沸石咪唑酯骨架-8的制备及其对刚果红的吸附性能

为制备印染废水的吸附材料,以六水合硝酸锌和2-甲基咪唑为原材料,以去离子水作溶剂,采用水溶剂法制备沸石咪唑酯骨架-8(ZIF-8)材料。借助扫描电子显微镜、红外光谱仪、X射线衍射仪等探究ZIF-8材料的结构,测试其对阴离子刚果红染料的吸附性能,并分析其吸附机制。结果表明:ZIF-8颗粒大小均匀,表面光滑,呈多面体结构;其热裂解温度为258℃,具有良好的热稳定性;ZIF-8对刚果红的吸附更符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温线模型,即以化学吸附为主且吸附位点等效;吸附过程为自发进行的放热反应,低温有利于吸附;在温度为20℃、pH值为7的条件下,ZIF-8对95 mg/L的刚果红溶液的吸附效果最佳,吸附量可达671.41 mg/g。

后处理工艺对抗静电滤料性能的影响

选择基布中嵌织导电纱线的基布导电型和面层中混入导电纤维的面层导电型2种典型抗静电滤料作为基材,进行聚四氟乙烯(PTFE)乳液浸渍处理和PTFE微孔膜覆膜处理,得到面密度和厚度均匀的复合滤料。再基于电阻率、静电压衰减时间及摩擦带电电压3项指标,从静电荷的消散及积聚2个角度,探究了后处理工艺对抗静电滤料性能的影响。试验结果表明:浸渍处理后,滤料抗静电性能提升,2种滤料的迎尘面表面电阻率和体积电阻率均降低且降幅小于1个数量级,基布导电型滤料和面层导电型滤料的迎尘面静电压半衰期分别由0.40 s、0.23 s缩短至0.38 s、0.20 s,摩擦时间为60 s时摩擦带电电压分别由1043 V、596 V减小至668 V、67 V。覆膜处理后,滤料抗静电性能下降,基布导电型滤料迎尘面表面电阻率升高且升幅为1个数量级、体积电阻率升高但升幅小于1个数量级,面层导电型滤料迎尘面表面电阻率和体积电阻率均升高且升幅为4个数量级,基布导电型滤料和面层导电型滤料迎尘面静电压半衰期分别由0.40 s、0.23 s延长至0.53 s、0.77 s,摩擦时间为60 s时摩擦带电电压分别由1043 V、596 V增大至1952 V、920 V。

高熔融指数聚乙烯母粒的制备及其红外透射熔喷材料的可纺性

针对现有的聚乙烯(PE)原料熔体流动性能差、熔融指数低、熔喷成纤困难等问题,以纺丝级线性低密度PE为原料,采用低分子质量聚乙烯蜡(PEW)增塑和催化断链降解协同法,制备了多系列熔喷用高熔融指数聚乙烯(HMI-PE)母粒,分别对其熔体的流变性能、分子质量及其分布、结晶性能、热稳定性进行了研究,并进一步制备了PE熔喷材料(PE-MBs),对PE-MBs的表观形貌、力学性能、红外透射性能进行了表征和分析。研究结果表明:随着PEW质量分数的增加,HMI-PE的分子质量下降、熔融指数不断增大,呈现典型的剪切变稀行为,但HMI-PE母粒热稳定性无明显影响。当PEW质量分数大于30%时,HMI-PE母粒的可达200 g/(10 min)以上(230℃),呈现良好的熔喷可纺性和力学性能。PE-MBs的红外透过率超过92%,具有优异的中红外透过性能。

P-MOF-5@纤维素/聚丙烯非织造材料铅离子吸附性能研究

为了制备具有高效重金属铅离子吸附性能的纤维素/聚丙烯(纤维素/PP)复合水刺非织造材料,以六水合硝酸锌为金属离子源,对苯二甲酸为有机配体,聚乙烯吡咯烷酮(PVP10)为分散剂,采用溶剂热法在以纤维素与PP纤维混合比例为9∶1的水刺非织造材料表面原位合成了P‐MOF‐5@纤维素/PP,对制备材料形貌、结构、重金属铅离子(Pb^(2+))吸附性能和力学性能进行了表征。结果表明:在纤维素/PP表面合成的MOF‐5呈规则的正六面体,粒径分布不均,加入PVP10后,P‐MOF‐5的结构更规整、粒径更均匀,结晶结构完整;当Pb^(2+)初始质量浓度为50 mg/L、吸附温度为25℃、溶液pH值为5时,P‐MOF‐5@纤维素/PP对水体中Pb^(2+)的吸附性能最佳,吸附平衡时间为9 h,吸附效率约为95.04%;经5次重复循环使用后,复合水刺材料的吸附效率仍可达到70.84%;与纤维素/PP相比,P‐MOF‐5@纤维素/PP的拉伸强度和断裂伸长率略有下降。

