MMT改性淀粉基纳米复合纤维的海水降解性能

不可降解渔具造成的“白色污染”和“幽灵捕捞”问题已严重威胁到海洋的生态环境,开发可降解渔具材料已经成为我国渔业可持续发展的有效途径之一。本实验采用熔融纺丝法制备淀粉(STR)/高密度聚乙烯(HDPE)/纳米蒙脱土(MMT)纳米复合纤维,研究MMT对纳米复合纤维的热学性能、力学性能、动态力学性能与海水降解性能的影响。结果显示,引入MMT后,纳米复合纤维的熔融温度(Tm)移向低温,结晶度增加,而断裂强度下降。此外,MMT的加入显著降低了聚乙烯的玻璃态储能模量和内部损耗,但对淀粉相影响不显著。4个月海水降解结果显示,与STR/HDPE纤维相比,STR/HDPE/MMT纳米复合纤维失重率增加了约5%,纤维直径减小了约11%,这表明MMT加快了STR/HDPE纤维的降解过程。本实验系统研究了MMT改性淀粉基纳米复合纤维的海水降解性能,可为渔业等海洋产业用降解新材料的开发与应用提供参考。

磁性纳米复合纤维材料的制备及对甲基橙染料的吸附动力学研究

为了制备高效、可回收的染料工业废水吸附剂,本文以Fe_(3)O_(4)和纤维素为原料,合成了磁性纳米复合纤维材料Fe_(3)O_(4)@cellulose,再分别使用戊二醛和聚乙烯亚胺进行交联和改性后,制备了Fe_(3)O_(4)@cellulose-PEI,考察了材料在不同的pH、吸附时间、染料初始浓度下,对甲基橙染料的吸附降解效果。结果表明,pH=4,吸附时间为6h时,Fe_(3)O_(4)@cellulose-PEI对甲基橙的吸附容量达到84.4mg·g^(-1)。动力学研究结果表明,Fe_(3)O_(4)@cellulose-PEI对阴离子染料甲基橙的吸附过程,符合准二级吸附速率方程和Freundlich等温吸附模型。该纳米复合纤维材料对甲基橙模拟染料废水的吸附效果良好且易分离回收,在工业废水的治理中具有良好的应用前景。

界面聚合法制备PANI／TiO2纳米复合纤维材料

采用界面自组装聚合的方法,成功地制备出PANI/TiO2纳米复合纤维材料,采用TEM,FTIR,XRD及TG等技术对其形貌、结构及热稳定性能进行了表征,并考察了苯胺单体浓度、TiO2的活化与否对复合材料形貌的影响.结果表明,TiO2的活化处理是影响该复合材料形貌的主要因素,活化处理后的TiO2能进入PANI纳米纤维的内部,且分散得更加均匀;PANI/TiO2纳米复合纤维的直径随着苯胺单体浓度的增加而增加.同时,TiO2的加入改善了PANI的耐热性能.采用该法合成的纳米复合材料具有合成条件温和、易于控制、纯化简单、省去了使用模板/消除模板的过程及能够一步得到大量产品等许多优点.

碳纳米管/导电聚苯胺纳米复合纤维的合成与表征

为实现碳纳米管在树脂内形成一体化导电网络,从而制备出透明导电性能最优的有机透明导电涂层,必须把导电性的碳纳米管纤维在树脂内有效地组装成一体化导电结构网络。本文报道运用在树脂内可以自组装的导电苯胺来实现碳纳米管纤维自组装的方法,合成出了导电聚苯胺纳米薄膜均匀包覆的碳纳米管/导电聚苯胺纳米复合纤维,并运用透射电镜、傅立叶红外光谱以及四探针法表面电阻测试仪对合成出的具有精细微观结构的纳米复合纤维进行了表征,发现合成出了理想的碳纳米管/导电聚苯胺纳米复合纤维,并且其导电性较碳纳米管和导电聚苯胺自身都有大幅度的提高。这种特殊结构的纳米复合纤维的制备为组装高性能的聚合物基透明导电涂层奠定了坚实基础,而且这种自组装方法为各种纳米纤维的组装提供了可能。

尼龙66/蒙脱土纳米复合纤维的电纺制备与性能

以甲酸和二氯甲烷为溶剂,采用静电纺丝法一步法制备了尼龙66/有机蒙脱土纳米复合纤维。采用扫描电镜观测了纳米纤维的形貌和直径,尼龙66和尼龙66/有机蒙脱土纳米复合纤维的平均直径分别为(67±18)nm和(63±13)nm。傅里叶红外谱图显示尼龙66和蒙脱土之间出现了氢键结合。热失重分析表明,当蒙脱土与尼龙66的质量比为1∶100时,尼龙66/蒙脱土纳米复合纤维的起始分解温度和热分解峰值温度分别提高了26℃和39℃;紫外老化性能测试表明蒙脱土的片层阻隔效应使尼龙66/蒙脱土纳米复合纤维显示出更好的耐紫外老化性能;吸水率实验表明蒙脱土的加入使纳米纤维的吸水率下降了67.3%,耐水解性能提高。静电纺丝是一种可以制备性能更优越的尼龙66/粘土纳米复合材料的方法。

