聚乳酸纤维在纺织中的应用

聚乳酸来源于玉米、小麦、甜菜、木薯以及有机废弃物等原料,具有生物安全性、生物相容性、生物可降解性等特征。聚乳酸纤维的原料来源可再生,产品亲肤,废弃物可生物降解降解产物为二氧化碳和水。在实现“双碳目标”的今天,由聚乳酸制成的纤维在纺织物品中有广泛市场。通过介绍聚乳酸纤维几种加工方式,介绍聚乳酸纤维的优点,结合百姓生活中的应用案例分析,聚乳酸纤维与人们的生活息息相关,在纺织物品或其他领域中的应用比例将逐步增大,迎来一个重要的发展时期。

全纳米纤维离电式柔性压力传感器的制备及性能研究

为解决传统的电容式压力传感器灵敏度低的问题,基于聚丁二酸丁二醇酯对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)和离子液体(ILs),采用静电纺丝技术制备离子介电层(ILs/PBST),并利用离电式压力传感机制开发了一种灵敏、透气的全纳米纤维离电式柔性压力传感器。该器件具有超高灵敏度(902.4 kPa-1,0~6 kPa)和快速响应/恢复时间(147 ms/147 ms),能够快速稳定地监测多种人体运动及生理信号。此外,三维多孔纳米纤维网络赋予其良好的透气性,确保其长期佩戴的舒适性,该器件有望应用在智能医疗领域。

PEFT聚酯的制备及PEFT纳滤膜的截留性能

为了解决聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料制品使用后降解缓慢和聚2,5-呋喃二甲酸二甲酯(PEF)韧性差的问题,开发一种新型嵌段共聚酯聚2,5-呋喃二甲酸-乙二醇-co-对苯二甲酸酯(PEFT),可通过酯交换-熔融缩聚法合成,且PEFT拥有与PEF相媲美的热力学性能。利用FTIR及NMR等对聚酯结构进行表征,结果表明该方法成功制备了PEFT聚酯。通过TG、DSC和紫外光照表征,结果表明PEFT聚酯热学性能优良,且在紫外光照射下可快速降解。又将PEFT聚酯材料通过非溶剂致相分离法(NIPS)制备了不同铸膜液浓度的PEFT纳滤膜,用于对染料离子及金属盐溶液的截留,而后对其表面粗糙度、水接触角、荷电性、染料和金属盐离子的截留能力等方面进行了测试。结果表明:PEFT纳滤膜对甲基蓝(Mr=799.8)染料、酸性品红(Mr=585.4)染料都具有良好的截留性能,最高截留率可达99%和87.7%,并且纳滤膜经长期循环后仍具有较高的稳定性,但对金属盐(MgSO4)溶液截留性能不佳,截留率最高不超过35%。综合研究发现PEFT纳滤膜在染料截留方面性能突出。

两性离子中间层调控的纳滤膜制备及其脱盐性能

为了打破纳滤膜的渗透性-选择性上限,制备兼具高渗透通量和高截留性能的薄层复合纳滤膜,首先在水解聚丙烯腈(HPAN)基膜表面沉积聚多巴胺/聚甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(PDA/PSBMA)中间层,然后利用哌嗪(PIP)和均苯三甲酰氯(TMC)进行界面聚合,制备聚酰胺(PA)层;对膜的化学结构、形貌和表面特性进行表征,研究纳滤膜的性能。结果表明:中间层亲水且带负电,对膜孔未造成严重堵塞,优化了界面聚合反应界面;聚酰胺层的厚度仅为65 nm左右,聚酰胺层内部及其与支撑层之间存在大量通道,使纳滤膜纯水渗透性高达21.82 L/(m^(2)·h·bar)(1 bar=100 kPa);纳滤膜对盐的截留顺序为Na_(2)SO_(4)(98.87%)>MgSO_(4)(96.92%)>MgCl_(2)(50.14%)>NaCl(30.60%),Na_(2)SO_(4)截留率基本不受操作压力和盐浓度的影响,NaCl和Na_(2)SO_(4)的分离因子为61.42;此外,纳滤膜具有良好的抗污染性和长期稳定性,在海水淡化、饮用水净化等领域具有应用潜力。