(ε⁃PL⁃TA)_(n)@纤维素/聚丙烯非织造材料的制备及其抗菌性能

为了赋予纤维素制品优异的抗菌性能,使其在医疗卫生领域有较好的应用前景,采用层层自组装(LBL)技术,将ε⁃聚赖氨酸(ε⁃PL)和单宁酸(TA)交替沉积在纤维素/聚丙烯复合水刺非织造材料上,制备了(ε⁃PL⁃TA)_(n)@纤维素/聚丙烯复合非织造材料,对其表面形貌、化学结构、孔隙、抗菌性能和力学性能进行了测试分析。结果表明:组装后(ε⁃PL⁃TA)_(n)@纤维素/聚丙烯材料表面出现一些凝胶状物质,ε⁃PL和TA的FTIR特征峰出现,成功负载到纤维素/聚丙烯材料上;组装后的(ε⁃PL⁃TA)n@纤维素/聚丙烯材料纤维之间的平均孔隙明显减小,纤维平均直径、单位面积质量、断裂强力、断裂伸长率均增加;随着组装层数的增加,(ε⁃PL⁃TA)_(n)@纤维素/聚丙烯材料的断裂强力和断裂伸长率先上升后下降;当组装层数为4.5时,(ε⁃PL⁃TA)4.5@纤维素/聚丙烯复合水刺非织造材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别达到99.1%和99.9%。

可逆感温变色非织造材料的制备及性能研究

以非织造材料和感温变色油墨为原料,通过丝网印刷技术制备可逆感温变色非织造材料。测试并分析了丝网印刷前后试样微观形貌和化学结构的变化,讨论了丝网印刷次数对可逆感温变色非织造材料厚度、力学性能、变色性能和皂洗色牢度的影响。采用红蓝复合油墨对非织造材料进行整理,研究人体温度作用下可逆感温变色非织造材料的直观变色效果。结果表明:随着印刷次数的增加,整理后的非织造材料厚度、断裂强力和断裂伸长增加,初始色相加深,完全变色时间延长,皂洗色牢度GS评级提高。人体手指触摸试验结果表明,制备的非织造材料可在3 s内快速变色,具有灵敏的可逆感温变色性能。

基于熔喷非织造材料的温度传感器制备及其传感性能

为结合织物的柔软性、舒适度和耐磨性制备低成本、高性能的可穿戴温度传感器,以超声波处理工艺将不同浓度比的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)和碳纳米管(CNTs)共同负载在聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)熔喷非织造材料表面,制备了PEDOT:PSS/CNTs/PBT熔喷非织造材料的温度传感器。借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪和傅里叶变换红外光谱仪对温度传感器的微观形貌、化学结构进行表征与分析,并对其热稳定性能、传感性能和力学性能进行测试与研究。结果表明,所制备的温度传感器在25~80℃范围内,灵敏度可达-0.71%/℃,响应时间较快(18 s),线性度较好(R^(2)=0.99),迟滞度低至4.98%,具有良好的重复使用性及长期稳定性,并且在37~38℃的温度范围内感应精度可达0.1℃。所制备的温度传感器能够对环境温度和人体表面温度进行实时稳定监测,具有广阔的应用前景。

