高熔融指数聚乙烯的性能分析及熔喷探索

对四种高熔融指数聚乙烯(PE)熔喷专用料的性能进行了表征和分析,研究了不同PE的热性能、非等温结晶性能、热稳定性和结晶性能。结果表明:相比D-PE-390、PE-50,PE-120、PE-735具有更高的结晶度、结晶速率及热降解速度;四种PE的热分解温度都在400℃以上,均能满足熔喷的需求。对PE熔喷料进行了熔喷预试验,研究了温度对熔喷纤维微观形貌及直径的影响,研究发现,在210℃下,熔喷纤维分布均匀且平均直径在2μm以下,与市售熔喷聚丙烯纤维相比有一定优势,在熔喷非织造领域具有潜在应用价值。

基于均三嗪环结构的聚己内酰胺6复合树脂制备及其抗熔滴阻燃特性

针对聚己内酰胺6(PA6)高温氧化诱导分子链断裂产生的持续燃烧和熔体滴落等问题,利用均三嗪环阻燃剂(CFA)的膨胀成炭性质,采用熔融共混方式得到阻燃抗熔滴PA6复合树脂,分析了CFA阻燃剂的成炭性能,研究了添加不同质量分数CFA阻燃剂的PA6复合树脂的阻燃性能与燃烧后残炭的结构及形貌。结果表明:当CFA质量分数为8%时,阻燃抗熔滴PA6复合树脂的垂直燃烧等级达到V-0级,点燃后仅燃烧1 s即熄灭,熔滴滴落1滴;阻燃抗熔滴PA6复合树脂极限氧指数从纯PA6的24.5%提升到33.4%,总烟释放量下降13.3%;受阻燃剂高温残炭量高的影响,随着CFA质量分数的增加,在空气氛围中,残炭量从纯PA6的1.87%提高到4.84%;CFA诱导PA6阻燃机制为气相中的不燃性气体的稀释效应以及凝聚相中炭层的阻隔效应;CFA阻燃剂的加入并未导致PA6拉伸断裂强度下降,反而使其有所提升,CFA质量分数为8%时,PA6复合树脂的拉伸断裂强度提升28.8%。

聚苯硫醚/石墨烯纳米复合纤维的燃烧和炭化行为

为解决聚苯硫醚(PPS)纤维在燃烧过程中热释放和烟释放较高的问题,实现其在热防护服领域的应用,将石墨烯(G)添加至PPS基体中,通过共混造粒与熔融纺丝工艺制备PPS/G纳米复合纤维,对复合纤维的聚集态结构及力学性能进行测试,并研究其燃烧和炭化行为。结果表明:石墨烯可显著提高聚苯硫醚纳米复合纤维的燃烧残炭量及炭层结构的致密性,当石墨烯质量分数达0.3%时,PPS/G纳米复合纤维织物的热释放速率峰值从67 kW/m^(2)降低至28 kW/m^(2);当石墨烯质量分数为0.7%时,总热释放和总产烟量均下降最多,分别降低62%和66%,燃烧性能得到显著改善;且所得复合纤维能够保持更高的断裂强度和断裂伸长率,有望应用于阻燃防护织物领域。

石墨烯改性聚苯硫醚纤维光稳定性及其增强机制

为提高聚苯硫醚纤维的光稳定性,采用熔融复合纺丝技术,制备了一系列聚苯硫醚-石墨烯(PPS-G)纳米复合纤维。表征了氙灯老化处理前后纳米复合纤维的力学性能保持率和熔融行为,探索了石墨烯对纳米复合纤维紫外光稳定性的增强机制。结果表明:老化处理192 h后,随着石墨烯质量分数的提高,纳米复合纤维的力学性能保持率显著增加。当石墨烯质量分数为1.0%时,纳米复合纤维的断裂强度和断裂伸长保持率分别为80.2%和90.6%,相比纯纤维分别提高了23.8%和26.1%;光老化对PPS-G-1.0纳米复合纤维熔点的影响明显减小,纯纤维的熔点下降幅度为7.1℃,而PPS-G-1.0纳米复合纤维熔点仅下降3.0℃;石墨烯对聚苯硫醚纤维的光稳定性具有很好的增强效果。

