碳纳米管/聚合物温差发电复合纺织材料的制备及其性能

为得到一种新型的柔性可穿戴温差发电织物,通过聚(3,4-乙烯二氧噻吩)与聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)将碳纳米管(CNTs)均匀分散,采用浸渍-烘干法,制备CNTs/PEDOT/PSS温差发电复合材料。借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪表征了该温差发电复合纺织材料的表面形貌和结晶情况,测试了不同质量分数CNTs下的Seebeck系数、电导率和热导率,通过计算热电优值讨论了其热电性能,并研究了透湿性、折皱回复性等服用性能。结果表明:随着CNTs质量分数的增加,Seebeck系数和电导率增大,热导率保持在较低的水平,热电优值增加,热电性能逐渐增强,透湿性稍有下降,折皱回复性得到提高;在CNTs质量分数为0.4%时,热电优值达到2.99×10^(-9)。

K_(2)CO_(3)/KOH协同醇解废弃涤纶纺织品及其制备再生DMT的研究

废弃涤纶纺织品囤积量逐年上升,而对废弃涤纶纺织品的综合利用回收率却较低。化学法回收中乙二醇醇解-甲醇酯交换法是一种回收废弃涤纶纺织品的方法,然而乙二醇醇解-甲醇酯交换工艺过程中存在对苯二甲酸双羟基乙酯(BHET)单体产率低、低聚物含量高的问题。文章采用K_(2)CO_(3)/KOH协同醇解废弃涤纶纺织品,并结合响应面法优化了醇解工艺参数,通过甲醇酯交换法制得再生对苯二甲酸二甲酯(DMT),研究了K_(2)CO_(3)/KOH协同醇解对乙二醇醇解-甲醇酯交换产物的影响。结果表明,随着KOH添加量的增加,醇解产物中BHET含量呈现先增加后下降的趋势。当KOH的添加量达到2%时,BHET含量达到最高70.2%。同时,优化后的醇解工艺参数为:反应温度210℃、反应时间120 min、K_(2)CO_(3)质量分数2.0%、KOH质量分数2.4%。此时BHET的收率为73.1%;醇解产物与甲醇酯交换得到再生DMT产率为80.1%,通过减压升华纯化后得到再生DMT含量高于99%以上。

基于再生对苯二甲酸二甲酯制备阻燃聚酯纤维

文中以再生对苯二甲酸二甲酯(r-DMT)和乙二醇(EG)为原料、以2-羧乙基苯基次磷酸(CEPPA)为阻燃剂,采取共聚合的策略合成了阻燃再生聚对苯二甲酸乙二醇酯(rFR-PET)切片,并通过熔融纺丝技术制备了83 dtex/36 f规格的阻燃再生聚酯纤维。研究发现,CEPPA的引入使得聚酯的缩聚变得困难,阻燃再生PET相较于未改性的再生PET端羧基含量增大、二甘醇含量降低、亮度L值下降、黄蓝色度b值增大、热稳定性和结晶性下降。通过极限氧指数(LOI)测试和垂直燃烧性能(UL-94)分析得知,再生PET经阻燃改性后,LOI值由22.1%提高至32.7%,UL-94垂直燃烧等级从V-2级提升至V-0级,阻燃性能大幅提升。阻燃再生PET切片可纺性优异,通过熔融纺丝工艺制备的纤维具有良好的力学性能。为利用r-DMT开发下游高值化再生聚酯材料提供了有益参考。

聚醚酯弹性纤维的制备及其结构与性能

为研究牵伸倍数及热定形温度对聚醚酯弹性纤维性能的影响,采用卧式微量单孔挤出机制备了聚醚酯初生纤维及其牵伸丝。采用X射线衍射仪、声速取向仪、电子单纱强力机、纱线强伸度仪等对纤维的结晶结构、取向结构、力学性能、回弹性和收缩性能进行测试与分析。结果表明:当热定形温度为100℃时,随着牵伸倍数的增加,聚醚酯弹性纤维的结晶度、取向度、沸水收缩率和干热收缩率均呈上升趋势,断裂强度由1.44 cN/dtex增加至2.68 cN/dtex,断裂伸长率由179.9%下降到31.0%,在牵伸5倍时定伸长20%的弹性回复率可达到96.2%;当牵伸5倍时,随着热定形温度的升高,聚醚酯弹性纤维的结晶度增加,取向度、沸水收缩率及干热收缩率呈下降趋势,断裂强度与弹性回复率变化不大,断裂伸长率先升高后降低,热定形温度为140℃时的断裂强度达2.49 cN/dtex,定伸长20%的弹性回复率达到96.6%。