N-TiO_(2)/聚丙烯复合熔喷非织造材料的制备及其光催化性能

为制备具有光催化功能的聚丙烯(PP)熔喷非织造材料,首先通过溶胶-凝胶法制备氮掺杂二氧化钛(N-TiO_(2))光催化剂,然后采用超声浸渍的方法将N-TiO_(2)均匀负载在PP熔喷非织造材料表面得到N-TiO_(2)/PP复合熔喷材料,并对其结构和性能进行表征和分析,通过自由基捕获实验确定光催化机制。结果表明:N掺杂量为1%的N-TiO_(2)的颗粒大小均匀,粒径约为10 nm,在30 min暗吸附和90 min光照条件下,其光催化降解亚甲基蓝(MB)的效率最佳,达到98%;将该N-TiO_(2)负载在PP熔喷非织造材料表面后,可包裹在PP纤维表面,当负载量超过30 mg后出现团聚现象;负载量为30 mg的N-TiO_(2)/PP复合熔喷材料的光催化降解性能最优,在30 min暗吸附和90 min光照条件下,对亚甲基蓝(MB)的降解效率达到98%;在光激发下N-TiO_(2)会产生超氧自由基和羟基自由基,二者共同降解MB。

光动力抗菌水刺棉的染整一体化制备及其性能

为解决传统抗菌非织造用品防护性能差、制备成本高和潜在毒性大等问题,以水刺棉为基材,通过低分子质量壳聚糖改性、柠檬酸共价交联和光敏剂染整一体化负载工艺,制备了具有高效广谱、抗菌耐久、安全低毒和绿色低碳的光动力抗菌水刺棉。利用紫外/可见光分光光度计、傅里叶红外光谱仪、荧光光谱仪对光动力水刺棉的化学结构和光动力学性能进行表征,通过抗菌实验探究了不同接触时间下光动力水刺棉的抗菌性能与抗菌耐久性能。结果显示:光动力水刺棉在10 min光照下能够淬灭50%以上的1,3-二苯基异苯并呋喃,属于主导能量转移的Ⅱ型光动力机制,在15 min内杀灭99%以上的金黄色葡萄球菌,在60 min内杀灭90%以上的大肠杆菌,表明功能化的水刺棉具有优异的光动力抗菌特性;此外,光动力水刺棉经光漂白和水洗使役后仍具有显著的抗菌耐久性,均可满足生物医用材料对生物安全性的要求,具有大规模制备新一代光触媒非织造用品的应用潜力。

壳聚糖-SiO_(2)气凝胶/纤维素/聚丙烯复合水刺材料的制备及其吸附染料性能

为制备用于有机染料废水处理的生物质材料,以纤维素纤维/聚丙烯(CF/PP)为基材,经氧化后与以壳聚糖(CS)和硅酸四乙酯(TEOS)为原料制备的CS-SiO_(2)混合溶液进行反应,再通过冷冻干燥得到CS-SiO_(2)气凝胶/氧化纤维素(OCF)/PP复合水刺非织造材料。对复合材料的形貌、结构和其对有机染料吸附性能进行测试与表征,结果表明:相较于CF/PP水刺非织造材料,CS-SiO_(2)气凝胶/OCF/PP复合水刺非织造材料表面出现明显的微孔结构,在OCF/PP水刺非织造材料表面出现了归属于CS和SiO_(2)的红外特征峰;当TEOS体积分数为25%时,制得的样品在30℃、pH值为7的条件下对亚甲基蓝(MB)的吸附效率可达99.63%,经5次重复使用后,其对MB的吸附效率仍保持在80.59%左右;相比于CF/PP水刺非织造材料,CS-SiO_(2)气凝胶/OCF/PP复合水刺非织造材料的拉伸强度和断裂伸长率略有下降。

银-铜双金属纳米粒子/聚乳酸复合纳米纤维膜的制备及其抗菌性能

为制备高效抗菌的生物可降解聚乳酸(PLA)静电纺丝纤维膜,首先利用L-抗坏血酸对银和铜的硝酸盐溶液进行化学还原,得到银-铜双金属纳米粒子(Ag-Cu NPs)。然后将Ag-Cu NPs与PLA纺丝液共混,通过静电纺丝技术制备了不同组成的Ag-Cu NPs/PLA复合纳米纤维膜,并对其形貌、结构、亲水性和抗菌性能等进行测试。结果表明:合成的Ag-Cu NPs的粒径约为32 nm,复合纳米纤维膜中Ag-Cu NPs被PLA基体包覆,且沿着纤维径向排列,纤维表面存在大量微小的孔洞;加入Ag-Cu NPs后,Ag-Cu NPs/PLA的水接触角略微降低,亲水性增加,且Ag-Cu NPs和PLA之间仅发生物理作用,未产生明显的化学作用;相比于纯PLA纳米纤维膜,Ag-Cu NPs/PLA的抗菌率明显提高,当纺丝液中Ag-Cu NPs相对于PLA质量为7%时,复合纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均达到99%。

