废旧涤纶织物/汉麻秆复合材料的制备及其力学性能研究

围绕废旧涤纶纺织品产量大,无法有效降解和难以回收利用等多处痛点,以及汉麻秆焚烧造成环境污染的问题。以废旧涤纶织物为基体材料,废弃汉麻秆为增强材料,水性环氧树脂胶液为胶粘剂,采用物理共混和模压成型的方法制备了一种绿色环保的复合材料。首先采用傅里叶红外光谱和力学性能测试分析了碱处理汉麻秆粉末对复合材料力学性能的影响;然后通过单因子实验和正交试验探究了汉麻秆质量分数和热压工艺参数对复合材料的力学性能的影响。结果表明:碱处理能有效去除汉麻秆粉的半纤维素与部分木质素及其他杂质,提高了复合材料的力学性能;当汉麻秆质量分数30%、热压温度为180℃、热压时间为15min、热压压力为10MPa时,废旧涤纶织物/汉麻秆复合材料的力学性能达到最优,复合材料的内结合强度、弯曲强度及弯曲模量分别为5.17MPa、37.7MPa和3479MPa。

碱处理对废旧涤纶织物/汉麻秆复合材料性能影响研究

为解决汉麻秆粉末与疏水性聚合物基体间界面相容性差的问题,以8%(质量分数)NaOH溶液为改性剂对汉麻秆进行碱处理,再制备废旧涤纶织物/汉麻秆复合材料。通过力学性能测试,结合扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热(DSC)等技术手段,对复合材料性能进行研究。结果表明:对汉麻秆进行碱处理后,汉麻秆粉末表面被刻蚀,粗糙度增加,非纤维素成分溶解,与基体之间的结合力增大。相较未经碱处理制备的废旧涤纶织物/汉麻秆复合材料,碱处理制备的复合材料弯曲强度提升了25.0%,内结合强度提升了29.7%;玻璃化转变温度和结晶温度分别由71.2℃和216.5℃上升至79.1℃和220.7℃,界面相容性得以改善;结晶度减小。

聚氮异丙基丙烯酰胺抗菌水凝胶复合棉织物的制备及其性能

为扩大含银抗菌水凝胶的应用和实现缓释抗菌,采用水凝胶复合织物的构建策略,将化学交联与紫外光引发相结合,通过聚氮异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)/载银氧化石墨烯(GO-Ag)抗菌水凝胶复合棉织物,形成新型水凝胶复合织物一体化敷料,并探讨不同层数棉织物复合水凝胶对敷料结构与抗菌性能、拉伸性能以及生物安全性等的影响。结果表明:PNIPAM/GO-Ag抗菌水凝胶与3层棉织物构筑的一体化敷料的综合性能优异;在湿态下,一体化敷料比单一棉织物的断裂强力提升73.7%,达到370 N;敷料的体外细胞毒性呈0级,溶血率小于5%,显示出良好的生物安全性;其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均达到98%以上,在24 h内具有缓慢释放银离子的效果;抗菌作用主要通过持续释放银离子、诱导细菌产生活性氧造成其氧化损伤等多种作用,从而破坏细菌细胞结构。

纳米抗菌剂/羊毛纤维复合新方法

运用紫外光辐射的方法对超细羊毛纤维表面进行刻蚀、糙化,并在其表面接枝载银纳米SiO2抗菌剂制备抗菌羊毛纤维。通过SEM、IR等,对其物理性能进行了表征;同时测试了其抗菌和耐洗涤性能。结果表明,制备的抗菌羊毛纤维表面形成了约200 nm的抗菌层,羊毛纤维与纳米抗菌剂以价键形式结合而非单纯的物理吸附,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率达96%以上,经20次以上洗涤,抗菌率仍能达到90%以上。

载银壳聚糖复合物的结构及其抗菌性能研究

以天然高分子壳聚糖为载体制备了载银壳聚糖复合抗菌剂。运用SEM、XPS、FT-IR、XRD对样品的形貌和结构进行了表征,同时测试了样品的抗菌性能。研究结果表明,pH值对样品的抗菌性能影响最大,其次为反应时间、壳聚糖质量和反应温度;壳聚糖与银离子发生配位反应且复合物呈无定形结构;CTS-Ag抗菌剂的抗菌性能优于单一组分的CTS抗菌剂。

聚苯胺包覆碳微球/聚对苯二甲酸乙二醇酯复合阻燃材料的制备及性能

通过化学氧化法合成聚苯胺,并利用原位聚合法将聚苯胺(PAN)包覆在碳微球(CMSs)上,采用熔融共混法制得阻燃聚苯胺包覆碳微球/聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料(CMSs-PAN/PET)。采用扫描电镜、红外光谱仪、热重和氧指数仪等,对其形貌结构、分散性、热稳定性能、阻燃性能和力学性能进行了分析和研究。结果表明,聚苯胺包覆后的CMSsPAN与原始CMSs相比,在PET基体中的分散性得到提高,CMSs-PAN/PET的拉伸强度比CMSs/PET提高了28.1%;与纯PET相比,CMSs-PAN/PET复合材料的热稳定性明显提高,其极限氧指数达到32.1,提高了10.4。

