热塑性纳米纤维的制备及功能化

以王栋教授领衔发明的一种新型高产出环境友好型热塑性纳米纤维的制备工艺——熔融挤出相分离法为基础,综述了热塑性纳米纤维及其膜制备的基本原理、工艺过程、功能化改性及应用研究相关进展。重点介绍了:1以纤维素为基体抽取热塑性纳米纤维的方法及结构调控的机理;2纳米纤维及其膜通过共聚接枝处理、表面原子转移自由基聚合(SI-ATRP)方法、点击化学(Click Reaction)等方法实现其功能化改性的原理;3功能性纳米纤维材料在生物传感器、抗菌、过滤分离和抗污等领域的应用,包括:具有快速检测与消灭细菌等有害微生物的协同功能的纳米纤维膜传感器、具有优异杀菌功能的纳米纤维膜、应用于水净化和重金属离子去除的高效过滤纳米纤维膜、抗非特异性蛋白吸附以及在光照下具备自清洁自消毒功能的纳米纤维材料等。最后,分析了发展新型纳米纤维的关键问题及重要性,展望了纳米纤维的未来发展方向和潜在的应用领域。     

间隔织物基光热-热电复合材料的制备及其性能

为提高柔性可穿戴供能设备的热电性能,首先利用NaOH和二甲亚砜(DMSO)共同掺杂聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)制备NaOH/DMSO/PEDOT:PSS热电膜,研究了NaOH及DMSO质量分数对PEDOT:PSS电导率、塞贝克系数以及功率因数的影响;然后以棉/涤纶间隔织物为基材,通过复合NaOH/DMSO/PEDOT:PSS并涂覆ZrC/聚氨酯(PU)光热层制备光热-热电复合材料,并对复合材料的形貌结构和热电性能等进行表征。结果表明:当添加质量分数为0.5%的NaOH及3.5%的DMSO时,NaOH/DMSO/PEDOT:PSS热电膜的功率因数达到最高,为25.6 μW/(m·K²),是纯PEDOT:PSS膜的2 327倍;光热-热电复合材料的塞贝克系数为35.5 μV/K,添加ZrC/PU光热层后复合材料在光照下产生的电压为无光热层复合材料的6.3倍。     

热塑性纳米纤维的制备及功能化

以王栋教授领衔发明的一种新型高产出环境友好型热塑性纳米纤维的制备工艺——熔融挤出相分离法为基础,综述了热塑性纳米纤维及其膜制备的基本原理、工艺过程、功能化改性及应用研究相关进展。重点介绍了：1以纤维素为基体抽取热塑性纳米纤维的方法及结构调控的机理;2纳米纤维及其膜通过共聚接枝处理、表面原子转移自由基聚合（SI-ATRP）方法、点击化学（Click Reaction）等方法实现其功能化改性的原理;3功能性纳米纤维材料在生物传感器、抗菌、过滤分离和抗污等领域的应用,包括：具有快速检测与消灭细菌等有害微生物的协同功能的纳米纤维膜传感器、具有优异杀菌功能的纳米纤维膜、应用于水净化和重金属离子去除的高效过滤纳米纤维膜、抗非特异性蛋白吸附以及在光照下具备自清洁自消毒功能的纳米纤维材料等。最后,分析了发展新型纳米纤维的关键问题及重要性,展望了纳米纤维的未来发展方向和潜在的应用领域。     

MWCNTs/PVA-co-PE 纳米纤维膜的制备方法

通过将多壁纳米碳管分散到一种热塑性高分子材料PVA-co-PE中,再以该材料为分散相,通过对材料流变性、界面性能以及成型条件的控制,使热塑性高分子材料在纤维素酯基体中分散、诱导取向和聚集,原位组装成纳米纤维复合材料。采用环境友好型溶剂丙酮将纤维素酯基体除去后,可制备出连续的、束状MWCNTs/PVA-co-PE复合纳米纤维材料。通过扫描电子显微镜对制备的纯PVA-co-PE纳米纤维与质量分数不同的MWCNTs/PVA-co-PE复合纳米纤维的形态结构进行表征,并利用DSC、TG等分析MWCNTs/PVA-co-PE复合纳米纤维的Tm、热降解等性能。     

基于音乐诱发脑电的抑郁症识别研究

抑郁症是最常见的精神类疾病之一,临床诊断存在困难,有必要寻找一种客观、高效的方式来辅助抑郁症的快速识别.通过融合中性、负性、正性音乐刺激下的不同脑电图(EEG)数据,提出一种新的抑郁识别方法来区分轻度抑郁症患者和正常对照组.在接受不同音乐刺激的同时同步记录抑郁症患者和正常对照组的脑电信号;然后从各模态的脑电图信号中提取线性和非线性特征,得到各模态的特征;此外,采用线性组合技术融合不同模型的脑电特征,构建全局特征向量,找出最佳的特征子集.最后比较了各分类器K-NN、DT和SVM的分类精度.实验结果表明,基于音乐刺激诱发脑电建立有效的抑郁症识别模型,KNN分类器的分类准确率最高达86.93％,可为抑郁症的辅助识别提供客观的指标和依据.     