聚丙烯熔喷空气过滤材料表面仿生改性及性能

聚丙烯(PP)熔喷空气过滤材料的抗菌性能较差,细菌、霉菌等微生物会寄生于材料表面。文中利用仿生改性法,以单宁酸(TA)为抗菌改性剂、CuSO_(4)/H_(2)O_(2)为促进剂制备了具有优异抗菌性能的PP/TA熔喷空气过滤材料。分析讨论了TA改性溶液浓度和CuSO_(4)/H_(2)O_(2)促进剂的加入对PP/TA熔喷空气过滤材料结构与性能的影响。结果表明,CuSO_(4)/H_(2)O_(2)促进剂的加入将TA改性时间从24 h缩短至40 min,并增强了PP/TA熔喷空气过滤材料的改性牢度。当TA浓度为6 g/L时,PP/TA熔喷空气过滤材料相较于PP熔喷空气过滤材料其过滤效率和压降分别提升了2.7%和4 Pa,水接触角降低了17.5°;且TA改性对PP熔喷空气过滤材料的驻极性能并无影响,驻极后PP/TA熔喷过滤材料的过滤效率为95.56%,压降为38 Pa,且具备良好的抗菌性能。同时,CuSO_(4)/H_(2)O_(2)促进剂的加入在材料表面引入了Cu^(2+),增强了抗菌效果。

黄麻可降解包装材料制备及性能研究

研究一种基于黄麻、粘胶、水性聚氨酯和羧甲基纤维素钠(CMC)的可降解包装材料的制备。采用非织造生产工艺,以可降解的黄麻和粘胶为原料,纤维梳理成网后,经针刺机针刺,再将水性聚氨酯和CMC溶于水中,形成悬浮液均匀喷洒至纤维网,烘干后热压成型得到生物可降解包装材料。对比聚乳酸、水性聚氨酯、CMC的成本及力学性能,探究材料混比对黄麻/粘胶/水性聚氨酯/CMC包装材料断裂强力和断裂伸长率的影响,并通过干燥和湿润试样的强力对比,探究了黄麻/粘胶/水性聚氨酯/CMC包装材料的耐水性能。结果表明,当黄麻/粘胶/水性聚氨酯/CMC混比为40/40/15/5,面密度为100 g/m^(2)时,所得样品纵、横向断裂强力分别为155.5 N、52.6 N,将样品浸渍于水中1 h后取出,其纵、横向的湿态强力保留率分别为49.9%、69.2%,可满足包装袋力学性能的要求。

医用植入非织造材料的研究进展

针对非织造材料在不同医用植入应用中的性能要求和存在的问题,探讨医用植入非织造材料在人工心脏瓣膜、人工角膜、疝修补片、人工血管、人工关节等领域的应用特性及研究进展。认为:通过新型原料的开发、制备工艺的改进、组织工程处理等方法,可以使医用植入非织造材料具有更广阔的发展前景。

黄麻可降解阻燃型非织造材料的制备及性能

探讨黄麻可降解阻燃汽车内饰材料的制备工艺。采用针刺工艺和热压工艺制备了阻燃型黄麻/粘胶/PBAT/CMC可降解非织造材料,对非织造材料进行垂直燃烧测试、力学性能测试和扫描电镜测试。试验分析得出合适的阻燃剂及用量,探究了材料的面密度、热压条件对阻燃型非织造材料力学性能的影响,并通过正交试验得到热压成型的最优工艺参数。结果表明:阻燃剂低聚磷酸铵(APP)阻燃效果基本不受热压条件影响,其用量为黄麻、粘胶、黏结剂总质量的20%时,材料阻燃等级达到V-0级别;且样品组分为黄麻/粘胶/PBAT/CMC 40/40/15/5、APP质量分数12%、面密度约170.0 g/m^(2),热压条件为热压温度150℃、压强6 MPa、热压时间5 s时,得到的样品断裂强力219.2 N,断裂伸长率2.4%。

