n-C_(20)@TiO_(2-x)相变微胶囊及其调温羽绒的制备与性能

通过溶胶-凝胶法制备了以二氧化钛(TiO_(2))为壳材、正二十烷(n-C_(20))为芯材的相变微胶囊n-C_(20)@TiO_(2),利用水合肼(N_(2)H_4·H_(2)O)溶液对其外壳TiO_(2)进行还原反应得到了微胶囊n-C_(20)@TiO_(2-x),随后以水性聚氨酯(WPU)为介质,将羽绒(DF)与n-C_(20)@TiO_(2-x)结合制得蓄热调温羽绒n-C_(20)@TiO_(2-x)/DF.采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和差示扫描量热仪(DSC)等对相变微胶囊及n-C_(20)@TiO_(2-x)/DF的形貌结构和热性能进行表征.结果表明,n-C_(20)@TiO_(2-x)粒径约为309 nm,热焓值由改性前的80.2 J/g(n-C_(20)@TiO_(2))提升至106.1 J/g,并呈现出优异的热稳定性.当n-C_(20)@TiO_(2-x)添加量为30%时制备的调温羽绒热焓值为18.7 J/g,且经过5次水洗后仍可达到10.6 J/g.本实验为微胶囊的改性与功能性羽绒材料的研究提供了一种策略,有利于相变材料在传统纺织领域的拓展应用.

纳米银负载三聚氰胺泡沫基相变复合材料的一步法制备及结构与性能

以轻质柔性的三聚氰胺泡沫(MF)作为基体,将其置于由乙二醇(EG)、硝酸银(AgNO_(3))、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和氯化铜(CuCl_(2))组成的反应溶液中,利用高温环境中发生的氧化还原反应在泡沫骨架上生成纳米银(Ag),随后通过真空浸渍法在泡沫基体中封装月桂酸(LA)制备相变复合材料.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和红外热成像仪等对制得的相变复合材料的形貌、结构和热性能进行研究.结果表明,当AgNO_(3)浓度为4mg/mL时,纳米Ag均匀致密地沉积在MF骨架表面,且同时存在Ag纳米粒子(AgNPs)和Ag纳米线(AgNWs)两种形态.相变复合材料的相变焓高达144.0J/g,相变焓效率超过了80%,呈现出优异的温度调节和储热能力.本文提供了一种制备综合性能优异的相变复合材料的新策略,有利于拓宽相变复合材料的应用领域.

丝瓜络纤维的功能改性及其吸油性能研究

以天然丝瓜络为原料,经过高温碳化和棕榈蜡改性,得到改性丝瓜络,利用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪对改性丝瓜络的结构和形貌进行表征,通过吸油/吸水倍率评价了改性丝瓜络的疏水亲油性能。结果表明:在碳化温度为800℃、碳化时间为1h、棕榈蜡乳液质量浓度为2.5g/L、浸渍时间为10s时制备的改性丝瓜络纤维呈长圆筒形、由多层丝状纤维交织形成网状结构,且具有良好的疏水性和油吸附稳定性。改性丝瓜络作为一种环境友好且性能优良的吸油材料,有望在废水处理和油水分离等领域得到广泛应用。

轻化工程专业学科平台课《高分子化学与物理》的教学改革实践与大学生创新能力培养

《高分子化学与物理》是轻化工程专业(染整方向)开设的重要学科平台课,该课程的学习对后续相关课程的学习、创新能力的培养、毕业论文的开展和科学研究工作等方面具有重要的意义。因此本文结合专业学科特点,通过转变《高分子化学与物理》课程的教学理念、完善教学方法与手段,激发学生学习兴趣、培养创新意识、提高动手能力和提升科学情操,使得该专业的毕业生在社会发展和科学研究中施展才华和作用。

轻化工程专业的《高分子化学与物理》课程教学方法初探

《高分子化学与物理》是面向江南大学轻化工程专业(染整方向)学生开设的一门学科平台课,该课程的学习对后续相关课程的学习、工作实践和科学研究等具有重要的意义。本文结合专业学科特点,探讨了在课堂教学中采取的行之有效的教学方法。