超高强型超高分子量聚乙烯纤维多级热拉伸过程中的蠕变行为

蠕变行为是限制超高强型超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维应用领域的关键因素。为研究超高强型UHMWPE纤维在多级热拉伸过程中的蠕变行为,以工业生产线上不同热拉伸倍率纤维为样品,采用二维广角X射线衍射仪、万能试验机和化纤高强丝蠕变性能测试仪,表征纤维在热拉伸过程中的凝聚态结构、力学性能和蠕变行为。分析了不同温度、应力下纤维蠕变率的变化规律,以及蠕变大小与纤维结构和力学性能的相关性。结果表明:随着热拉伸的分级进行,纤维的结晶和取向度分别可达88.97%和0.973,同步改善了纤维的力学性能和抗蠕变性能。当测试温度低于70℃时,纤维蠕变不明显;随着施加应力的增加,蠕变表现出快速增加和缓慢增长两个阶段,两个阶段的转变时间点随着温度和施加应力的增加而缩短。但当温度达到90℃时,纤维的蠕变呈现不断加速的结果,施加应力越大,后期的蠕变加速度也越大。当纤维发生10%的蠕变后,其断裂强力得到提高,而当蠕变超过20%时,力学性能转而变差。

并列复合中空卷曲抗菌再生聚酯短纤维的制备及性能

为实现废弃聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的循环再生与升级利用,以废弃PET泡料为原料,制得特性黏度为0.78 dL/g和0.65 dL/g的再生聚酯(r-PET)切片,选用F220A(主要成分为纳米ZnO)和100B(季铵盐型抗菌剂)两种抗菌改性剂,经熔融并列复合纺丝和后整理技术得到两类并列复合中空卷曲抗菌r-PET短纤维。优化了抗菌r-PET短纤维的生产工艺参数,并对其性能进行测试分析,结果表明:在计量泵频率44~46 Hz、纺速1050~1200 m/min、总牵伸倍数3.33倍的条件下,两类抗菌r-PET短纤维均具有良好的可纺性,其中空度接近20%,卷曲数为5个/25 mm;抗菌剂F220A与r-PET可实现热力学互容,且作为基体异相结晶成核剂,有效促进了r-PET结晶;两类抗菌r-PET短纤维对金黄葡萄球菌、大肠埃希菌及白念珠菌的抑菌率均高达99.00%,抗菌效果优异。

在线衍生HPLC快速测定聚酯纤维中TPA与IPA的含量

聚酯纤维在氢氧化钾-乙醇溶液中解聚,解聚液用水定容后采用在线衍生高效液相色谱法(HPLC)分析苯二甲酸,建立了快速测定聚酯纤维中对苯二甲酸(TPA)与间苯二甲酸(IPA)含量的方法。结果表明:聚酯纤维在65℃氢氧化钾-乙醇溶液中振荡处理35min后完全解聚;在190~360nm检测波长范围内,TPA和IPA的最大吸收波长分别为196、212nm,次吸收波长分别为241、220nm,流动相为乙腈-水(0.1%甲酸,V_(乙腈)∶V_(水)=15∶85)时的保留时间分别为6.038、7.776min;TPA和IPA的检出限分别为0.50、1.58mg/L,加标回收率高,相对标准偏差小。该方法样品前处理简单,分析快捷,结果可靠。

竖直降液膜流动在反应工程中的应用

竖直元件上的降液膜流动由于具有传热传质系数高、气液接触面积大和表面更新速度快等优点,因而在化工和聚合反应工程上有着广泛应用。本文综述了竖直降膜元件上液膜流动的实验研究、理论分析和数值模拟,分别介绍了低黏流体降液膜流动在气体吸收与化学反应等方面的应用和高黏流体降液膜流动在涂覆与聚合物脱挥等聚合物加工中的应用情况。总结表明,目前对于低黏流体在竖直元件上的降液膜流动研究已较为成熟,而高黏流体降液膜流动的大部分研究仅着重于其成膜性能上。最后分析了降液膜流动的研究趋势,指出涉及热质传递与化学反应耦合的高黏流体在竖直结构上的降液膜流动是今后的重点研究对象。

涤纶工业丝液相增黏技术的研发

通过比较卧式和立式增黏反应器对聚酯液相增黏反应的影响,自主设计研制了生产能力为29 t/d的立式液相增黏反应器;将聚酯切片螺杆加热熔融后的熔体进行增黏反应,探讨了液相增黏工艺条件,并对比分析了液相增黏与固相缩聚后纺制的涤纶工业丝的性能。结果表明:聚酯液相增黏后的熔体特性黏数达1.05 dL/g,b值小于3,端羧基浓度约25 mol/t;增黏后的熔体进行直接纺丝,生产的涤纶工业丝的各项性能指标均能达到固相缩聚熔融纺丝工艺的同等水平,断裂强度为8.33 cN/dtex,断裂伸长率为15.4%;液相增黏技术具有设备投资省、能耗和运行成本低等特点。