染整工艺对麻纤维抗菌性能的影响

从麻纤维自身形态结构、化学组成出发,分析了影响麻纤维自身抗菌性的因素。概述了染整加工工艺中脱胶、染料种类和染料助剂对麻纤维抗菌性能的影响,总结了麻织物的物理抗菌整理和化学抗菌整理方式。认为:在麻纤维自身具备抗菌性的基础上,采用添加天然抗菌剂、物理抗菌整理、植物染料染色等方法,可有效降低麻纤维生产加工过程中抗菌成分的流失,进一步提高麻织物的抗菌性能。

PET复合纤维的制备及其隔热性能

为改善聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维的保温隔热性能,使用熔融纺丝工艺制备具有保温隔热性能的PET/二氧化硅气凝胶(SA)/气相SiO2(FS)复合纤维,并用NaOH溶液对纤维进行碱处理,以在纤维表面形成孔隙;采用SEM、XRD、TG、DSC和导热系数仪等表征技术对复合纤维进行了表征,探究了碱处理时间对纤维表面形貌、拉伸强度、导热系数等物化性质的影响。结果表明:碱处理之后的PET/SA/FS复合纤维表面出现孔隙,断裂强度降低24.5%;热导率从纯PET纤维的0.0894 W/(m·K)最低降低到PET/SA/FS复合纤维的0.0400 W/(m·K),降低了55.3%,从而显著提高了纤维的保温隔热性能。

华绒■纤维的开发及应用研究

文章详细介绍了细旦棉型华绒■纤维的性能指标及产品特点;针对其特性提出了有效的工艺改进措施,以提升华绒■纤维的整体性能;并结合华绒■纤维“轻、暖、柔、洁、强”的性能优势,从面料开发实例出发,对其适宜开发的产品种类和风格提出了具有实践参考价值的方向分析。

高密度聚乙烯三维网状纳微米纤维的强伸性能

为实现高密度聚乙烯三维网状纳微米纤维(PENFs)的自主化规模化生产,以高密度聚乙烯和二氯甲烷为原料,通过高压闪喷纺丝设备成功制备了性能优异的PENFs,采用响应面法对纺丝过程中各工艺参数进行优化,并对其力学性能和耐候性能进行分析。结果表明:PENFs的最佳制备工艺条件为纺丝温度176.3℃、纺丝压力8.6 MPa、纺丝溶液质量分数8.0%,此时制得的PENFs的断裂强度和断裂伸长率分别可达到29.1 cN/dtex和99.9%,优于芳纶和涤纶等常规纤维;定伸长和定载荷条件下,PENFs的弹性回复能力随着拉伸次数和载荷的增加而逐渐降低,拉伸伸长为5%时PENFs纤维的弹性回复率可达到92.8%且拉伸10次后降低至75.5%,拉伸载荷为1.2 N时PENFs纤维的弹性回复率为84.6%;放置在室外20 d内PENFs纤维的强伸性能损失较小,30 d后断裂强度和断裂伸长率明显降低,但纤维外貌并无明显变化。

芳纶纳米纤维/碳纳米管复合气凝胶传感器的制备及其性能

针对导电气凝胶结构稳定性差导致传感性能不佳的问题,提出以去质子化方法制备芳纶纳米纤维(ANFs),并与改性碳纳米管(CNTs)进行共混,得到具有高压缩回弹性、高灵敏度的复合气凝胶传感器,并对其热学性能、力学性能和传感性能进行表征。实验结果表明:ANFs与CNTs之间混合均匀,并通过氢键连接形成了稳定的内部网状结构,气凝胶能承受50%的压缩比,并在100次的压缩循环后,完全恢复到初始状态;更重要的是,复合气凝胶在压缩循环中展现出稳定的电信号输出以及0.1 kPa的超低检测极限,因而在柔性应变传感器领域具有较大的应用潜力。