轻化工程专业学科平台课和专业核心课教学方法研究

学科平台课和专业核心课的课程学习在轻化工程专业人才培养中具有重要意义,如何实现轻化工程专业学科平台课和专业核心课的有效衔接与有机融合,解决"纸上谈兵"和"重理论、轻实践"的现实问题,实现理论指导实践,实践反哺教学,提高学生的工程实践能力和创新能力。本文针对学科平台课和专业核心课在轻化工程专业教学实践的现状以及存在的问题,结合轻化工程专业的特点,联系染整行业的实际情况,对学科平台课和专业核心课的教学实践进行了探索与思考,提出了学科平台课和专业核心课课程教学的改革举措。

TiO_2纳米纤维的制备及其对染料的光催化降解性能

采用溶胶-凝胶与静电纺丝技术相结合的方法,将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和钛酸四正丁酯混合制得前驱体溶液,纺丝得PVP/TiO2复合纳米纤维,然后经500℃高温煅烧制备了TiO2纳米纤维光催化剂,通过其对阳离子艳红5GN、弱酸性黄GN、雷马素蓝RR等染料的降解研究了TiO2纳米纤维的光催化性能。利用扫描电子显微镜(SEM)观察了PVP/TiO2和TiO2纳米纤维的形貌结构;傅里叶变换红外光谱(FT-IR)证实了TiO2纳米纤维的形成;通过X射线衍射仪(XRD)对TiO2纳米纤维的晶型及晶粒大小进行了分析。结果表明制备出的TiO2纳米纤维形貌稳定,具有锐钛矿型TiO2结晶形态并对染料具有很好的光催化降解效果。

静电纺聚乳酸纳米纤维复合滤料的过滤性能研究

将聚乳酸颗粒加入到质量比为8:2的三氯甲烷与N-N-二甲基甲酰胺的混合溶剂中,室温下配置质量分数为10%的纺丝液,采用静电纺丝法制备了平均直径在620nm左右的聚乳酸纤维。以聚乳酸熔喷非织造布为基布,通过控制纺丝时间的不同得到了负载不同厚度纳米纤维层的可生物降解的复合过滤材料。通过对各试样的孔隙率、孔径及孔径分布、过滤效率的测试发现:随着纺丝时间的增加,复合材料孔隙率不断下降,孔径不断减小,纺丝3h时,孔径基本减小到原先的一半,且分布相对集中,大大地提高了普通过滤材料的过滤效率。

PAN-O/MMT复合纳米纤维膜的制备及染料吸附性能

利用静电纺丝法制备了含有不同质量分数(0、1%、3%、5%)有机改性蒙脱土(O/MMT)的聚丙烯腈复合纳米纤维膜,通过亚甲基蓝吸附分析比较了纤维膜的吸附性能。利用粘度、电导率、表面张力分析了MMT的含量对纺丝液性质的影响,利用扫描电子显微镜分析了不同比例O/MMT的加入对所制备的复合纳米纤维的形貌结构的影响,傅里叶变换红外光谱分析结果证实了O/MMT和PAN形成了纳米复合结构,同时借助热重分析仪分析了O/MMT的加入对复合纳米纤维膜热性能的影响。结果表明,随着O/MMT含量的增加,纤维变细、珠节增加,纤维膜的亚甲基蓝吸附能力也同时提高。

纳米SiO_2对静电纺LA-PA/PET复合相变纤维形态和热学性能的影响

以月桂酸和棕榈酸二元低共熔混合物(LA-PA)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和纳米二氧化硅(SiO2)为原料,通过静电纺丝的方法成功制备了新型的LA-PA/PET/SiO2定形相变复合纤维。分别采用扫描电子显微镜(SEM)和差示扫描量热仪(DSC)研究了纳米SiO2对静电纺LA-PA/PET/SiO2复合相变纤维的形貌结构和热学性能的影响。SEM观察结果显示,随着纳米SiO2的加入,复合相变纤维表面呈现出光滑的形态特点,纤维直径有所降低;且随着纳米SiO2含量的增加而逐渐减小。DSC分析结果表明纳米SiO2的含量对复合相变纤维的熔化焓值和结晶焓值有一定的影响,对相变温度没有显著性的影响。

