高密度聚乙烯三维网状纳微米纤维的强伸性能

为实现高密度聚乙烯三维网状纳微米纤维(PENFs)的自主化规模化生产,以高密度聚乙烯和二氯甲烷为原料,通过高压闪喷纺丝设备成功制备了性能优异的PENFs,采用响应面法对纺丝过程中各工艺参数进行优化,并对其力学性能和耐候性能进行分析。结果表明:PENFs的最佳制备工艺条件为纺丝温度176.3℃、纺丝压力8.6 MPa、纺丝溶液质量分数8.0%,此时制得的PENFs的断裂强度和断裂伸长率分别可达到29.1 cN/dtex和99.9%,优于芳纶和涤纶等常规纤维;定伸长和定载荷条件下,PENFs的弹性回复能力随着拉伸次数和载荷的增加而逐渐降低,拉伸伸长为5%时PENFs纤维的弹性回复率可达到92.8%且拉伸10次后降低至75.5%,拉伸载荷为1.2 N时PENFs纤维的弹性回复率为84.6%;放置在室外20 d内PENFs纤维的强伸性能损失较小,30 d后断裂强度和断裂伸长率明显降低,但纤维外貌并无明显变化。

闪蒸纺纳微米纤维非织造技术的研究进展

为拓展纳微米纤维的制备方法,拓宽防护服面料的来源,对闪蒸法制备纳微米纤维非织造布及其用于防护服的研究进展进行综述。介绍了闪蒸纺丝所用原料的种类及目前存在的问题,对纺丝工艺、纺丝过程及产品进行阐述;总结了闪蒸纺丝技术国内外研究现状及趋势,分析了闪蒸非织造布的特点和应用;讨论了闪蒸非织造布防护服的分类以及目前使用中存在的问题;最后提出闪蒸纺丝技术是目前发展前景良好的纳微米纤维非织造布制备技术,闪蒸非织造布可作为一种理想的防护服面料,发展该技术对提高我国非织造行业技术水平,保护人民生命健康具有重要意义。

原位生长纳微米纤维自增韧复相陶瓷显微结构与不同尺度多级增韧

通过将ZrO2微米粉末引入铝热剂中,借助铝热燃烧、陶瓷／金属液相分离及共晶反应中的晶体原位生长,制备出原位生长纳微米纤维自增韧Al2O3／ZrO2陶瓷复合材料。研究表明,陶瓷基体主要由以单晶t-ZrO2纳微米纤维为第二相、单晶α-Al2O3为基体且长径比为8．0～16的棒晶构成,并且在棒晶边界上还分布着α-Al2O3片晶、ZrO2微米粒子及Cr金属颗粒。力学性能测试得出,陶瓷的弯曲强度、弹性模量及断裂韧性分别达到1168MPa、410GPa与12．6 MPa·m0.5;裂纹扩展路径观察发现,陶瓷增韧是通过裂纹偏转增韧、纳微米纤维增韧、α-Al2O3片晶的裂纹桥接增韧、延性相增韧及应力诱发相变增韧不同尺度四级增韧机制的协同作用予以实现。

铁改性聚丙烯腈纳微米纤维催化剂在偶氮染料降解中的应用

将采用静电纺丝法制备的聚丙烯腈(PAN)纳微米纤维进行偕胺肟改性反应,并将其与三氯化铁反应得到铁改性PAN纳微米纤维非均相Fenton光催化剂。在表征的基础上研究了其对常用染料活性红195的氧化降解反应的催化特性,讨论催化剂的铁离子含量、辐射光强度和H2O2浓度对降解效果的影响。结果表明,通过提高改性PAN纳微米纤维偕胺肟基团的数目可制备高铁离子含量的催化剂,而增加催化剂的铁离子含量和辐射光强度都可显著提高染料的降解速率,当H2O2浓度为3.0 mmol/L时染料的降解效果最好。这种催化剂不仅对染料分子中的偶氮键和芳香环结构具有催化作用,而且还可使其发生矿化反应。

ZrO2纳微米纤维自增韧Al2O3陶瓷力学测试与断裂分析

通过对原位生长ZrO2纳微米纤维自增韧Al2O3基陶瓷的三点弯曲、单边切口梁与Vickers压痕测试,发现陶瓷硬度、弯曲强度与断裂韧性在ZrO2质量分数为35%时出现极大值.经SEM观察与XRD分析,发现裂纹扩展主要受含ZrO2纳微米纤维的α-Al2O3基棒晶控制,诱发裂纹偏转增韧机制,并伴随着相变增韧机制.

