静电纺工艺对PA6/MWNTs纳米纤维纱结构与性能的影响

 以PA6、多壁碳纳米管（MWNTs）为原料,利用自制的静电纺丝装置,探索了碳纳米管增强PA6纳米纤维纱的连续静电纺丝。研究了纺丝电压、纺丝高度、电场强度等参数对PA6/MWNTs纳米纤维纱的结构与性能的影响。结果表明：随着电压的增大,纤维和纱线的直径、纤维结晶度、断裂强力增加,纤维间黏连减少;随着纺丝高度的增加,纤维的定向排列程度、纤维结晶度提高,纱线断裂强度和初始模量增加;电场强度一定时,随着电压和纺丝高度的增加,纤维的平行排列程度提高,纱线的断裂强力、断裂伸长率、初始模量和断裂强度都增大。     

MWNTs/丝素/聚酰胺共混静电纺纳米纤维毡的结构和性能

静电纺再生丝素纤雏具有在水中易溶胀、结构稳定性和力学性能差等缺陷.在前期研究聚酰胺6/66对静电纺丝素纤维的结构和性能改进效果的基础上,以多壁碳纳米管(MWNTs)增强静电纺丝素/聚酰胺6/66复合纳米纤维.研究发现,随着MWNTs含量的增加复合纤维毡的颜色由白色变成黑色,纤维直径逐渐减小,并且都在90nm以下.MWNTs的加入,还有效地提高了纤维的结晶度、热稳定性以及纤维毡的拉伸力学性能.     

醇处理对静电纺MWNTs/丝素/聚酰胺复合纤维的影响

醇蒸汽对改善静电纺纤维的结构与性能具有重要作用。采用静电纺丝的方法制备了MWNTs/丝素/聚酰胺6/66复合纤维毡,并用无水乙醇蒸汽对其处理。研究发现,碳纳米管质量分数较少的试样中,纤维发生了溶胀,并粘连在一起,随着碳纳米管质量分数的增加,纤维只是发生了径向膨胀。乙醇蒸汽处理使纤维毡的结晶结构、热稳定性以及力学性能都得到了显著的提高。碳纳米管质量分数为0.1%时,结晶度从55.8%增加到63.9%,断裂强度、初始模量以及断裂伸长分别增加了45%、103%和134%。     

石墨烯/蚕丝复合材料研究进展

为进一步提高蚕丝材料的附加值,扩大蚕丝材料的应用范围,将具有优异的光、电、热、力学性能的二维石墨烯材料与蚕丝材料相结合,得到具有导电、抗菌、抗紫线外等性能的石墨烯/ 蚕丝复合材料,以近些年来国内外的相关研究为基础,综述了石墨烯/ 蚕丝复合材料的最新研究进展。依据制备方法的不同,主要介绍了基于喂食法（石墨烯喂食、氧化石墨烯喂食、石墨烯复合材料喂食）的石墨烯/ 蚕丝复合材料和基于后整理法的石墨烯/ 蚕丝复合材料。根据蚕丝材料获得的功能,将基于后整理法的石墨烯/ 蚕丝复合材料细分为导电、抗菌、防紫外线、阻燃、电极材料。最后介绍了石墨烯/ 蚕丝复合材料研究领域存在的不足及其未来的研究方向。     

三维管状复合材料的拉伸性能研究

以经角连锁为织物的基本组织结构,将1500D芳纶长丝织造一体成型的四层管状织物,同时使用环氧树脂、稀释剂、三乙烯四胺及丙酮作为增强相,采用真空辅助成型工艺(VARI)对其进行复合。在相同的层数的条件下,通过拉伸测试表明所制备的复合管状材料与平纹织物卷绕成管状的管状复合材料作对比,其力学性能明显提高。     