不同牵伸倍率下聚酯复合纤维的微观结构与性能

为研究聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚对苯二甲酸丙二醇酯(PET/PTT)并列型复合纤维制备工艺与其结构及性能之间的关系,借助二维广角X射线衍射仪、差示扫描量热仪等对未牵伸以及2.35~3.35倍牵伸纤维的结晶取向性能、热性能、力学性能以及卷曲性能进行测试与分析。结果表明:随着牵伸倍率的增加,PET/PTT复合纤维内部单组分结晶度变化有所差异,PET组分结晶度由43.04%增至45.73%,但PTT组分的结晶度几乎不变,其取向度由82.3%增大至89.2%,然后保持稳定,说明牵伸诱导取向达到饱和;同时,取向度的增大也导致PET/PTT复合纤维的弹性模量由16.8 cN/dtex增加到23.1 cN/dtex,断裂强度由2.9 cN/dtex增加到3.5 cN/dtex,但断裂伸长率由52.6%下降到38.6%;牵伸倍率的增加导致双组分纤维结构差异明显,使复合纤维的卷曲性能更加优异。

纳米微晶纤维素的制备、改性及其在纸张阻隔涂布中的应用

以微晶纤维素（MCC）为原料,基于酸水解法制备了纳米微晶纤维素（NCC）.随后,在水/二甲基亚砜反应体系中,以2,3-环氧丙基三甲基氯化铵（GTMAC）为阳离子醚化剂对 NCC进行改性得到了阳离子化的纳米微晶纤维素（CNCC）.最后,对NCC、CNCC在纸张阻隔涂布中的应用进行了初步探讨.实验结果表明,NCC 呈棒状结构,粒径10～80 nm,长度＜400 nm,其水相分散液在光照下呈现特殊的蓝光效应.通过氮元素分析法,测得CNCC的取代度为4．1％；FT-IR、XRD 分析结果确证了 NCC 被成功改性；TEM、TG 分析结果表明,与 NCC相比,CNCC具有较好的分散性和热稳定性.初步应用结果表明,相对于 NCC,CNCC 对涂布纸阻隔性能改善效果较为明显,且当添加量为0．2％时效果最佳,与零添加的涂布纸相比,透气度下降了22．4％,吸水性降低了34．4％.

PLA/苎麻与PVA/苎麻复合材料的制备及其力学性能研究

采用碱-硅烷偶联剂表面复合改性处理,以苎麻织物作为增强材料,分别以聚乳酸(PLA)和聚乙烯醇(PVA)为基体,经过层合热压制备出环保的苎麻织物增强复合材料,对其进行拉伸、弯曲测试,并用SEM进行表征。结果表明,PLA/苎麻、PVA/苎麻复合材料拉伸强度、弯曲强度相比未经表面改性处理复合材料,其提高幅度分别为44.42%、31.45%、35.88%、18.47%。PLA/苎麻、PVA/苎麻增强复合材料纬向拉伸强度和弯曲强度大于经向;SEM结果表明:改性处理后,苎麻纤维表面干净、杂质少,复合材料的界面结合效果较好。PLA基体相较于PVA对苎麻的浸润效果较好。拉伸断裂方式均为韧性断裂,断口参差不齐。

高低黏PET并列复合纤维的制备与性能

以两种不同特性黏度的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为原料,利用复合纺丝技术,一步法制得并列复合全拉伸丝(FDY)。采用声速法、差式扫描量热法等测试手段,分析了纺丝、热定形工艺对并列复合FDY的声速取向因子和结晶度下降,断裂伸长率增大,断裂强度减小,纤维的卷曲性能变好;随着热定形温度的升高,纤维的声速取向因子和结晶度增大,断裂强度提高,纤维的断裂伸长率和卷曲性能下降。

涤纶工业丝熔体直纺生产技术的研发

采用液相增黏聚酯熔体,开发了200 kt/a涤纶工业丝熔体直纺生产技术,探讨了高黏熔体输送和大容量多头重旦纺丝等工艺,并与固相缩聚切片纺进行了对比分析。结果表明:涤纶工业丝熔体直纺技术省去了冷却切粒、固相缩聚、熔融挤出等工序,工艺流程紧凑,提高了生产效率,比固相缩聚熔融纺丝设备投资减少44.3%,生产能耗下降32.46%;生产的各种规格的涤纶工业丝质量指标符合国家标准GB/T16604—2008。