聚丙烯/聚对苯二甲酸丁二醇酯共混熔喷非织造材料纳微纤维结构调控研究

将少量聚丙烯(PP)混入聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)中,制备了具有明显纳微米交替纤维层叠结构的熔喷非织造材料。通过扫描电镜探讨共混量及熔喷工艺参数(牵伸风温、牵伸风压及接收距离)对纳微结构的影响。结果表明:当聚合物温度低于295℃,PBT与PP混合呈“部分相容”状态,这是形成明显纳微结构的基础。在牵伸风温270℃,牵伸风压0.02MPa,接收距离20cm的条件下,PP含量为5%的混合原料可制备得到最细纤维直径0.32μm,最粗纤维直径10.88μm,CV值98.53%的双组分共混熔喷非织造材料。

丙烯基纳微米弹性过滤材料的熔喷成型及其过滤性能

为增强聚丙烯(PP)熔喷非织造材料的弹性以解决其用于过滤材料脆性大、抗拉性差的不足,以共混熔喷法制备了以丙烯基弹性体(PBE)为增强基的PBE/PP基纳微米纤维材料,测试了PBE/PP共混体系的热性能和熔体流变特性,分析了PBE质量分数和熔喷工艺对样品弹性和过滤性能的影响。结果表明,随着PBE用量增加到85%,该共混体系的熔融峰值从173.6℃降低到165.1℃,结晶度从39.0%逐渐降低到9.8%;纤维直径在0.4~16μm之间呈现二值化分布特性,并且细纤维穿插与粗纤维间以组成立体迂曲的“嵌入”形态;随着PBE的质量分数增大到85%,纤维直径小于2μm的纤维数量占比增大到68.3%,纵、横向弹性回复率分别增大到81.8%和79.1%,进而样品的过滤效率增大约1.8倍,静水压增大到4699.6 Pa。

Al_2O_3/ZrO_2快速凝固复合陶瓷显微结构与力学行为

通过在铝热剂中引入适量的ZrO2粉末，基于铝热氧化-还原反应、重力下陶瓷／金属液相分离，以大过冷条件下熔体共晶生长方式，制备出以ZrO2正方相纳微米纤维镶嵌于其上且长径比为8．0～12．0的蓝宝石棒晶及少量α-Al2O3片晶为基体的Al2O3／ZrO2自生复合陶瓷。通过材料力学性能测试与裂纹扩展路径观察，研究复合陶瓷显微结构与其力学行为之间的关系。结果表明，复合陶瓷的弯曲强度与断裂韧度分别达到1256MPa与13．2MPa·m^1/2；分布于蓝宝石棒晶上大量的面间距为纳微米尺度的Al2O3／ZrO2两相低能界面及残余压应力，使蓝宝石棒晶与陶瓷基体得以强化，迫使裂纹沿蓝宝石棒晶边界偏转；同时，因处于裂纹尖端尾部的蓝宝石棒晶桥接与拔出、α-Al2O3片晶桥接与摩擦互锁等效应，又使裂纹扩展呈现出强烈的稳定化倾向。

聚乳酸熔喷法非织造材料的应用及改性研究进展

为促进聚乳酸熔喷法非织造材料在医疗卫生、过滤分离和环境保护等领域的功能性应用,进而缓解传统石油基熔喷法非织造材料所带来的资源短缺与环境污染问题,文中对聚乳酸熔喷法非织造材料的成型、应用及改性研究进行了梳理,分析了聚乳酸熔喷法非织造材料的改性方法,并总结了聚乳酸熔喷法非织造材料的增韧改性、增塑改性、耐热改性及其他功能性改性。最后指出增强聚乳酸熔喷法非织造材料的功能性是其应用推广的必要前提,通过对聚乳酸熔喷法非织造材料的改性研究分析,为后续聚乳酸熔喷法非织造材料的研究与发展提供理论支持。