纳米填料改性聚苯硫醚及其纤维研究进展

聚苯硫醚(PPS)是一种耐高温、耐化学腐蚀、阻燃的高性能材料,其纤维制品可广泛应用于高温过滤、化学防护等领域。通过纳米填料熔融复合技术,可显著提高PPS材料及其纤维的综合性能。详细介绍了国内外纳米填料对PPS及其纤维紫外光稳定性、热氧稳定性、结晶和力学性能、以及耐磨性的改性研究,并进一步分析了纳米粒子对PPS的改性机理。详述了目前PPS纳米复合改性研究的不足,提出相应的解决方案。指出了纳米改性研究首先需要提高PPS纤维的紫外光稳定性、耐热氧化性能和最高使用温度,以扩展PPS纤维的应用范围。综合分析表明,PPS纤维的纳米改性研究仍处于起步阶段,需深入对不同形貌、尺寸纳米填料复合改性及纳米复合纤维成形机理的研究,并拓宽其研究范围。

智能纤维开发的三条路径

当前,在基础研究领域,中国的智能纤维研究与世界水平并行,因此智能纤维是中国纤维产业实现"从大到强"的一个良好契机,是破除国外对中国先进纤维垄断的一个强有力手段。了解以储能纤维、光热转换纤维和变色纤维为代表的结构功能一体化智能纤维的结构设计与服役机制.有助于实现对材料结构、多元材料复合、材料界面的优化.实现高效率的能量转换,以获得性能优异的智能纤维与织物。

聚乳酸阻燃改性研究进展

聚乳酸是目前最具前景的生物基可降解材料之一,具有诸多优点而被广泛应用于生物医疗与家纺服饰等领域。然而,聚乳酸材料仍存在着易燃烧的不足,限制了其在阻燃要求较高领域的应用与发展,因此聚乳酸阻燃改性迫在眉睫。为更好地掌握聚乳酸阻燃改性现状与发展趋势,本文首先简要介绍了聚乳酸的燃烧过程与阻燃机理,为聚乳酸阻燃改性提供了理论指导。其次,全面综述了聚乳酸阻燃改性的最新进展,包括物理共混、化学共聚与表面修饰等方法,重点阐述了聚乳酸物理共混阻燃改性现状,同时分析总结了不同添加型阻燃剂的优缺点。最后,结合聚乳酸结构特点与阻燃材料发展态势,提出绿色环保、多功能性、高效稳定等阻燃聚乳酸材料将成为未来发展趋势。

聚酯/二氧化硅/橙活性成分改性纤维的制备及其性能

为解决天然活性成分改性聚酯纤维生产过程中,天然成分不耐高温易损失导致功能下降的问题,通过分子巢技术将超临界CO_(2)萃取获得的橙活性成分装载入介孔SiO_(2)载体中,进而制备具有良好抑菌、抗病毒效果的聚酯/二氧化硅/橙活性成分改性纤维。对改性纤维的形貌结构、化学结构、力学性能、活性成分含量、抗菌性能和抗病毒性能等进行测试与分析。结果表明:制备的介孔SiO_(2)的尺寸为(100±5)nm,比表面积为729.7 m^(2)/g,平均孔径为2.55 nm;聚酯/二氧化硅/橙活性成分改性纤维的断裂强度为3.22 cN/dtex,纤维中橙活性成分柚皮甙含量为(0.41±0.05)mg/kg,抑菌率大于或等于91%,抗病毒率大于或等于99%,均显著优于普通聚酯纤维(p<0.01)。