CMSs/PET微胶囊阻燃PET纤维制备与表征

将采用原位聚合法自制的核-壳型碳微球(CMSs)/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)微胶囊(PCMSs)作为阻燃剂,采用熔融纺丝法制备阻燃PCMSs/PET功能纤维。通过扫描电镜、声速仪、强伸仪、极限氧指数仪等测试设备对添加不同质量分数的阻燃剂的阻燃功能纤维的结构及性能进行测试和表征。结果表明:当阻燃剂PCMSs的质量分数为0.6%时,PCMSs在PET纤维基体中的分散性和相容性良好,此时纤维表面较为光滑,同时具有优良的吸湿性能和阻燃性能,但其力学性能稍低于PCMSs质量分数为0.2%时的PCMSs/PET纤维。

载银MWNTs抗菌羊毛纤维的结构与性能研究

以载银MWNTs抗菌剂为功能材料,采用紫外光辐照的方法制备了载银MWNTs抗菌羊毛纤维。运用场发射扫描电镜、X射线衍射仪对样品的形貌和结构进行了表征,同时测试了样品的力学性能、热性能和抗菌耐洗涤性能。研究结果表明,抗菌羊毛纤维表面包覆了一层致密的抗菌层;与原毛相比,其结晶指数、单纤强力、断裂强度和热稳定性均有提高,但断裂伸长率有所下降;在洗涤20次以后,对大肠杆菌仍具有较好的抗菌性能。

核壳型碳微球和碳纳米管的制备及其阻燃性能

为改善碳微球(CMSs)/碳纳米管(MWNTs)与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基体相容性,采用原位聚合法对CMSs和MWNTs分别进行表面修饰,制成核壳型结构的PET@CMSs(PCMSs)和PET@MWNTs(PMWNTs),并通过熔融共混法制备了PCMSs/PMWNTs/PET复合材料,对其阻燃性能进行探讨。使用TEM、SEM、FTIR、TGA、CONE等测试手段,表征了PCMSs与PMWNTs的结构及与PET基体的相容性,并测试了PCMSs/PMWNTs/PET的力学性能、阻燃性能、热稳定性和燃烧行为等。结果表明,与修饰前的CMSs/MWNTs相比,PCMSs/PMWNTs与PET基体具有更好的分散相容性,在PCMSs\PMWNTs添加的质量分数为1%,PCMSs与PMWNTs的质量比为1∶2时,PCMSs/PMWNTs/PET比CMSs/MWNTs/PET的抗拉强度提高的最大,可达26.1%;与纯PET、CMSs/MWNTs/PET相比,PCMSs/PMWNTs作为阻燃材料添加到PET中,具有较好的热稳定性、且有效延长了PET的点燃时间、增大FPI指数,从而降低火灾危险性,阻燃效果较好,其LOI值为28.1%,熔滴数为3 d/min,UL-94阻燃级别可达到V-0级。

单体浓度对PANI-CMSs/PET阻燃复合材料性能的影响

采用不同单体浓度的聚苯胺包覆碳微球与PET共混后制得PANI-CMSs/PET阻燃复合材料,研究了单体浓度对阻燃复合材料性能的影响,同时分析了复合材料的力学性能、阻燃性能及导电性能。结果表明:当单体浓度为1.5mol/L时,阻燃复合材料的拉伸强度达到39.78MPa,冲击强度为3.48kJ/m2,此时电阻率最低,导电性能最好,极限氧指数达到32.02%,PET的阻燃性能提高47.6%。

微波辐照下接枝碳微球阻燃羊毛纤维的结构与性能

采用微波辐照方法将碳微球(CMSs)接枝在羊毛纤维表面,对接枝碳微球的羊毛纤维进行扫描,并用电子显微镜(SEM)观察其形态,测试接枝羊毛纤维的长度及细度;通过TG热重曲线分析接枝碳微球的羊毛纤维的热稳定性,采用炭化残渣量转换极限氧指数的方法测试阻燃羊毛纤维的阻燃性能。结果表明:制得的接枝碳微球的羊毛纤维,断裂强力较原羊毛提高了3.4%,其LOI值可以达到29.5%,洗涤30次后LOI仍达到29.2%,具有良好的阻燃性能。

紫外光辐照对羊毛结构与性能的影响

运用紫外光辐照的方法对羊毛纤维表面进行处理,采用场发射扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪对样品的形貌和结构进行了表征,并测试了样品的力学性能和色差。结果表明,随着辐照时间的延长,羊毛纤维的失重严重,表面刻蚀、糙化程度增大,结晶度和力学性能下降,泛黄加重。

原位聚合法制备胶囊化碳微球的工艺研究

采用原位聚合法制备了以碳微球(Carbon microspheres,CMSs)为囊芯,聚对苯二甲酸乙二醇酯为囊壁的胶囊碳微球(PCMSs),并利用熔融共混法制备了PCMSs/PET复合材料,研究了制备工艺对PCMSs形貌、包覆率以及阻燃性能的影响。结果表明,当PTA与EG质量比为1∶10,反应温度为140℃,反应时间为7h,催化剂含量2%,乳化剂用量1%时,PCMSs的包覆率及PCMSs/PET复合材料的LOI值均达到最大,其包覆率为36.2%,PCMSs/PET复合材料的LOI值提高到29.8%。