乙二醇/二甘醇联合醇解废聚酯及其产物分析

探索了乙二醇/二甘醇联合醇解废聚酯(PET)工艺,并对醇解产物的性能进行了表征。结果表明:废PET与总二元醇质量比1∶2~1∶3、二甘醇(DEG)物质的量分数10%(占PET结构单元)、反应温度200℃、催化剂质量分数0.1%、反应时间1~1.5 h为高效的醇解反应条件。通过DSC、TG、FTIR、^(1)H NMR等测试手段对醇解产物进行了分析表征,得出分离提纯后的醇解产物为对苯二甲酸双羟乙酯(BHET)。

AgNPs-醋酸纤维素纳米纤维的制备与抗菌性能

采用静电纺丝的方法,并结合紫外还原技术,成功制备了Ag纳米颗粒(AgNPs)-醋酸纤维素(CA)纳米纤维。重点研究了溶剂和AgNO3浓度对纤维形貌和AgNPs的分散性及粒径的影响。结果表明:丙酮、DMAc和水(质量比为7∶2∶1)的混合溶液是纺制AgNPs-CA纳米纤维的合适溶剂,在该溶剂体系下,静电纺丝状况较好,AgNPs的尺寸和分布也较理想;随AgNO3添加量的增加,纳米纤维的直径降低,纤维上AgNPs的数量增加;当AgNO3质量分数为0.5%时,AgNPs-CA纳米纤维对金黄色葡萄球菌和大肠埃希菌都具有很好的抗菌效果。

陶瓷纤维含量和组织对织物远红外性能的影响研究

探讨了陶瓷纤维的含量和不同的织物组织对机织物远红外功能的影响。经纱采用普通涤纶长丝,纬纱采用远红外涤纶长丝和普通涤纶长丝,设计并制织以不同投纬比和不同组织的两个系列机织物,并测试各个织物的远红外发射率。结果表明:相同组织不同投纬比的机织物,机织物的远红外发射率随着陶瓷纤维含量的增高而增大;投纬比相同组织不同的机织物,织物组织对机织物的远红外发射率有一定影响,双层组织远红外发射率最高;在单层组织中平纹组织的远红外发射率相对斜纹和缎纹略高,织物远红外发射率随着织物组织枚数的增大而减小。

联合超高效聚合物色谱和激光光散射法的聚酯分子质量及其分布测定

将超高效聚合物色谱-多角度激光光散射仪(APC-MALLS)联用建立了一种新型测试聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)分子质量及其分布的方法,确定了含三氟乙酸钠的六氟异丙醇(HFIP)作为溶剂和流动相的测试体系;并通过优化样品浓度、流动相流速等测试条件获得了不同特性黏度PET样品的分子质量及其分布。结果表明,所建立的测试方法无需用标准样校正即可获得样品的分子质量,比传统凝胶渗透色谱(GPC)测试方法速度提高4倍以上,重复性实验结果误差小于2%。实验测得特性黏度为0.685、0.884、1.038 d L/g的样品数均分子质量分别为22 700、32 000、41 600,分子质量分布分别为1.62、1.56、1.55。

大豆蛋白纤维交织物的保健性能研究

为探明纬纱中大豆蛋白纤维含量和织物组织对织物的负离子、抗紫外线和远红外性能的影响,文章以涤纶丝作为经纱原料,大豆蛋白纤维与黏胶纤维作为纬纱原料,试织了两个系列共14种不同规格的织物试样。其中,9组为大豆蛋白纤维含量不同而组织相同的试样,5组为大豆蛋白纤维含量相同而组织不同的试样,并测试了14组试样的负离子、抗紫外线和远红外发射性能。结果表明:织物的负离子发生量、抗紫外线性能与远红外发射率随着大豆蛋白纤维含量的增加而显著增强;蜂巢织物的负离子发生量和远红外性能最好,抗紫外线性能最差;经过模糊综合分析,八枚纬缎是负离子、抗紫外线和远红外三者综合性能最佳的试样。

抗菌改性聚酯纤维混纺机织面料的抗菌性能

选用抗菌改性聚酯纤维,分别与黏胶纤维按50/50、60/40、70/30混纺比进行混纺,与竹浆纤维和天丝按60/40混纺比进行混纺,得到5种含有抗菌改性聚酯纤维的混纺纱。随后,将这5种混纺纱作为经纬纱线制织成11种机织面料试样,采用振荡法对面料试样进行测试对比分析,探究纤维原料、纤维含量与面料抗菌性能之间的内在关联,获得具有较优抗菌性能的机织面料试样,为后续开发抗菌机织面料提供理论依据。结果表明,抗菌改性聚酯纤维与黏胶纤维按60/40比例进行混纺的纱线,制织得到的抗菌面料为较优抗菌面料组分。