聚对苯二甲酸异山梨醇/乙二醇共聚酯及其熔纺纤维性能

通过三元共聚将生物基异山梨醇(Is)引入到聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的分子链中,制备了系列聚对苯二甲酸异山梨醇/乙二醇共聚酯(PEIT)。进一步熔融纺丝获得了PEIT纤维。利用核磁共振波谱仪、凝胶渗透色谱、差示扫描量热仪、热重分析仪、X射线衍射仪及纤维强力仪分析研究了PEIT共聚酯的结构和性能。结果表明,Is刚性单元显著提高了PEIT的玻璃化转变温度(T g),保持了共聚物良好的热稳定性;同时破坏了分子链的规整性,使其结晶度有所降低。PEIT具有良好的可纺性,Is摩尔分数为5%时,PEIT纤维具有优异的力学性能,断裂强度较PET纤维增加了45%;仅当Is摩尔分数高于40%时,可拉伸性下降。

石墨烯对聚苯硫醚非等温结晶行为的影响研究

通过熔融共混法制备了聚苯硫醚(PPS)/石墨烯(G)复合材料,采用扫描电子显微镜、差示扫描量热仪研究了PPS/G复合材料的断面形貌及非等温结晶过程,利用莫志深方程、Dobreva方程和Kissinger方程分析了非等温结晶动力学行为。结果表明:石墨烯质量分数低于0.5%时,其在PPS基体中具有较好的分散性;石墨烯起到了异相成核作用,使PPS/G程、Dobreva方程和Kissinger方程则进一步验证了石墨烯的引入促进了PPS/G复合材料的结晶。

截面形状对聚酰胺6/石墨烯复合纤维性能的影响

通过母粒共混熔融纺丝法制备了圆形、三角形和十字形截面的聚酰胺6/石墨烯复合纤维。采用光学显微镜观察了纤维的截面形貌并计算其异形度,采用负离子测试仪、远红外发射率测试仪、恒温恒湿干燥箱表征了不同截面纤维的负离子释放性能、远红外辐射性能和纤维吸湿及其干燥速度。研究表明:圆形、三角形和十字形截面纤维的异形度分别达到6.31%、34.80%和58.29%。相对而言,异形度增大,会明显影响纤维的负离子释放浓度、吸湿速度及干燥速度,其中十字形截面纤维的负离子释放浓度最高达到1 820个/cm^3;另一方面,异形度的变化不会对纤维远红外辐射能力产生明显的影响,其远红外发射率在0.90~0.93,远红外辐射温升约为1.70℃。

PPS/Fe_(2)O_(3)复合材料的燃烧行为研究

聚苯硫醚(PPS)因性能优异和性价比优势有望开发为热防护织物,但在其燃烧过程中,因为剧烈的热降解反应导致交联炭化效率低,故炭层疏松,从而引起热释放和烟释放高,限制其在相关领域的应用发展。针对上述问题,采用双螺杆挤出机以熔融共混的方法引入Fe_(2)O_(3)纳米粒子,研究其对PPS基体燃烧行为和炭层结构的影响,为热防护织物的开发奠定基础。结果表明:Fe_(2)O_(3)纳米颗粒能够较好分散于PPS基体中;Fe_(2)O_(3)的引入显著改善了PPS的燃烧热释放和烟释放性能,其机制在于Fe_(2)O_(3)促进了炭层结构向致密态和高石墨化转变。

基于ZigBee技术的海运冷藏集装箱实时监测系统设计

冷藏集装箱作为药品、保鲜食品等冷冻冷藏货物的重要运输工具,在运输过程中内部环境易发生变化而造成货物腐坏,给企业财产带来严重损失。针对如何准确有效对在途冷藏集装箱内部温湿度进行实时监测的问题,利用多传感器数据融合理论对传输数据进行多级处理,并基于北斗卫星通讯技术构建远程监测系统,然后综合考虑了箱、船、岸等各个节点数据收集与传递的客观需求,构建了基于ZigBee技术的海运冷藏集装箱实时监测系统。该系统使得温湿度数据更具有科学性和可靠性,也提高了远程监测的及时性,对保障远洋运输的安全可靠有重要意义。