不同金属盐体系对锦纶66纤维结构与性能的影响

选用氯化钙、氯化锂、氯化铜及氯化锌四种金属盐,分别以去离子水和无水乙醇为溶剂配置成溶液,对锦纶66纤维进行络合改性处理,采用FTIR、DSC、XRD、SEM、单纤维拉伸研究不同金属盐及其溶剂种类对锦纶66纤维结构性能的影响。结果表明,经四种金属盐处理后,氯化铜对锦纶66纤维的结构性能影响最大、对纤维的络合作用最强,氯化锌对锦纶66纤维的结构、性能影响最小,氯化钙和氯化锂的影响程度居中,具体表现为红外光谱图中N-H振动峰向低波数移动,熔融温度下降、结晶度减小、拉伸断裂强度降低。选择氯化钙为金属盐络合剂时,以乙醇作为溶剂时对锦纶66纤维的结构、性能的影响作用大于以水为溶剂时,说明乙醇有利于金属离子与纤维之间形成络合作用。

GA交联PVA/SA静电纺纳米纤维膜的制备及其湿气发电

为解决静电纺纳米纤维膜湿气发电器件吸湿后纤维易变形的问题,提高湿气发电器件的循环使用性能,采用戊二醛(GA)对聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠(SA)进行交联改性,通过静电纺丝技术制备了戊二醛改性聚乙烯醇/海藻酸钠(G-PVA/SA)纳米纤维膜,并将其应用于湿气发电。对G-PVA/SA纳米纤维膜的化学结构、微观形貌、结晶结构和力学性能进行了测试表征,研究了G-PVA/SA纳米纤维膜湿气发电机的发电性能和循环性能,并探索了其在监测传感方面的应用。结果表明:GA可使PVA/SA分子间发生交联,交联后的纺丝液粘度增加,所制备的G-PVA/SA纳米纤维膜纤维直径增大,结晶度上升,力学性能提高,但亲水性降低,其湿气发电性能略有降低。PVA、SA分子间的交联有效提高了纳米纤维的吸湿稳定性,保证了其湿气发电的循环稳定性。当溶液中加入GA的质量分数达2%时,所制备的纳米纤维膜在经10次循环后,湿气发电输出电压由0.38 V降至0.36 V(器件面积2 cm×2 cm),输出电压性能仅下降6.5%。基于其吸湿发电功能,该器件可有效监测湿气源(如人的手指等)的运动变化和人体呼吸的强度,在环境微能源采集、监测传感等方面表现出广阔的应用前景。

基于同轴微流控纺丝技术的CS/SA掺杂PVA复合载药纤维的制备及其释药性能

为延长药物的可控释放时间,提高累计释放率,将生物相容性良好的天然高分子材料壳聚糖(CS)和海藻酸钠(SA)分别与聚乙烯醇(PVA)溶液混合作为纺丝液,通过同轴微流控纺丝技术制备具有药物缓释性能的复合载药纤维。以氨苄西林钠(AS)为药物模型,比较研究了PVA/CS/AS(PCA)和PVA/SA/AS(PSA)两种复合载药纤维的药物缓释效果,并分析了两种天然高分子材料及其含量对载药纤维形貌结构、力学性能以及释药性能的影响。结果表明:PCA和PSA载药纤维均具有稳定的成型性和良好的形貌结构。PCA的断裂强度高于PSA复合纤维,而PSA的断裂伸长率远大于PCA复合纤维。此外,这两种纤维对药物均具有良好的缓释效果。其中,PCA复合纤维在短期内释药量大,当PVA与CS质量比为5∶1时,PCA复合纤维在180 min内药物的累计释放率最高为60%;而PSA复合纤维可以实现58 h的长时间药物释放,当PVA与SA质量比为64∶1时,PSA复合纤维药物累计释放率最高为94.1%,适合治疗慢性疾病,达到长期有效释药的目的。利用这两种载药复合纤维可设计适用于不同给药患者的药物缓释系统,展现出其在药物缓控释中的广阔应用前景。