石墨烯/聚丙烯腈皮芯结构纤维成型构筑及功能性

为开发新型复合纤维材料,提出以石墨烯为导电基材一步法构筑导电纤维的研究策略,采用微流控湿法纺丝工艺制备石墨烯/聚丙烯腈皮芯结构复合纤维,探究皮层和芯层纺丝液流量对石墨烯取向排列、纤维导电和电热性能影响规律。通过微观形貌观察发现,复合纤维皮层石墨烯取向随着纺丝液流量的变化呈现先增加后减小的趋势,皮层流量为0.10 mL/min时石墨烯取向最佳。高度取向的石墨烯赋予复合纤维优异的力学性能和导电性能,使复合纤维的强度和电导率分别达到241.38 MPa和3.94 S/cm。在4 V电压下,复合纤维表面的温度达到约48.3℃,热响应速率为2.0℃/s。研究表明通过调控不同的皮芯流量,调整复合纤维的结构和性能,可以成功制备出以石墨烯为基材的复合导电纤维。研究结果可为石墨烯复合加热纤维的开发提供参考。

黄麻/粘胶/水性聚氨酯包装材料制备及优化

为了缓解塑料包装袋引起的环境污染问题,采用可生物降解的黄麻落麻纤维与粘胶纤维混合并梳理成网,选用水性聚氨酯作为黏合剂将纤维网热压成型,制备了黄麻/粘胶/水性聚氨酯包装材料,并对其进行性能测试和工艺优化。探究原料质量混合比、克重、热压参数对包装材料拉伸强力的影响,并依据单因素分析结果对热压工艺进行正交试验,结果表明:当热压温度为160℃、热压时间为20 s、压强为5 MPa时,包装材料的纵、横向断裂强力分别为126.0、82.6 N,满足购物袋的强力要求。制备可降解的麻纤维包装材料代替塑料包装袋是目前重要的研究方向,对于农业和农村经济的发展具有重要意义。

蚕丝非织造材料的发展现状与展望

蚕丝是一种天然蛋白质纤维,有着良好的透气性、透湿性、生物相容性等优点,是高档纺织产品的重要原料。利用非织造方法加工得到的蚕丝非织造材料生产效率高、成本低,可大幅提高蚕丝的利用率。文章概述了用于蚕丝非织造材料的生产工艺及其产品特点,主要包括干法成网、湿法成网及静电纺丝法成网等非织造材料制备技术,并阐述了蚕丝非织造材料的亲水、抗菌、阻燃、防紫外线等后整理技术,介绍了蚕丝非织造材料在美容、医疗卫生、组织工程、保暖等领域的主要应用,最后对蚕丝非织造材料在材料复合化、多功能化、高性能化、标准化方面的发展趋势进行了展望。

非溶相共混熔喷非织造技术的研究进展

为明确非溶相共混熔喷非织造技术制备超细纤维材料过程中的微相分离机制,并进一步明晰超细纤维材料结构和性能的调控规律,挖掘熔喷非织造技术的产业化应用潜力,从非溶相共混熔喷机制出发,介绍了利用多种聚合物进行非溶相共混熔喷时的微相分离特点,综述了非溶相共混熔喷的聚合物匹配体系现状以及不同种类聚合物共混对超细纤维材料性能的影响,阐述了非溶相共混熔喷超细纤维材料的功能性应用形式和领域,最后探讨了非溶相共混熔喷目前存在问题及未来发展方向,以期为共混熔喷非织造技术制备超细纤维材料的进一步研究提供参考。

医用外科口罩和一次性使用防护口罩的性能对比

当前市场上口罩种类繁多,为了给消费者选购有效的防护口罩提供参考,选用国内市场销量较大的成人型医用外科口罩和一次性使用防护口罩,利用光学显微镜对两种口罩各层滤料表面进行了微观结构的观察,并对两种产品的孔隙率、面密度、厚度、拉伸性能、刚柔性、液体吸收性、接触角性能进行测试与分析。结果表明,与一次性使用防护口罩相比,医用外科口罩外层非织造材料的断裂强力和断裂伸长率更大,强力较高,韧性较好;内层非织造材料的弯曲刚度更小,材料表面更加柔软亲肤,佩戴更加舒适;各层非织造材料的液体吸收率更高,能够为人的面部提供更加舒适的佩戴环境。