负载脂肪酸酯的定形相变复合纤维的制备与性能研究

以单硬脂酸甘油酯(GMS)为固液相变材料,以聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维为支撑材料,通过静电纺丝方法成功制备了新型的GMS/PET定形相变复合纤维。FE-SEM观察显示随着定形相变复合纤维中GMS含量的增加,纤维直径逐渐增大且直径分布更广,纤维交叉点之间也出现粘连。XRD分析结果表明,静电纺丝过程中GMS和PET纤维基体能够很好地结合,由于PET纤维基体的支撑保护作用阻碍了GMS的结晶,导致结晶度下降。DSC分析结果表明,静电纺GMS/PET定形相变复合纤维是一种相变过程完全可逆的储能材料,其相变焓值随着纤维中GMS含量的增加而逐渐增大,相变焓效率>85%。在DSC热循环测试过程中定形相变复合纤维的相变温度和相变焓值几乎没有变化,表明了该材料具有良好的热循环稳定性。

壳聚糖/聚氧乙烯复合纺丝液性能对静电纺丝的影响

为了研究壳聚糖/聚氧乙烯复合纺丝液性能对静电纺丝的影响,利用质量分数为3%的壳聚糖(CS)与聚氧乙烯(PEO)以不同的质量比溶解在浓度为50%的冰乙酸水溶液中制备了CS/PEO复合纺丝液,采用静电纺丝技术制备了CS/PEO复合纳米纤维。用扫描电子显微镜(SEM)对制备出的CS/PEO复合纳米纤维进行表征,并测试了CS/PEO复合纺丝液的溶液性能。从复合纺丝液性能对静电纺纤维成型的影响机理角度对实验结果进行了分析。分析结果表明,在其他静电纺丝参数一定时,纺丝液黏度影响射流的稳定性,从而影响纤维的形貌和直径。只要纺丝液电导率在合适的范围内,对静电纺的影响不大。从泰勒的临界公式中得出了纺丝液临界电压与纺丝液表面张力最佳值的一一对应关系,并与本实验中的实验数据相吻合。

熔融静电纺制备聚丙烯超细纤维的研究

采用熔融静电纺丝技术制备聚丙烯(PP)超细纤维,运用高速摄影技术记录了PP熔融纺丝液在高压静电场力作用下拉伸成丝的整个过程,并借助扫描电子显微镜(SEM)对不同静电压条件下所制备的PP超细纤维进行表征。实验表明,熔融静电纺射流运动大致可以分为稳定直线、分裂鞭动和沉积3个阶段。随静电压的增加,纺丝射流速度以及射流稳定直线运动区域增加,所制备纤维直径明显降低。

聚乳酸/纳米SiO_2复合纤维的制备及力学性能

首先用硅烷偶联剂(GPS)对纳米SiO2进行接枝改性,利用粒径分析仪、FTIR和沉降实验对改性前后纳米SiO2的粒径大小、结构和溶剂稳定性的变化进行了表征;然后将改性前后的纳米SiO2分别与聚乳酸(PLA)在双螺杆挤出机中熔融混合,利用牵伸卷绕装置制备了PLA/SiO2和PLA/M-SiO2(改性后SiO2)复合纤维。利用视频显微镜和单纱强力仪研究了不同纳米SiO2含量对PLA/SiO2和PLA/M-SiO2复合纤维结构形貌和力学性能的影响,以及不同牵伸倍数对PLA/M-SiO2复合纤维结构形貌和力学性能的影响。结果表明M-SiO2粒径明显减小,且硅烷偶联剂结构中的有机官能团与SiO2表面硅羟基发生反应,减少了其表面Si-OH的量,使得M-SiO2表现出良好的溶剂稳定性和分散性;PLA/M-SiO2复合纤维的力学性能较PLA/SiO2复合纤维得到了明显的改善;当改性纳米SiO2含量为1%时复合纤维强度最好;当牵伸倍数为3时复合纤维强度最好。

静电纺复合相变纤维的制备与热性能

通过静电纺丝方法成功制备了新型的月桂酸-硬脂酸(LA-SA)/聚对苯二甲酸乙二酯(PET)定形相变复合纤维。场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)观察结果显示,随着LA-SA含量的增加,纤维表面的褶皱越来越明显,且纤维直径逐渐增大。差示扫描量热(DSC)分析结果显示,随着LA-SA在纤维中比例的增大,复合纤维的相变温度变化不大,相变焓值逐渐增加。DSC热循环测试结果表明,静电纺LA-SA/PET复合相变纤维是一种相变过程完全可逆的定形相变材料,可以在环境中循环使用。热重(TGA)分析结果表明,LA-SA/PET复合相变纤维分别在135℃～240℃和325℃～500℃温度范围内发生热降解,在相变温度范围(<100℃)内具有良好的热稳定性。