辐射降温锦纶长丝及其针织物性能研究

辐射降温锦纶是以高红外发射型无机粒子SiO 2和红外透过材料聚酰胺6(PA6)为原料,采用熔融纺丝制备的具备被动辐射降温功能的长丝。对3种不同加工工艺的辐射降温锦纶长丝和普通锦纶长丝进行对比研究,测试其表面形貌、聚集态结构、化学组分、力学性能、热学性能和表面摩擦性能。进一步对上述4种长丝织成的针织物的导热性能、瞬间接触凉感和室内降温性能进行测试比较。结果表明,以添加了SiO 2的辐射降温PA6为皮层材料、聚乙烯(PE)为芯层材料纺出的辐射降温PA6/PE皮芯复合丝,和辐射降温圆形截面锦纶长丝间隔递纱织造的针织物具有最好的导热性能和凉感性能,其红外热成像温度比普通锦纶针织物高约1.8℃,表明该针织物具有更好的红外透过性能,降温效果更好。综合认为,该研究所得辐射降温锦纶针织物具有优异的辐射降温性能,可用于辐射降温纺织品的开发。

不同尺寸石墨烯增强PA66纤维的效果分析

为提高PA66的力学性能,以石墨烯(GN)为基础填料,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为表面活性剂,将GN均匀分散在SDBS的水溶液中,利用超声波粉碎技术,分别获得大尺寸(LGN)、中尺寸(MGN)、小尺寸(SGN)的GN,然后用熔融共混法制备出不同尺寸以及不同添加量的GN改性PA66,并对其性能进行了表征。研究结果表明:对于添加不同尺寸的GN,质量分数0.1%的SGN加入时,改性纤维的断裂强度提高至6.34 cN/dtex,较纯PA66提高了12.8%。同时SGN改性PA66的相对结晶度提升最大,为40.2%,相较于纯PA66提高了19.6%;对于不同添加量的SGN,SGN质量分数为0.1%时,改性纤维的断裂强度达到最大,力学性能提升最大。SGN的加入有利于异相成核,结晶速度相对加快。SGN改性PA66的最大分解速率温度为421.7℃,较纯PA66提高了9℃左右,说明SGN与PA66基体间发生了界面相互作用,具有热失重的延缓效果,加入SGN后PA66不易发生热分解。认为:添加一定量SGN能够更好提升PA66的各项性能。

具有光致变色功能的PA6纳微米纤维的制备与性能

为制备具有光致变色功能的纳微米纤维,以萘并吡喃(NA)为变色单元,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为聚合物基质单体,以二氧化硅(SiO_(2))为包覆层,制备了光致变色纳微米微球PMMA/NA@SiO_(2),然后将PMMA/NA@SiO_(2)纳微米微球引入到尼龙6的静电纺丝溶液中,通过对静电纺丝过程中的各工艺参数的优化,对PA6的基本形貌进行了在线调控,成功制备了直径分布较均匀的PA6纳微米变色纤维。场发射扫描电镜和紫外可见光分光光度计的测试结果表明:PMMA/NA@SiO_(2)的直径范围在100~210 nm之间;在PMMA/NA@SiO_(2)质量分数小于10%时,纤维样品的形貌无明显变化,变色性能随添加的变色材料的增加而增强,所制备的样品变色性能和纤维形貌最好,在紫外光照射后会呈现出较好的变色性能和耐疲劳性;通过紫外灯照射发现,相对于λ=365 nm的紫外光,λ=254 nm的紫外光对该光致变色纳微米纤维的变色性能影响较大。

丝网印刷制备同心圆型平面柔性电容器及其电化学储能性能研究

柔性微平面超级电容器(MPSCs)的研究已经取得很大的进展,但由于其能量密度较低,仍然无法满足可穿戴电子设备的应用要求。石墨烯(Graphene)作为电极材料时的高惰性限制了其作为超级电容器电极的活性。通过对Graphene进行^(60)Coγ射线辐照改性,再将改性后的Graphere与赝电容电极材料过渡金属碳化物(MXene)共混复合,借助丝网印刷方法,在柔性织物基底上制备复合改性电极的同心圆型平面电容器。结果表明:^(60)Coγ射线辐照Graphene后缺陷增加;比表面积增大,孔隙率增加。与MXene复合后所制备的平面电容器具有较高的面积比电容和能量密度(分别为119 mF/cm^(2)和20μWh/cm^(2));当平面电容器进行5000次充放电循环时,电容保持率为102%,表现出优异的循环寿命和机械稳定性,在微型柔性电子器件储能设施领域具有潜在应用价值。