环境友好高吸水纤维素海绵的制备及影响工艺

NaOH/尿素水溶液体系低温溶解纤维素法是一种环境友好、低成本的纤维素溶解方法。文中以NaOH/尿素水溶液为溶剂体系,微晶纤维素为原料,无水硫酸钠为成孔剂、精梳棉为增强纤维,利用冷冻法溶解微晶纤维素成功制备了具有高吸水性能的纤维素海绵。通过扫描电子显微镜、电子万能材料试验机及差重法分析了微晶纤维素浓度、增强纤维浓度、成孔剂浓度以及成孔剂颗粒大小对纤维素海绵形态结构、密度、拉伸强度及吸水率的影响。研究结果表明,微晶纤维素质量浓度、增强纤维质量浓度、成孔剂浓度以及成孔剂颗粒的大小是影响纤维素海绵性能的主要因素。当纤维素添加量为m(纤维素)/m(S)=6/100,增强纤维添加量为m(增强纤维)/m(S)=3/100,成孔剂添加量为m(成孔剂)/m(S)=140/100,成孔剂的粒径在0.125~0.18mm时,纤维素海绵的综合性能较好,其形态均匀,吸水性可以达到900%以上。     

纤维材料与可穿戴技术的融合与创新

针对目前柔性智能可穿戴领域面临的产品功能单一、续航能力低、穿着舒适性差及三维扭曲形变时与人体贴合性不佳等问题,研究了基于纺织、材料、电子、通信、生物、能源及环境等多学科交叉领域的柔性智能可穿戴纺织品,分析了纤维基柔性智能可穿戴器件的制备方法、组成结构、三维形变与性能之间的关系。综述了近年来可 穿戴技术与产品的研究进展及纤维材料在柔性应变传感器、有机电化学晶体管基生化传感器、超级电容器、微生物燃料电池等柔性智能可穿戴领域的最新应用,指出可穿戴技术与纺织材料的融合是可穿戴产品发展的必然趋势和客观需求。     

对"非织造材料与工程"新专业建设的认识与建议

非织造技术是一种源于纺织技术又超越纺织技术的纤维材料生产加工技术。非织造产品具有许多其它纺织品不可比拟的突出性能,能广泛地应用于人类的衣食住行和各个产业领域。为适应其高速发展的需要,教育部于2005年2月正式批准在东华大学成立"非织造材料与工程"专业。而我们有幸成为东华大学纺织学院03级"非织造材料与工程"专业方向的学生。"非织造材料与工程"专业是集新型纺织、塑料、电子、化工等多学科交叉的学科专业,主要培养具备非织造材料与工程方面的基础知识和能力,能在非织造行业和科研、贸易、教育等部门从事非织造材料与工程方面的工艺设计、产品开发、生产质量控制、国内外贸易和检测以及非织造材料与工     

聚吡咯/氨纶长丝的应变传感性能与应用

为制备应用于运动监测方面的柔性拉伸应变传感器,探索拉伸型应变传感材料自身长度及拉伸应变对运动监测效果的影响,将表面聚合吡咯的氨纶长丝裁剪成不同长度进行循环拉伸测试,通过扫描电子显微镜和红外光谱仪对氨纶长丝和聚吡咯/氨纶长丝的微观形貌及化学结构进行表征,并测试分析了不同长度的聚吡咯/氨纶长丝在不同速率下拉伸不同应变时的电力学性能。结果表明：通过原位聚合可使聚吡咯完全覆盖氨纶长丝表面,所得聚吡咯/氨纶长丝在500%的应变范围内应力最高可达21.0 MPa;灵敏度值在0%～63%和118%～243%应变范围内分别为1.82和43.3,在800 mm/min速率下拉伸10%应变的响应时间为200 ms。为探索聚吡咯/氨纶长丝与实际应用的匹配性,测试了不同长度聚吡咯/氨纶长丝在连续循环拉伸过程中的电阻变化,归纳其电阻变化特性,并将有效长度1 cm的聚吡咯/氨纶长丝固定在食指第2关节处以监测手指关节的重复弯曲。     

巯基改性EVOH纳米纤维膜对纳米银粒子的吸附研究

随着纳米技术在生活中的广泛应用,纳米粒子对水体的污染日趋严重。本文采用直径在300nm到500nm的EVOH纳米纤维膜对溶液中重金属粒子的吸附研究。为了获得更好的吸附效果,采用巯基丙酸对纳米纤维膜表面进行改性。用纳米Ag粒子作吸附研究,结果表明,通过巯基官能化的EVOH纳米纤维膜的表面对纳米Ag粒子比没有改性前表现出更好的吸附效果,对纳米Ag粒子的吸附率达到21%,相对提高10个百分点。这对后续其它官能团的改性研究和抗菌研究提供了依据。