,中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士、董凯副研究员等人开发了一种自供电螺旋纤维应变传感器(HFSS),可以响应小于1%的微小拉伸应变。研究人员选择商用镀银尼龙纤维作为电极,将聚四氟乙烯纤维(PTFE)和尼龙纤维作为摩擦电材料。他们通过包覆核壳纤维法将PTFE缠绕的镀银尼龙纤维(PTFE/Ag编织纤维)和尼龙缠绕的镀银尼龙纤维(尼龙/Ag编织纤维)交替缠绕在可拉伸的基材纤维上。PTFE纤维或尼龙纤维用作外壳纤维,镀银纤维用作芯纤维。壳纤维缠绕在芯纤维周围,并在收紧套筒中相互交织,最后通过多轴纤维缠绕机制造芯壳纤维。两个摩擦电层(PTFE和尼龙)的接触分离可以通过传感器的拉伸释放运动来实现。在拉伸过程中,螺旋结构沿纵向伸长,相邻的尼龙和PTFE发生分离,直至达到最大拉伸应变。     

新加坡国立大学推出新型止血敷料

正据报道,新加坡国立大学的Choon Hwai Yap教授和苏黎世联邦理工学院的Dimos Poulikakos教授推出了一种新型止血敷料,制备的超疏水材料不仅能促进血液的快速凝结,还具有易于从伤口表面剥离等优点。该止血敷料的设计策略是:在超疏水聚合物基质(PTFE、PDMS)表面嵌入一层致密的具有微/纳米级粗糙度的碳纳米纤维(CNF)网络制备超疏水碳纳米纤维SHP CNF表面。CNF会促进纤维蛋白的生长从而促进凝血;同时由于血液与SHP CNF的接触面积中微空气的存在,血痂和SHP CNF间的接触被最小化,在血痂成熟和收缩后,会自然地从敷料表面剥离,与普通商用敷料     

丝素/聚己内酯纳米纤维膜结构与力学性能的研究

利用高压静电纺丝技术制备丝素(SF)/聚己内酯(PCL)纳米复合纤维膜。通过热场发射扫描电镜、傅里叶红外光谱、广角X-射线衍射和力学拉伸的方法表征了纳米纤维膜的结构与力学性能。结果表明:随着纺丝液浓度的提高,纤维直径增大,在电纺液浓度为20%时,纳米纤维网中纤维形态清晰、直径分布较均匀、成膜性较好;随着溶质中丝素含量的降低,纳米纤维膜的力学拉伸性能由硬而脆向软而弱转变,在SF含量达到50%时,纤维膜的力学性能已得到较好改善;甲醇可诱导SF的分子构象从无规卷曲和SilkⅠ转变为SilkⅡ;纳米纤维膜中纤维呈无规则排列,双轴力学拉伸表现为各向同性。     

PTFE中空纤维膜蒸馏高盐废水浓缩实验研究

文章选择工业生产中常见的含氯化钠（NaCl）高盐废水,以疏水性PTFE中空纤维膜组件为载体,采用真空膜蒸馏的方式进行浓缩处理实验研究,研究各操作条件对膜通量和截盐率的影响,并验证实验可行性。实验结果表明,膜下游侧压力增加,膜通量会逐渐降低;废水料液流量和料液温度的增加均有助于提高膜通量;废水料液浓度的增加,会抑制传质过程,降低膜通量。各操作条件对膜截盐率的影响很小,膜截盐率一直保持在99.8%以上,说明PTFE中空纤维膜蒸馏用于高盐废水浓缩具备可行性。     

ZnO薄膜微观形貌对腐败希瓦氏菌生物被膜形成的影响

为研究ZnO薄膜微观形貌对腐败希瓦氏菌生物被膜形成的影响,采用溶胶凝胶（sol-gel）法和水热合成法在不锈钢片表面制备ZnO薄膜,并进行疏水性改善处理。研究了不锈钢片及ZnO薄膜对腐败希瓦氏菌生物被膜的抑制性能及作用机理。研究结果表明,ZnO为六方纤锌矿晶体,ZnO薄膜比不锈钢片的疏水性强,sol-gel法制备的ZnO薄膜由不规则形状的纳米颗粒堆积而成,水热合成法制备的ZnO薄膜由均匀的纵向排列纳米棒组成,且后者的疏水性更优。同期不同材料表面的生物被膜产生PIA的能力无差别,影响生物被膜粘附的主要因素是材料表面的疏水性。在生物被膜生长过程中,其合成EPS能力、蛋白含量及新陈代谢活性均逐渐增强,水热合成法制备的ZnO薄膜的抗菌作用显著抑制了被膜菌的代谢和生长,其抑制生物被膜性能最优。     