不同制备工艺对抗菌羊毛纤维抗菌性能的影响

运用紫外光辐照的方法对羊毛纤维表面预处理,采用不同工艺使其与载银纳米SiO2抗菌剂复合,制备抗菌羊毛纤维.分别以大肠杆菌(ATCC 8099)和金黄色葡萄球菌(ATCC 6538)为实验菌种,对抗菌羊毛纤维进行抗菌性能的测试.实验结果表明:采用”UV处理后的羊毛在抗菌功能溶液中浸渍,再进行二次辐射,最后洗涤干燥”的工艺较好,该工艺制备的抗菌羊毛纤维,接枝吸附率较高,抗菌效果较明显,在洗涤30次后,仍具有良好的抗菌性.

废旧纺织品的再利用

从废旧纺织品的多样性和复杂性以及现有的技术手段入手,综述了近年来废旧纺织品的4种循环再利用方法:即机械法、化学法、物理法和热能法,阐述了各方法的研究现状,并分析了各自的优缺点。结合我国目前废旧纺织品循环利用体系中所存在的意识薄弱、技术落后、政策导向缺失等问题,提出了增强意识、加快研发、政策支持等一系列可行性建议,为进一步推动纺织品的循环利用研究提供一定参考和借鉴作用。

碳微球的研究进展

从碳微球的制备方法着手,综述了各方法的制备原理、原料、影响因素以及所得碳微球的结构性能和形貌特征,并归纳了各方法的优缺点,得出了溶剂热法、化学气相沉积法和模板法3种相对有效的制备方法,由于溶剂热法的突出优点,在碳微球的多种制备方法中优势凸显,将成为未来制备碳微球的主要方法。详细评述了不同结构和性能的碳微球在各个领域的应用,深入开发碳微球的性能和拓展其应用领域将会成为今后的研究重点;进一步讨论了碳微球的结构对其性质和应用的影响,通过设计碳微球的结构来改变其性质,是碳微球制备研究领域未来的发展方向。

壳聚糖/聚磷酸铵膨胀阻燃PP的阻燃及抑烟性能

为了提高聚丙烯(PP)的阻燃和抑烟性能,将壳聚糖(CS)作为膨胀型阻燃剂的碳源、聚磷酸铵(APP)作为膨胀型阻燃剂的酸源和气源,在此基础上通过熔融共混的方法制备了PP/CS/APP复合材料。采用极限氧指数仪、锥形量热仪等仪器研究了PP/CS/APP复合材料的的抑烟性及阻燃性。研究结果表明:CS/APP添加量为30%时,复合材料的极限氧指数值最大可达28.1%;且复合材料在烟气释放总量、CO和CO_2排放上明显降低,抑烟性得到了提升;热释放速率峰值、平均热释放速率值、平均有效燃烧热值、总热释放量值降低,成炭率升高,PP/CS/APP复合材料更难点燃;火灾性能指数明显提高,阻燃性能得到了大幅度提升,火灾蔓延指数显著减小,同时火灾危险性也相应降低。

不同纳米碳材料阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料性能的表征

以碳微球(CMSs)、碳纳米管(MWNTs)、碳微球(CMSs)与碳纳米管(MWNTs)复配的3种材料,通过熔融共混法分别对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)进行阻燃改性,制备出不同纳米碳材料阻燃PET复合材料。采用极限氧指数(LOI)法、垂直燃烧法、热重分析、扫描电镜等方法,测试和表征了CMSs/PET、MWNTs/PET、CMSs/MWNTs/PET复合材料的阻燃性能、热稳定性能、分散性及力学性能。结果表明,质量分数为1%的CMSs可使PET的LOI明显提高到28.9%,但对其抗熔滴性能的改善并不明显;同质量分数的MWNTs的添加,可有效提高PET的抗熔滴性能,其熔滴数由原PET的24d/min减少为6d/min;且CMSs与MWNTs具有协同阻燃效应,当两者的质量比为1∶2时,CMSs/MWNTs/PET的LOI为27.3%,且其熔滴数仅为4d/min;三者的垂直燃烧级别都由原PET的V-2级上升为V-0级,热稳定性都有所提高,但力学性能都有一定程度的下降。

亚临界水中废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯的水解

从聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的化学结构着手,结合亚临界水的特殊性质,采用水热法使PET在中性条件下水解为对苯二甲酸(TPA)和乙二醇(EG)。通过考察投料比、反应时间和反应温度对PET降解率及TPA产率的影响,确定了最佳水解条件为:投料比(去离子水与涤纶布料质量比)10,温度250℃,反应时间7 h。在最佳条件下,PET的降解率可以达到92.9%,TPA的产率为86.4%,TPA纯度为98.251%,TPA的酸度为657.14 mg KOH/g。且研究发现醋酸锌可以加速PET的水解,并对PET在亚临界水条件下的水解机理进行了初步探索。