二维导电纳米材料在聚合物燃烧预警及阻燃应用中的研究进展

石墨烯、MXene等二维导电纳米材料由于具有独特的结构和导电性,在火灾预警和阻燃领域展现出优异的性能和广阔的应用前景。聚合物及其复合材料的广泛应用带来了一定的安全隐患和火灾风险。但传统火灾报警器难以在未见明火的预燃阶段及时发出警报信号,进而导致救援人员错失最佳救援时间,因此火灾的早期预警对保护人身安全和财产具有重要意义。广大科研工作者分别从绿色、环保、舒适、消防安全等角度出发,致力于提高材料的阻燃性、灵敏度以及响应时间。本文综述了近年来预警阻燃涂层的响应机制及研究现状,介绍了以石墨烯、MXene二维导电纳米材料为主的预警阻燃涂层的制备方法、预警阻燃机制及性能改进策略,总结了目前研究工作中仍旧存在的不足以及未来的发展方向,能够为阻燃预警相关工作的开展提供参考。

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。

静电纺丝HNTs/PBST复合纳米纤维膜的制备及其空气过滤性能研究

采用静电纺丝工艺,以可生物降解的聚丁二酸丁二醇-共-对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)为原料,改性埃洛石纳米管(HNTs)为驻极体,制备了HNTs/PBST复合纳米纤维膜,探讨了HNTs对PBST纳米纤维膜的形貌、结构及空气过滤性能的影响。实验结果表明,改性HNTs添加量为10%(w)即可使PBST纳米纤维直径细化,协同增强了纳米纤维膜的物理筛分效应及静电吸引能力,显著提升了材料的综合过滤性能,HNTs/PBST复合纳米纤维膜对PM0.3的过滤效率高达96.67%,且过滤阻力仅为90.5 Pa。

电致变色材料、器件及应用研究进展

电致变色材料具有结构可控、色彩丰富、成本低廉、节能低耗等特点,是目前最具应用前景的智能材料之一。概述了电致变色器件的基本结构、变色机理,着重介绍了电致变色器件各层材料(透明导电层、电致变色层、电解质层、离子储存层)的特性要求及研究现状,举例说明了其在智能窗、防眩目汽车后视镜、电子纸、传感器、军事伪装中的应用。

伞勤被服装具系列—伞兵防护头套的研制

本文着重研究伞勤被服装具系列中的伞兵防护头套。结合航空航天个体防护装备对纺织材料性能的要求以及目前伞兵的头部装备现状,分析比较了纯羊毛纱、腈纶纱、棉纱和各种羊毛混纺纱。经过探索研究,最终筛选出适合伞兵防护头套的纱线、组织结构、款式及迷彩印染方案。该防护头套的研制,填补了我国的军用个体防护装备中伞兵脸部防护方面的一个空缺。

液体定向输运电纺纤维材料的研究及进展

静电纺丝法是一种高效、便捷制备微/纳米纤维的方法。制备过程中,通过调控微/纳米纤维化学组成及微观结构,能够实现纤维表面及纤维膜厚度方向浸润性差异或梯度的构筑,进而利用浸润性差异或梯度驱动液体的定向输运。综述了近年来电纺纤维及纤维膜材料在液体定向输运中的研究成果及液体定向输运机理,并对液体单向输运微/纳米纤维材料未来的应用及发展进行了展望。

纳米纤维负载型纳米零价铁基材料在环境修复中的应用研究进展

针对纳米零价铁(nZVI)复合材料存在易团聚和难分离回收等缺陷,导致其降解效率下降、使用寿命变短等问题,首先介绍了nZVI的制备方法及负载型nZVI基材料在治理土壤污染和水体污染等领域的最新研究成果,分析了nZVI去除污染物的反应原理;重点总结归纳了聚丙烯酸/聚乙烯醇复合纳米纤维膜、壳聚糖复合纳米纤维膜、聚苯胺纳米纤维膜、碳纳米纤维膜等纳米纤维负载型nZVI基材料的制备方法及其去除污染物效果;最后提出以静电纺丝纳米纤维为代表的载体材料,可以有效抑制nZVI团聚,提高分离回收性能及拓宽其实际应用范围,是负载型nZVI基材料应用于环境修复的新型有效载体。

高能辐射防护纤维材料的研究进展

简要介绍高能辐射的防护在当今时代的重要性和传统辐射防护材料的优缺点。为了达到更好的个人防护效果,国内外研究人员针对新型防护纤维材料的填料组分、聚合物基体的选择进行了研究,并对稀土、金属等元素化合物与聚合物基体的分散工艺做出了改进。系统地介绍了X射线、伽马射线和中子射线的复合型防护纤维的研究现状。最后,就防辐射纤维的研发方向、生产加工等方面进行了展望。