基于绿色溶剂的聚酰胺纳米纤维膜制备及其空气过滤性能

为避免在聚酰胺纳米纤维过滤材料制备和使用过程中甲酸等溶剂对人体和环境的潜在危害,采用乙醇(溶剂)和水(非溶剂)通过静电纺丝技术制备了绿色溶剂型聚酰胺纳米纤维膜,分析了纺丝液中乙醇与水的质量比对溶液性质和纤维成形的影响,研究了纳米纤维膜本体结构与空气过滤性能之间的关系。结果表明：在聚酰胺/乙醇溶液体系中加入适量的水能减小纤维直径,但过量的水又会使纤维直径增大,当溶剂中乙醇与水质量比为9：1时,聚酰胺纤维最细,平均直径为332 nm;该聚酰胺纳米纤维膜具有小孔径(0.7μm左右)、高孔隙率(84%)的孔结构,对最易穿透粒径颗粒物PM_0.3具有较好的过滤性能,过滤效率为99.02%,阻力压降为158 Pa,品质因子为0.029 3 Pa^-1。     

聚砜/沸石咪唑酯骨架-8复合膜的制备及其性能

为制备具有抗菌性能的空气过滤材料，以聚砜(PSF)为溶质、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)为溶剂，先采用静电纺丝法制备PSF纳米纤维膜，然后在其表面磁控溅射氧化锌(ZnO)薄膜，最后通过水热合成法将ZnO薄膜转化为沸石咪唑酯骨架-8(ZIF8)晶体，得到PSF/ZIF8纳米纤维膜，并对该复合膜的物化性能、过滤性能、透气性能、抗菌与细菌过滤性能进行测试。结果表明：PSF/ZIF8纳米纤维膜对PM_0.3的过滤效率可达到99.82%。纳米纤维膜的高孔隙率使其表现出较高的透气率(340.36 mm·s^-1)。此外，该复合膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有一定的抗菌性能，且对2种菌的拦截效率均达到99.99%。     

防护服用聚四氟乙烯复合膜的结构和性能

为增强防护服用聚四氟乙烯(PTFE)复合膜的防护性和弹性,提出了PTFE与热塑性聚氨酯(TPU)共同拉伸制备PTFE/TPU复合膜的方法。这种方法还避免了PU涂层PTFE制备复合膜中PU溶剂污染环境等不足。采用扫描电镜、万能强力仪和透湿试验装置分别测试了共同拉伸和涂层复合膜的结构、弹性和透湿性。结果表明,与涂层复合膜相比,共同拉伸复合膜中的聚氨酯膜上完全没有微孔,这增强了薄膜制品的防护性和弹性;共同拉伸膜的透湿量也达到服装舒适性要求。     

拒油拒水型纳米纤维瓦楞纸的制备及性能

静电纺纳米纤维具有比表面积大、纤维直径小、孔隙率高等优点,被广泛应用于空气过滤、能源光电、防水透湿等领域。利用静电纺丝技术制备氟聚氨酯(FPU)/聚氨酯(PU)/氯化锂(LiCl)纳米纤维瓦楞纸复合过滤材料,通过不同测试方法对纳米纤维瓦楞纸复合过滤材料的性能进行表征。结果显示:随着FPU质量分数的增大,纤维直径逐渐增大;当FPU质量分数为12%时,纤维直径较为规整,纤维间无粘连现象,纤维直径分布均匀,平均直径为187 nm,此时纳米纤维膜的水和油接触角分别为131°和133°,有较好的疏水性和疏油性;当纳米纤维膜的面密度为2.632 g/m^2时,纳米纤维瓦楞纸复合过滤材料的过滤效率和过滤阻力分别为93.7%和109 Pa(在气流速度为5.33 cm/s,气溶胶的粒径为0.3μm的条件下测试)。由此可见纳米纤维瓦楞纸复合过滤材料在过滤领域有较好的应用前景。     

仿星型拓扑几何结构聚氨酯/聚二甲基硅氧烷防水透湿膜制备与性能

为提高纳米纤维膜的防水性并探究膜表面微观结构对膜性能的影响机制,采用高可纺性的聚氨酯(PU)和无氟、低表面能的聚二甲基硅氧烷(PDMS)为原料,通过静电纺丝法制备了PU/PDMS纳米纤维膜,然后在该纤维膜基材上采用静电喷雾法沉积PU/PDMS微颗粒得到对环境友好的防水透湿膜,对其形貌、防水性能、透气透湿性能和力学性能进...