纤维素醚基传感器的研究进展

随着柔性可穿戴设备的快速发展,传统的半导体、陶瓷等材料难以广泛地单独应用于柔性传感器领域。天然纤维素来源广泛,是一种良好的柔性材料,但存在不能熔融、难溶于常规溶剂、理化性能差等问题,而纤维素醚能有效改善天然纤维素的上述问题,因此在传感、储能、产能和柔性器件等领域作为绿色基材得到了初步开发。基于纤维素醚基材料在便携化、多功能化、生物相容性等方面的良好性能,及其应用于柔性传感领域的巨大潜力,本文综述了纤维素醚的制备及纤维素醚基材料在应力应变传感、温/湿度检测、气体传感、离子检测等领域的最新研究进展,分析了纤维素醚基传感器应用前景和未来发展面临的挑战。

碳纤维湿法造纸工艺及碳纤维纸基功能材料的研究进展

碳纤维(Carbon fibers, CF)是一种含碳量在90%以上的新型纤维材料,具有高强、高模、轻质、导电、耐高温和良好的化学稳定性等优异特性,作为一种基础工程材料被广泛应用于航空航天和轨道交通等领域。碳纤维纸因同时具备碳纤维优异的力学、电学和化学稳定性,以及纸基材料的均匀多孔和柔韧特性而被广泛应用于电磁防护、电加热、摩擦片、燃料电池气体扩散层和电极材料。近年来,碳纤维纸的制备工艺及碳纤维纸功能材料研究已经引起了学术界和工业界的广泛关注。基于此,本文综述了国内外碳纤维纸基功能材料的湿法造纸工艺及应用的研究进展,探讨了碳纤维纸发展所面临的问题,并对其未来应用进行了展望。

芳纶纳米纤维/壳聚糖绝缘复合薄膜力学及绝缘性能研究

以芳纶纳米纤维(ANFs)为基体,壳聚糖(CS)为增强剂,采用真空辅助过滤技术制备了ANFs/CS复合薄膜,并通过热压法提高薄膜的致密性,以增强其力学和绝缘性能。结果显示,当壳聚糖负载量为0.02 g时,ANFs/CS复合薄膜的性能最优,其最大拉伸强度可达208 MPa,特征击穿强度62 kV/mm。对ANFs/CS复合薄膜进行热压处理后,复合薄膜的致密性明显提高,其最大拉伸强度和击穿强度分别为253 MPa和109 kV/mm,相较于热压前分别提升了21.6%和75.8%。

漆酶预处理前后蔗渣半纤维素的提取及性质研究

以蔗渣为原料,经漆酶预处理后通过微波辅助碱法提取半纤维素,研究了漆酶预处理对蔗渣半纤维素提取效果的影响,并采用扫描电子显微镜、比表面积及孔径分析仪和凝胶渗透色谱仪等对漆酶预处理前后的蔗渣形貌、孔隙特征和半纤维素相对分子质量等进行表征。结果表明:蔗渣经160 U/g漆酶预处理后的蔗渣表面有片状结构生成,与未处理样相比,总孔体积和比表面积明显增加,分别提高了26.7%和90.5%,且局部有孔洞出现。预处理后的蔗渣50 g(绝干)在氢氧化钠质量分数8%、两者固液比1∶20(g∶mL)、微波功率800 W、提取时间50 min、提取温度90℃的微波辅助碱法提取条件下,蔗渣半纤维素产率高达89.0%。

芳纶沉析纤维-多巴胺/聚酰亚胺-酚醛树脂复合膜的力学及摩擦磨损性能

以聚酰亚胺(PI)纤维和酚醛树脂(PF)为基体,通过对PI纤维表面进行多巴胺(PDA)修饰,并引入芳纶沉析纤维(AF)作为增强体,采用湿法成型和热压固化技术制备了15wt%AF和7.5wt%PDA的AF-PDA/PI-PF复合膜,重点研究了AF的添加和PDA改性修饰对PI-PF复合膜力学性能和摩擦磨损性能的影响,并探讨了其磨损机制。研究结果表明:当添加AF并对PI纤维进行PDA改性时,AF-PDA/PI-PF复合膜的应力为47.54MPa,抗张指数为56.91N·m·g^-1,层间结合强度为1 265.6J·m^-2,相比PI-PF复合膜分别提高了33.65%、41.67%和64.11%;磨损率为1.01×10^-4 mm^3·J^-1,约降低了34.84%,其磨损机制主要为黏着磨损。这是由于PI纤维与AF可形成"互穿网络"结构,此外,PDA对PI纤维的化学改性处理可增加PI纤维表面活性,AF和PDA对提高PI纤维与树脂间的界面结合力及AF-PDA/PI-PF复合膜的力学性能和摩擦磨损性能起到协同作用。