耐热聚乳酸材料的研究进展

针对工业化生产聚乳酸产品普遍存在力学强度低、韧性差、结晶速度缓慢、结晶度低、耐热性能差等问题,综述了国内外关于提高聚乳酸材料耐热性能的方法及其改性机制,将其总结分为共混改性、链结构改性和结晶改性,其中:共混改性包括聚合物复合改性和填充改性,链结构改性包括共聚改性和交联改性,结晶改性包括添加成核剂改性和加工工艺改性。简要分析了各改性方法的优缺点,重点介绍并讨论了聚乳酸立构复合晶的形成及其影响因素,并对聚乳酸材料的发展方向和前景进行了分析与展望。指出国内外最受青睐的改性方法是通过结晶改性配合加工工艺条件改性进行调控,更高效地改善聚乳酸材料的耐热性能。

基于Mask-RCNN的服装识别与分割

本文提出了一种基于Mask-RCNN和数据集DeepFashion2的服装识别与分割的方法。基于Mask-RCNN的服装识别与分割是基于卷积神经网络的思想,在深度学习框架下通过多线程迭代训练,在ResNet网络中得到目标特征后,再通过RPN和RoIAlign将特征输入不同的全连接分支,最后得到具有优化权重的目标检测模型。在不同场景的服装图像中,该模型可以更快更准确的识别出服装并将其分割。

三元热致变色材料变色机理研究进展

有机可逆三元热致变色材料因其独特的优势,一直是人们研究的热点。文章从物质颜色变化的独特视角出发,整理了三元热致变色材料变色机理的研究成果,总结概括了影响复配物颜色变化的4个重要因素,深入探讨了各个因素对复配物变色的重要作用,有助于加深对热致变色材料变色机理的理解,为热致变色材料进一步的研究和应用提供基础。

植酸铁MOF改性阻燃聚酯的制备及性能研究

以生物基植酸为配体,硝酸铁为金属离子供体,制得金属有机框架材料阻燃剂(Fe-PMOF)。Fe-PMOF呈无定形态,具有较好的热稳定性,热分解温度为390℃。通过熔融共混制得复合阻燃聚酯(Fe-PMOF-PET),SEM结果表明,Fe-PMOF均匀分布于PET基体,无明显团聚;不同Fe-PMOF添加量时,PET的熔融温度基本保持在226℃,即Fe-PMOF的添加对PET的加工性能无显著影响;阻燃测试表明,Fe-PMOF-PET的LOI值为22%,UL-94阻燃等级达V-2;燃烧测试表明,相较于普通PET,Fe-PMOF-PET热释放速率峰值(PHRR)最高下降11%,总热释放量(THR)下降16%,烟释放总量(TSP)下降9.2%,显示出一定的抑烟、阻燃性能;Fe-PMOF-PET的残炭、XPS及TG-IR分析表明,Fe-PMOF的阻燃机理同时存在凝聚相阻燃和气相阻燃。

聚乳酸/驻极体熔喷非织造材料的制备及其性能

为赋予聚乳酸熔喷非织造材料高效的驻极性能和过滤性能,以聚乳酸(PLA)为原料,选用有机氟驻极粉体、电气石和纳米SiO_(2)3种驻极体,分别通过熔融共混法和熔喷纺丝技术制备了PLA/驻极体复合材料和PLA/驻极体熔喷非织造材料,并对其性能进行研究。结果表明:驻极体可显著提高PLA熔喷非织造材料的电荷存储能力,添加质量分数为1%时,PLA/SiO_(2)复合材料的驻极性能最佳,在室温条件下保存6 d后表现静电量仍保持在1.77 kV左右;在32 L/min的气体流速下,PLA/SiO_(2)熔喷非织造材料的空气过滤效率达到78.5%,比纯PLA非织造材料的过滤效率高41%,而纯PLA熔喷非织造材料的过滤效率仅为37.5%;在此基础上,利用硅烷偶联剂改性使纳米SiO_(2)在PLA中均匀分散,可显著提高熔喷材料过滤效率至88.4%,显示出高效低阻的优势,可推动绿色环保聚乳酸材料在空气过滤领域的应用。

静电纺丝导电纳米纤维膜的研究进展

由于具有电导率可调、比表面积大、自支撑、柔性等优点,导电纳米纤维膜材料的研究日益受到关注。静电纺丝技术结合涂层包覆法、超声包覆法、原位聚合包覆法等化学方法是制备导电纳米纤维膜材料最简单、有效的工艺。首先简单介绍了静电纺丝技术,然后按照导电材料的种类对导电纳米纤维膜的制备工艺进行了归纳总结,最后综述了近几年导电纳米纤维膜材料在生物工程、电磁屏蔽防护和柔性传感器等领域的探索进展。

嵌入纳米凹凸棒石的聚丙烯腈纳米纤维膜的制备及吸附性能研究

采用表面改性和共混静电纺丝的方法,将凹凸棒石(ATP)矿物粉体引入到聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜中,制备了一种ATP/PAN多级静电纺丝纳米纤维膜,研究了其吸附Cr(Ⅵ)的性能和机理。实验结果表明:纤维膜对Cr(Ⅵ)的最大平衡吸附量达到162.90 mg/g,吸附率为61.70%,且可分离回收;吸附动力学分析表明该反应符合一级反应模型。此种矿物添加型复合纳米纤维膜解决了矿物粉体吸附剂在吸附水中重金属离子过程中的团聚及难以回收的难题。