静电纺MWNTs/丝素复合纳米纤维毡的结构与性能

静电纺丝素纤维毡在水中极不稳定,力学性能较差,这些缺陷限制了其应用。将经过酸处理的多壁碳纳米管（MWNTs）均匀地分散在丝素膜甲酸溶液中,以MWNTs增强静电纺丝素纳米纤维,XPS的测定结果显示,碳纳米管并不是仅仅以物理形式混杂在丝素纤维中,而是形成了某些有助于提高增强效果的化学键。随碳纳米管质量分数的增加,纤维直径明显下降,纤维内部结构的规整性有所提高。当纺丝液中MWNTs的质量分数小于1%时,复合纤维毡的断裂强度和初始模量都有明显的增强,但是MWNTs的质量分数太大时,力学性能反而恶化。     

静电纺聚乳酸纤维毡的微观结构及力学行为

通过静电纺丝可以制备由直径为数微米的聚乳酸纤维构成的多孔状材料。在确定纺丝工艺条件的基础上,分析接收基底对PLA纤维毡微观结构和力学性能的影响。研究结果表明:质量分数为11%的聚乳酸/二氯甲烷溶液可以利用静电纺纺出连续光滑且比较均匀的纤维;当以纳米级的静电纺丝素或锦纶纤维毡为基底时,可以使PLA纤维的分布均匀化,同时纤维的直径下降;经过复合后,PLA复合纤维毡承受负荷的能力得到了很大提高。     

聚酰胺含量对静电纺丝素纤维结构和性能的影响

将质量分数分别为9%和12%的再生丝素甲酸溶液和聚酰胺6/66共聚物的甲酸溶液混合,在喷丝头到接收屏之间的距离(C-SD)为15 cm、电压为15 kV的条件下进行静电纺丝得到丝素/聚酰胺复合纤维。研究了聚酰胺的含量和纤维直径、结晶结构以及纤维毡的力学性能之间的关系,探讨了产品在乙醇处理后结构和性能的变化。研究发现,聚酰胺的加入不仅可以降低纤维直径,而且提高了纤维的结晶度和纤维毡的断裂强度;乙醇处理后纤维发生均匀溶胀,结晶度提高,纤维毡的断裂强度和在水中的尺寸稳定性增加。     

摩擦对平纹织物防弹性能影响的研究进展

在明确柔性材料防弹原理的基础上,从有限元建模分析和弹道测试2个方面,对弹丸与试样间摩擦、纱线与纱线间摩擦作用的运行机制进行了概述,分析了摩擦在弹丸能量吸收过程中起到的直接与间接作用,并且总结了提高摩擦性能的常用手法。研究发现：提升弹丸与材料之间的摩擦有利于材料应变能和动能的吸收,提升纱线间的摩擦有利于防止纱线滑移和扩大能量吸收区域的面积;纤维表面改性技术可使纤维间摩擦性能得到显著的提升,但很难满足产业化的需要;将纱罗组织与平纹组织相结合,可增大纬纱的摩擦包角,提升其纬向握持力。相比于表面改性过的纤维材料,纱罗/平纹复合组织能够在全自动织机上制备,可解决批量生产、人力成本过高等技术难题。     

芳纶角联锁织物复合材料头盔壳体的成型工艺

与大多数复合材料头盔壳体的设计方案不同,本文将不通过二维织物的层层叠加平铺复合成型头盔壳体,而是使用三维织物头盔壳体一体成型的制作工艺。以五层经角联锁为织物基本组织结构,在小样机上将1500D的芳纶长丝织造出三维角联锁宽幅织物,同时使用环氧树脂、稀释剂、三乙烯四胺及丙酮作为增强相,采用真空辅助树脂传递模塑成型工艺(VARTM)将平铺在模具上的织物进行复合。运用此种复合工艺可使织物更高效的一体成型出平滑的头盔壳体。工艺优点为成品高耐冲击,低模具成本,一体成型,尺寸精准,产品开发周期短。最终织物平铺均匀且成品无褶皱,效果美观且实用。