耐用多功能光热阻燃织物的制备及应用

为制备日间可自加热且防火性能优异的多功能光热阻燃织物,采用聚多巴胺修饰的芳砜纶非织造布作为亲水基材,Fe_(3)O_(4)作为光热功能材料,聚磷酸铵(APP)作为阻燃功能材料,通过浸渍将共沉淀法制备的Fe_(3)O_(4)微球借助黏性聚磷酸铵对其包裹功能涂层得到多功能阻燃光热织物。借助扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、时间-温度曲线以及点燃实验对光热阻燃织物的结构和性能进行表征,并观察织物在酸碱溶液放置后的形态以表征阻燃光热织物的耐用性。结果表明,光热阻燃织物在保持良好柔韧性的情况下,兼具Fe_(3)O_(4)优异的光热性能和APP的阻燃性能,在日间可升温至60℃以上,初遇火焰时难燃,12 s后离开火源织物自熄,并且在酸碱环境下仍保持良好的形态及耐用性。

动态线纺聚乙烯醇/海藻酸钠纳米纤维膜的制备

为了实现静电纺纳米纤维产量化的制备,使用自主设计的无针式动态线性电极静电纺丝机制备聚乙烯醇(PVA)/海藻酸钠(SA)(AP)纳米纤维膜。采用扫描电子显微镜(SEM)研究PVA/SA配比、收集距离和纺丝电压对纤维形貌及直径分布的影响。结果表明,PVA/SA配比对纤维形貌影响最大,随着SA含量降低,溶液牵伸顺利;在此基础上随着距离增加,纤维形貌逐渐改善但不匀率有所增加。当7.5%PVA与2%SA按体积比9∶1共混时,所得纤维形貌及直径分布最佳,最佳纺丝电压和距离分别为75 kV和25 cm,纤维平均直径为(187±44)nm,产量可达2.5 g/h。为AP纳米纤维膜的规模化制备提供了参考。

玄武岩机织增强热黏合抗穿刺鞋中底基材的力学性能

为提高鞋中底基材的抗穿刺性与柔韧性,降低成本,通过玄武岩基机织物增强和热压加固的工艺制备抗穿刺鞋中底基材,分析了低熔点聚酯纤维比例对鞋中底基材拉伸、顶破和静态穿刺头A、B、C性能的影响。结果表明:随着低熔点聚酯纤维(LMPET)含量的增加,抗穿刺强力先增强后逐渐减弱;当低熔点纤维含量为30%时,鞋中底基材的拉伸载荷为793.6 N(未热压)和759.9 N(热压),顶破载荷为445.5 N(未热压)和767.9 N(热压);鞋中底基材对不同形状的穿刺头的平均静态抗穿刺力分别为329.0 N(未热压)和392.4 N(热压);热黏合加固对顶破和抗穿刺性能的提升效果显著。

蒸馏水含量对三明治结构硬质聚氨酯泡沫性能的影响

采用异氰酸酯、聚酯多元醇、发泡剂(水)等原料通过一体发泡成型技术制备出一种新型的三明治泡沫夹心复合材料。利用热重分析、扫描电子显微镜等对不同水含量(质量分数分别为0、0.5%和1.0%)的硬质聚氨酯泡沫材料的泡孔直径、密度、热导率、压缩性能、三点弯曲和热力学性能等做了研究,进而确定提高硬质聚氨酯性能的最佳工艺。结果表明,随着水含量的增加,硬质聚氨酯泡沫材料泡孔直径增大,密度变小,热导率降低,保温性能提高,而压缩性能和三点弯曲却呈下降趋势;综合考虑硬质聚氨酯泡沫材料泡孔结构和良好的保温隔热及弯曲等力学性能,其最佳含水量为0.5%。