蒙脱土的有机改性及其熔纺聚乳酸复合长丝的结构形貌与性能

首先利用十六烷基三甲基氯化铵对蒙脱土(MMT)进行有机改性制得有机蒙脱土(OMT),通过粒径分析仪、FT-IR、XRD和TGA分别对改性前后MMT的粒径大小、官能团变化、结构和热性能进行了表征。然后将MMT和OMT与聚乳酸(PLA)在双螺杆挤出机中熔融混合,经过牵伸卷绕装置制备出PLA/MMT和PLA/OMT复合长丝;利用视频显微镜和单纱强力仪研究了PLA/MMT和PLA/OMT复合长丝的结构形貌和力学性能。结果表明:改性后的MMT与基体有较好的相容性,改善了PLA复合长丝的力学性能。

PET基定形相变复合纤维的制备

采用静电纺丝技术成功制备了以5种脂肪酸二元低共熔混合物(LA-MA、LA-SA、MA-PA、MA-SA、PA-SA)为固液相变材料,聚对苯二甲酸乙二酯(PET)为支撑材料的定形相变复合纤维。研究了不同种类的脂肪酸二元低共熔物对复合相变纤维的形貌结构、储热性能以及力学性能的影响。研究结果表明这5种定形相变复合纤维的表面均呈现褶皱的形貌特征,同时纤维直径也明显增大。热分析结果表明当改变纤维中脂肪酸二元低共熔物的种类时,复合相变纤维的熔化温度和熔化焓值均随之而变化,其中熔化温度最低为33.23℃,最高为52.82℃,熔化焓值最低为62.75kJ/kg,最高为94.76kJ/kg。力学性能测试结果表明,由于脂肪酸二元低熔物的加入复合相变纤维的拉伸强度减小,断裂伸长率增大。

TiO_2纳米纤维的制备、表征及其抗紫外性能

结合溶胶凝胶法和静电纺丝工艺,制备了聚醋酸乙烯酯(PVAc)/TiO2杂化纳米纤维,经300～700℃的焙烧后得到TiO2纳米纤维.使用热失重分析仪(TGA)、X射线能谱分析仪(EDX)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对所制得纳米纤维的成分、晶型和形貌进行了表征,使用紫外可见光谱反射仪对纳米纤维的紫外透过率进行测试.结果表明:随着焙烧温度的升高,TiO2纳米纤维的成分、晶型和表面形貌都发生了明显的变化;400℃焙烧所得的TiO2纳米纤维具有最佳的抗紫外效果.

静电纺丝法制备聚丙烯腈/聚醋酸乙烯酯复合纳米纤维膜

采用静电纺丝法制备了聚丙烯腈(PAN)/聚醋酸乙烯酯(PVAc)复合纳米纤维膜。利用原子力显微镜(AFM)、电子显微镜(SEM)分析了纤维的直径分布、整体形貌及单根纳米纤维的表面形貌;利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析了PAN、PAN/PVAc、PVAc纳米纤维膜的化学组成;同时借助热重(TG)分析了PVAc的加入对复合纤维膜热性能的影响。结果表明,当m(PAN)∶m(PVAc)=5∶5、质量分数为10%时,所得纤维膜最有利于制备聚合物电解质膜;PAN与PVAc之间产生配位键,从而提高了纤维膜的热性能。

水包油(O/W)型乳液静电纺丝

将不同质量的聚氧乙烯(PEO)加入到由乳液聚合而得到的均匀的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/水乳液中,制备了稳定、质量分数分别为10%、15%、20%的PEO/乳液,并将其作为纺丝液进行静电纺丝。通过纳米粒径分析仪、粘度计、溶液电导率测试仪分析了纺丝液的性质;应用电子显微镜(SEM)分析了纺丝液浓度、纺丝电压、丝液流速对纤维形貌的影响。结果表明,采用乳液静电纺丝法可以制备具有芯-鞘结构的纳米颗粒及纳米纤维。