抗扭连杆支架摩擦性能的试验研究

汽车发动机抗扭连杆支架的连接可靠性影响汽车行驶中的乘坐舒适性、车身稳定性以及操控稳定性。影响其连接可靠性的主要因素是紧固连接处的摩擦性能。通过试验分别测试了3个试样的摩擦因数。试验结果表明:3个试样的摩擦因数实测值分别为0.27、0.30、0.33,大于其摩擦因数的评定值0.22,符合评定标准且该试验工装夹具及安装设计能够达到试验标准。

连续波中频电疗对伊犁马1200 m速度赛后血气指标的影响

【目的】研究连续波中频电疗对伊犁马赛后疲劳恢复的影响,分析对伊犁马运动后血气指标的变化规律,为伊犁马赛后疲劳恢复提供数据支撑。【方法】10匹伊犁马测试赛后,分别以1,1.5,2 mA的中频电疗对马匹赛后疲劳恢复。7 d为1个周期,每个周期的第7 d对赛前、赛后即刻、赛后30 min进行血液样本采集,统计分析血气指标数据,研究不同电疗强度对伊犁马赛后疲劳恢复的效果。【结果】4个试验组测试赛后,pH、PCO_(2)、cSO_(2)、Ca 2+、Glu、Crea各组间存在差异性。pH中频电疗2 mA组显著低于未处理组(P<0.05);PCO_(2)中频电疗2 mA组显著高于未处理组(P<0.05);cSO_(2)中频电疗1.5 mA组显著低于未处理组(P<0.05);Ca 2+中频电疗1.5 mA组极显著高于中频电疗2 mA组(P<0.01),显著高于未处理组(P<0.05);Glu中频电疗2 mA组极显著高于中频电疗1 mA组,中频电疗1.5 mA组和未处理组(P<0.01);Crea中频电疗1 mA组极显著低于中频电疗2 mA组(P<0.01),显著低于未处理组(P<0.05),中频电疗2 mA组显著高于中频电疗1.5 mA组(P<0.05)。【结论】电疗强度1.5 mA对Ca 2+和Crea的调节能力较强,可作为马匹赛后疲劳恢复的一种方法。

异相成核和拉伸诱导对生物基PHBV复合纤维结晶结构与力学性能的影响

采用熔融纺丝法制备了聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)/二硫化钨(WS_2)复合纤维.利用示差扫描量热仪(DSC)、热台偏光显微镜、二维广角射线衍射仪(2D-WXRD)、纤维强力仪研究了WS_2异相成核作用和牵伸诱导作用对纤维的结晶结构和力学性能的影响.研究表明,WS_2显著提高了PHBV的结晶温度,当使用2 wt%WS_2时,复合材料的结晶温度提高到115~130oC,比纯PHBV(99~105oC)提高了约25oC.WS_2不仅没有影响PHBV球晶的径向生长速率,且明显提高了PHBV/WS_2复合材料的晶核密度,熔体成核活性Φ由1.0降低为0.49.随着牵伸倍率和WS_2用量的增加,纤维的拉伸强度呈现出先增加后减小的趋势.当添加1 wt%WS_2并采用单向牵伸3.8倍时,纤维中的晶体取向产生了β晶结构,使复合纤维的拉伸强度由纯PHBV的37 MPa提高至155 MPa,断裂伸长率由2.4%增加至45%.

典型高分子纤维发展回顾与未来展望

高分子纤维作为发展国民经济的基础材料、国防军工的战略材料、新兴产业的前沿材料,其产品内涵与应用领域正在不断拓展.本文首先简要介绍了国内外高分子纤维材料的发展简史,其依次经历了天然纤维、人造纤维、合成纤维(差别化、功能化、高性能等纤维)等发展阶段.其次,结合本课题组相关工作重点阐述了通用型聚酯纤维、高性能聚苯硫醚纤维以及生物质聚乳酸纤维等典型高分子纤维材料的研究进展,包括发展历程、制备方法、性能优化、应用领域等内容.最后,展望了高分子纤维材料的发展趋势,我们认为基于材料、信息、生物、机械等学科交叉融合与技术突破,具有多材料、多结构、多功能的绿色、超性能、智能纤维材料将成为未来发展方向.