非对称结构纤维膜的制备及其热调控性能

为获得在寒冷环境下可通过零能耗的方式使人体保持合适体温的织物,将浸渍法和静电纺丝法相结合,以二维过渡金属碳氮化合物(MXene)、聚多巴胺(PDA)、聚氨基甲酸酯(PU)为原料,棉织物(Fc)为基底,制备了二维过渡金属碳氮化合物黏附聚多巴胺-棉织物(MXene/PDA-C)为亲水层,PU纤维膜为疏水层的非对称结构(PU/MXene/PDA-C)纤维膜复合材料。借助扫描电子显微镜、液态水分管理仪、接触角测试仪、傅里叶红外光谱仪等对所制备的PU/MXene/PDA-C进行表征测试。结果表明:当疏水层静电纺丝时间为15 min时,非对称结构纤维复合膜的单向液体运输能力最好,具有优异的水蒸气透过率,可将人体皮肤的汗液快速导出;此外,MXene赋予非对称结构纤维复合膜出色的光热转化性能,在模拟太阳光照射下,与普通棉织物相比,能够升温约30℃。

竹纤维结构及其性能研究

该文采用红外光谱(IR)、X-射线衍射(X-ray)、差示扫描量热(DSC)等方法对厚壁毛竹、唐竹、茶秆竹、黄金间碧玉竹、慈竹等竹材的化学组成、纤维形态、结晶结构、机械和热性能进行了研究。结果表明:竹材苯醇抽提物含量较木材高得多,木素含量19.1%～25.3%,戊聚糖含量14.9%～22.6%,纤维素含量除厚壁毛竹外均高于50%;慈竹纤维平均长度最长(1.861mm);竹材纤维的长宽比均大于木材,唐竹纤维的长宽比(142)最大。IR、X-ray分析表明,竹纤维结晶体属于纤维素I,茶秆竹纤维的结晶度最大;DSC热分析图谱可作为鉴别各种纤维材料的方法之一。此外,研究了蒸汽爆破处理前后慈竹成分的变化。经过处理后的慈竹,其纤维素含量从50.5%提高到69.2%,纤维素结晶度也有所增加,纤维断裂强度指标满足纺织材料要求,证明蒸汽爆破手段是开发竹纤维复合材料和服用竹纤维的一种有效预处理方法。

溶剂热法制备尼龙66基碳点及其指纹识别、荧光防伪、光线阻挡应用

以尼龙66(PA66)和植酸(IP6)为前驱体、乙酸为溶剂,采用溶剂热法制备了PA66基碳点(66CDs)。利用TEM、FTIR、XPS、荧光光谱对其进行了表征,对其光学性能、离子稳定性和时间稳定性进行了测试,探究了其指纹识别、荧光防伪、光线阻挡的应用。结果表明,将1.6 g PA66、1.1 g IP6加入20 mL乙酸中,于260℃下反应36h,制备的66CDs具有最大荧光强度。66CDs为球形结构,平均粒径4.00nm,表面含有羧基、羟基、氨基等官能团;66CDs的荧光为非激发波长依赖型,最佳激发波长和发射波长分别为360和490 nm,荧光量子产率可达11.69%,其荧光强度不受常见金属阳离子影响,30 d内具有稳定性。由66CDs与水溶性淀粉制备的荧光粉末可用于指纹识别,不仅可将66CDs制成油墨用于荧光防伪,还可将其制成防蓝光膜,用于蓝光防护。

低温等离子体改性效果时效性的研究进展

低温等离子体技术是一种清洁且高效节能的新型材料表面改性技术。该技术在改善材料表面性能的同时,仍可保持本体性能的特色,在材料表面改性方面具有广阔的应用前景。然而,经过低温等离子体处理的聚合物材料的改性效果会随时间发生明显衰减,改性效果存在时效性。概述了时效性的产生机制、表征方法以及克服时效性的方法,重点讨论了聚合物的结构、等离子体处理工艺参数,包括等离子体工作气氛、处理时间、处理功率、放置环境等因素对时效性的影响。

标准FZ/T 73023—2006应用于竹原纤维织物抗菌性的研究

采用最新标准对竹原纤维织物及毛竹竹粉的抑菌率进行了测定.在奎因法和振荡法中,竹原纤维织物对金黄色葡萄球菌(ATCC6538)的抑菌率分别为50.1%和9.0%,对大肠杆菌(8099)的抑菌率分别为75.1%和26.5%,毛竹竹粉的抑菌率均为0.根据新标准评价竹原纤维织物虽有一定的抑菌性,但无抗菌效果,并且毛竹竹粉无抗菌效果.分析认为竹原纤维自身不含有抗菌化学物质,其抑菌性能来源于天然、独特的纤维结构,属于物理抑菌.