用低温界面聚合法制备多功能核壳结构热电织物

为制备导电率高且柔性的多功能热电织物,采用低温原位聚合法制备了对甲苯磺酸离子掺杂聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT∶Tos)包覆聚丙烯纤维的核壳结构热电织物。借助扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、红外热成像仪对热电织物的结构和性能进行表征与分析。结果表明:热电织物兼具织物优异柔韧性和PEODT∶Tos良好的导电性,电导率可达2.1 S/cm;当在热电织物两端施加10 V的电压时,其表面温度提高近20℃,具有良好电热性能,可将电能有效地转化为热能;由热电织物所构建的热电转化装置处在温差为20℃的温度梯度场中时,可持续输出0.3 mV的电压。

Bi_(2)WO_(6)/PVA光催化氧化As(Ⅲ)的性能和机制

使用水热法制备出Bi_(2)WO_(6)材料,通过静电纺丝法将其负载在聚乙烯醇(PVA)上,得到Bi_(2)WO_(6)/PVA复合材料。在可见光照射下,相比于纯PVA,14%Bi_(2)WO_(6)/PVA复合材料对As(Ⅲ)的氧化显示出较高的光化学活性。在最佳条件下[pH=10.0、Bi_(2)WO_(6)质量分数为14%、As(Ⅲ)质量浓度为3mg/L],反应120min后,As(Ⅲ)氧化率为47.45%。此外,Bi_(2)WO_(6)/PVA材料重复使用4次后,As(Ⅲ)的氧化率仍可达到37.38%。抑制剂试验表明,Bi_(2)WO_(6)/PVA可见光下氧化As(Ⅲ)的活性物质主要为空穴(h+)和超氧自由基(O_(2)^(-)·)。

Mn^2+/Fe^2+和SO3^2-/Fe^2+均相体系光降解罗丹明B研究

通过构建Mn^2+/Fe^2+和SO3^2-/Fe^2+两种均相光催化体系,并以罗丹明B(RhB)为模拟污染物评价它们的光催化性能。结果表明,SO3^2-的存在会抑制催化体系的催化氧化活性,SO3^2-/Fe^2+体系的速率常数(0.0203min-1)仅为UV/Fe^2+体系(0.0681min-1)的29.81%;而Mn^2+/Fe^2+体系表现出优异的氧化活性,且当溶液pH=4.0,Fe^2+和Mn^2+浓度分别为0.5mmol/L和0.03mmol/L时,RhB降解率达到100%,速率常数为0.1207min-1。此外,清除剂实验表明,Mn^2+/Fe^2+体系活性物质主要为·OH。

电发热针织物制备及性能研究

采用并捻机将凉感纱、竹炭纱按不同捻度分别与锗纱进行合股,并通过花式捻线机将合股纱线分别与不锈钢丝进行包缠,获得10种复合导电纱线,探讨纱线并捻捻度参数对复合导电纱性能的影响,实现复合导电纱线的结构优化。选用两种最优参数的复合导电纱,以碳纤维为衬纬纱,织造两块满针1+1罗纹组织电发热织物,并对织物进行热性能测试分析。结果表明:试样5和试样9复合导电纱的毛羽数量最少,力学性能较好;复合导电纱的包缠结构对纱线电阻和抗菌性有一定影响;试样5和试样9均有较强的抗菌性,织物表面均能够升温;通过试验比较,试样5的综合性能最好,实用价值最高。

Cu/MCC纳米纤维金属包芯纱在电磁屏蔽中的应用

采用共轭静电纺丝方法,将微晶纤维素纳米纤维(MCC)包裹在经等离子体处理的铜丝表面(Cu),形成纳米纤维金属包芯纱(Cu/MCC),其可有效屏蔽环境中的电磁波。微晶纤维素纳米纤维作为环保材料,吸湿透气,绿色无污染;同时具备强度高、比表面积大、尺寸小等纳米特性。研究发现:微晶纤维素纳米纤维紧密包覆在铜丝表面,纤维直径为0.7~1.8μm;包芯纱的断裂强力平均可达198 cN。经电磁屏蔽测试仪测定,包芯纱织成的织物电磁屏蔽性能最高可达48 dB,屏蔽效能较好,可有效预防中、低频电磁辐射。试验证明,Cu/MCC纳米纤维金属包芯纱具有良好的力学性能和电磁屏蔽性能。