静电纺纳米纤维膜的制备及其在空气过滤中的应用

病毒的传播和由颗粒物引起的雾霾等空气污染问题已成为全球性挑战。纳米纤维膜可有效捕获空气中的颗粒物且不造成大幅压力降,因此作为一种较为理想的空气过滤介质,近年来受到了广泛关注。聚焦静电纺纳米纤维膜的制备及其在空气过滤中的应用,首先介绍了静电纺丝技术的原理及影响纳米纤维尺寸与形态的因素。其次,系统分析了纳米纤维膜的过滤机制、过滤效果评价参数及其影响因素。最后,总结了多种高效过滤策略,如引入纳米孔结构或支化结构、利用驻极体材料制备纳米纤维膜、构建多层膜复合结构等,并指明了绿色可持续化和多功能化是其未来发展方向。

聚羟基脂肪酸酯(PHAs)的结晶行为与力学性能调控

聚羟基脂肪酸酯(PHAs)是目前唯一一种由微生物直接合成的生物基聚酯,能够实现材料合成、制品加工和回收降解的全周期绿色生态循环,因而在纺织纤维、包装材料、生物医用材料等领域有着潜在的应用市场。然而,PHAs自身也存在着结晶速率慢、球晶尺寸大和二次结晶等不利结构因素,限制了产品的应用性能。因此,重点从物理异相成核诱导、化学长链支化结构设计和外场多级牵伸诱导3个方面阐述PHAs结晶结构和力学性能的改性研究进展。首先,具有高耐热的无机纳米材料(如硫化钨)可显著提高PHAs异相成核能力;其次,长链支化结构可以提高PHAs熔体强度;再次,在多级牵伸诱导作用下,可协同诱导PHAs聚集态的晶型结构演变,从而获得强度高、韧性好的PHAs纤维。最后,对PHAs的研究和应用做出了进一步的展望。

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。

皮芯型复合储能调温聚酰胺6纤维的制备与表征

为获得高热稳定性的相变材料,首先以聚乙二醇为相变介质、多孔硅酸盐为载体,经纳米杂化制备了形态稳定的相变材料(PCMg)。然后以聚酰胺6(PA6)为皮层,PCMg/PA6共混材料为芯层,按照皮芯质量比为3∶7通过熔融纺丝制备了皮芯型复合储能调温聚酰胺6纤维。借助差示扫描量热仪、热重分析仪、K型热电偶测温仪、场发射扫描电子显微镜、复丝强力仪等对纤维的结构和性能进行表征。结果表明:制备的储能调温纤维的断裂强度达到2.52 cN/dtex,断裂伸长率为30.5%,该纤维可在-10.71~22.87℃和38.96~58.33℃范围内实现智能调温;PCMg的质量分数为10%时,储能调温纤维的相变焓约为9.02 J/g。

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)。

共聚酰胺6/66相对分子质量对其结晶和流变性能的影响

为探索共聚酰胺6/66(PA6/66)的熔体加工性能,研究PA6/66相对分子质量对其熔融行为、结晶行为和熔体流变行为的影响,借助差示扫描量热仪、熔体流动速率仪、毛细管流变仪等对系列不同相对分子质量PA6/66和PA6树脂的结晶行为和流变性能等进行表征。结果表明:PA6/66呈现单一的熔融峰,其熔点和玻璃化转变温度受相对分子质量影响较小,分别约为210℃和45℃;与PA6相比,PA6/66的熔点、熔融焓值和结晶焓值显著降低;随相对分子质量的增加,降温速率为20℃/min时,PA6/66的结晶焓值由45. 16 J/g下降为43.67 J/g,明显低于同等相对分子质量下PA6的结晶焓值;不同相对分子质量的PA6/66共聚物均为假塑性流体,随着温度的升高,其非牛顿指数增大,对剪切速率的敏感程度降低;在高剪切速率下,PA6/66具有比PA6更高的黏流活化能。