超声波辅助酶法提取猪皮胶原蛋白的工艺优化及胶原纤维的湿法纺丝制备

胶原纤维材料是一种重要的生物医用纺织品,广泛用于各类外科手术。为了提高猪皮源胶原蛋白的提取率,设定酶浓度、超声强度、超声时间为影响因素,胶原提取率为响应值,采用超声波辅助酶法,通过单因素实验和Box-Behnken响应面法探究最佳提取条件,并采用湿法纺丝技术制备猪皮源胶原纤维。结果表明:影响胶原提取率的显著性顺序为:酶浓度>超声时间>超声强度,最佳提取工艺的酶浓度为93 U/g、超声强度为162 W、超声时间为58 min,所制备的胶原提取率56.21%,与响应面回归方程预测值相近,说明该回归模型能够较好地优化提取工艺条件。同时,紫外光谱、红外光谱和X射线衍射分析表明猪皮源胶原的类型为Ⅰ型,具有完整的三螺旋结构;纤维形貌分析表明猪皮源胶原具有良好的成纤性;力学性能分析表明纺丝液为4.0%浓度的胶原纤维具有最佳的力学性能。

棉织物的组织结构对吸湿快干性能的影响

为研究棉织物的组织结构对吸湿快干性能的影响,以40英支纯棉纱为原料,纬向平均浮长为单一变量,设计并织造平纹、2/1纬重平、3/1纬重平、4/1纬重平织物;采用滴水扩散法和毛细效应测试表征织物的吸湿性和快干性。结果表明:在其他条件相同的情况下,棉织物的吸湿性从大到小的顺序为3/1纬重平、2/1纬重平、平纹、4/1纬重平,快干性为3/1纬重平、2/1纬重平、4/1纬重平、平纹;随着纬向平均浮长的增大,织物吸湿快干性能先提高后下降。该研究明确了织物结构对吸湿快干性能的影响,可为企业对吸湿快干面料进行结构设计提供参考。

尿 素- 聚丙烯腈复合纳米纤维膜的制备与吸湿性能研究

溶液除湿技术采用的传统吸湿材料因长时间接触填料,易造成填料塔的腐蚀与变形,而吸湿纳米纤维膜具有大比表面积、高吸湿性能和良好的透气性,在该领域表现出优异的应用潜力。本文通过静电纺丝法,成功制备了聚丙烯腈(PAN)/尿素(Urea)复合纳米纤维膜,尿素以其独特的吸湿性能显著增强了纳米纤维膜的吸湿能力。利用扫描电子显微镜(SEM)、比表面积测量(BET)和红外光谱(F T-IR)等技术手段,表征了纳米纤维膜的微观形貌与结构;利用高低温试验箱探索了不同的氯化锂(LiCl)浸渍浓度、浸渍时间以及PAN与Urea的质量比对纳米纤维膜除湿效果的影响。结果表明,PAN和Urea的质量比为1∶1,LiCl的浸渍质量分数为35 wt%,浸渍48 h,在25℃和95%RH条件下,将纳米纤维膜置于高低温试验箱测试5 h,吸湿量可达到4.48 g/g。该复合材料展现出良好的吸湿性能,为纳米纤维型吸湿材料的设计开发提供了新的思路。

酚醛纤维/聚酰亚胺纤维混纺纱开发

为了更好地利用酚醛纤维的热学性能开发适合应用的隔热织物,基于其纤维规格及性能,以聚酰亚胺纤维与其进行混纺,详述其原料处理、混纺比例、流程设计、梳理成条、粗纱、细纱工序的工艺要点,在尽可能提高酚醛纤维含量的基础上,纺制出酚醛纤维含量为40%~70%的4种32 tex混纺纱线,并对混纺纱的指标进行测试与分析。指出:在酚醛纤维/聚酰亚胺纤维混纺纱中,随着酚醛纤维含量增大,纱线的断裂强度、毛羽指数、条干CV值以及千米节结等质量指标均呈恶化趋势;酚醛纤维的含量最高能达到约70%水平。