茶活性成分改性涤纶的制备及其性能

绿色、健康和环境保护概念的兴起,对纺织品提出了安全性和舒适性的要求,但涤纶的生产过程温度过高且直接添加天然活性成分会导致其炭化失活。针对该问题,采用分子巢技术,对茶叶中的活性成分(儿茶素类)进行负载和保护,制备的茶活性成分改性涤纶具有良好的抗菌、抗病毒和抗氧化作用。采用扫描电镜、高效液相色谱分析、力学性能分析和功能测试开展研究得出:山东崂山绿茶(夏季采摘)含有优质的儿茶素类活性物质;介孔SiO_(2)对活性物质的载物量达60.7%;改性涤纶内部有分子巢分布,粒径约为100 nm。改性涤纶的断裂强度为3.36 cN/dtex,纤维中儿茶素类总含量为5.17 mg/kg,抗菌率≥91%,抗病毒率为99.51%,抗氧化自由基清除率为51.39%,显著优于对照纤维。

熔纺Kraft硬木木质素基活性炭纤维的活化工艺及性能研究

以熔融纺丝制备的Kraft硬木木质素纤维(HKL)为原料,经炭化得到木质素基炭纤维(HKL-CF),再采用水蒸气活化法制备了活性炭纤维(HKL-ACF),通过红外光谱仪和扫描电镜研究了水蒸气活化对活性炭纤维化学结构和表面形貌的影响,采用全自动物理吸附仪、X射线衍射仪和拉曼光谱仪等研究了活化时间、活化温度和活化水蒸气流量对所制备活性炭纤维的比表面积、孔结构和微晶结构的影响规律。研究表明,水蒸气活化处理提高了活性炭纤维中的C—O和■结构含量;随着活化时间的延长,活性炭纤维的比表面积增大,且随活化温度和水蒸气流量的提高呈现出先增大后减小的趋势;晶粒尺寸随着活化时间和温度的提高,逐渐变小,纤维表面的石墨化程度随活化时间的增加,逐渐变大;活化温度800℃,活化时间4 h,水蒸气流量1 mL/min下制备的活性炭纤维的BET比表面积最高可达2 081.34 m^2/g,总孔容最大为1.60 cm^3/g。

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%。

聚合物微细纤维的成型及其抗菌功能改性进展

聚合物微细纤维具有比表面积大、孔隙率高的特点,在防护服、口罩等医卫防护领域具有广泛应用。然而,沾染致病菌、病毒后,微细纤维也可成为传播微生物的媒介,导致“二次感染”。介绍了纤维的静电纺、闪蒸纺等成型进展,分析了不同方法制备纤维的结构特征;其次,从纤维负载天然、有机、无机和金属基抗菌材料3个方面,分析了抗菌材料赋予纤维的抗菌特性及其机制;最后,对聚合物微细纤维的发展趋势进行了展望。

Synthesis and characterization of an environmentally friendly PHBV/PEG copolymer network as a phase change material

Novel environmentally friendly poly（hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate） and poly（ethylene glycol） （PHBV/PEG） copolymer networks were synthesized through free-radical solution polymerization with PHBV diacrylate （PHBVDA） and polyethylene glycol diacrylate （PEGDA） as macromers. The molecular structure of PHBV/PEG copolymer network was characterized by Fourier transform infrared （FT-IR） and 1H nuclear magnetic resonance （1H NMR）. The morphology of the PHBV/PEG co- polymer network was characterized by polarization optical microscopy. Thermal energy storage properties, thermal reliability and thermal stability were investigated by differential scanning calorimetry （DSC） and thermogravimetric analysis. The results indicated that the PHBV/PEG copolymer network hindered the growth of PEG crystalline segments or PHBV segments. PHBV/PEG copolymer network had a higher latent heat enthalpy, which didn＇t reduce with the components of PHBV in- creased. Moreover, PHBV/PEG copolymer network still had good thermal stability even at 300 ~C. These results suggested that such environmentally friendly copolymer network would have wide applications in phase change energy storage materials.