TiO_2-Ag/聚乳酸纳米复合纤维的制备及其抗菌性能

为赋予聚乳酸(PLA)纤维高效的抗菌性能,采用熔融共混纺丝法分别制备了不同质量配比的二氧化钛接枝银纳米介孔微球(TiO_2-Ag)/PLA纳米复合纤维和一定组成的TiO_2/PLA纳米复合纤维,并对2种纤维的结构、热性能和抗菌性能等进行表征和分析。结果表明:当TiO_2-Ag和TiO_2这2种纳米粒子添加质量分数不超过3%时,可在PLA基体中较均匀地分散; 2种粒子的加入均不影响PLA的玻璃化转变温度和结晶结构,但会使其熔融温度和热稳定性下降,加入质量分数为3%的TiO_2后,导致PLA的结晶温度略有下降;随着TiO_2-Ag质量分数的增加,TiO_2-Ag/PLA纳米复合纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率不断增加;添加相同量的2种纳米粒子时,TiO_2-Ag/PLA复合纤维对2个菌种的抑制效果明显优于TiO_2/PLA复合纤维。

电纺聚酰胺酸/Fe_3O_4磁性纳米复合纤维的制备与表征

将纳米Fe3O4磁性颗粒加入由PMDA和ODA制备的PAA聚合物溶液中,通过静电纺丝法制备PAA/Fe3O4复合纤维。利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对复合纳米纤维的微观形貌和Fe3O4在纤维中的分布进行了观察,采用X射线衍射仪(XRD)验证了Fe3O4在复合纳米纤维中的存在,通过磁性实验分析了纳米复合材料的磁性能,同时使用红外光谱仪对纳米复合材料的化学结构进行了分析。结果表明,所制备PAA/Fe3O4磁性纳米纤维成型良好,Fe3O4磁性颗粒已分散在纤维中,与PAA是物理复合,材料具有一定磁性,为进一步制备聚酰亚胺磁性复合纳米纤维做了有益的探索研究。聚合物磁性复合材料由于其独特的物理化学性能及超顺磁性,有着广阔的应用前景。

PET／SiO2纳米复合纤维的力学性能和微观结构

考察了纳米SiO2对PET纤维力学性能的影响,并采用WAXD、FT-IR、DSC、双折射等手段对纤维的微观结构进行了表征。研究表明,纳米SiO2的加入提高了PET纤维的力学性能,且PET/SiO2纳米复合纤维在结晶度略有降低的情况下,非晶区取向度明显提高。非晶区取向度的提高是PET/SiO2纤维力学性能提高的根本原因。

新型纳米复合纤维基清水压裂液体系配方优化与评价

页岩气藏储层具有不同于常规油气储层的岩性和物性特征。选择适合的压裂液体系对于页岩气藏的高效开发具有重要意义。基于新型纳米复合纤维，研究了纳米复合纤维基清水压裂液体系。通过实验确定纤维的最佳质量分数为0．4％-0．7％，最佳长度为6—12mm。对纳米复合纤维基清水压裂液体系开展了室内评价，结果显示此压裂液体系在预防支撑剂回流、降低滤失、增强携砂性能、降低摩阻等方面效果显著；且对支撑剂层的导流能力伤害较小。此体系对于国内页岩气储层的有效开发具有一定参考价值。

静电纺丝制备磁性碳纳米复合纤维及其表征

以聚丙烯腈（PAN）、乙酰丙酮铁（AAI）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）为原料,采用静电纺丝–煅烧技术成功制备出磁性碳纳米复合纤维。通过TEM分析发现CF900的直径约为130-210 nm,磁性纳米颗粒均匀地分散在碳纳米纤维中,并探讨了碳化温度对碳纳米复合纤维磁性能的影响。结果显示：饱和磁化强度（Ms）和剩余磁化强度（Mr）均随温度的升高而增大,样品CF900的饱和磁化强度（Ms）高达27.55 A·m^2/kg,比表面积（SBET）和总孔容积（Vtotal）达354.0 m^2/g和0.315 mL/g。

TiO_2纳米复合纤维光催化处理印染废水的进展

纺织印染废水来源广泛,组分复杂,目前常用的处理方法主要有物理化学法、化学法和生物法,但这些方法存在运行成本高、工艺流程复杂等缺点。纳米TiO_2多相光催化处理印染废水是近年来研究较多的一项新技术,但存在使用时回收困难等问题,限制了其应用。TiO_2纳米复合纤维密度小、光催化性能高,且易于回收。文中综述了近年来国内外TiO_2纳米复合纤维处理模拟印染废水的研究进展,对提高TiO_2复合纤维光催化性能的机理进行了简要分析,展望了其应用前景。

ZnFe_2O_4/ZnO纳米复合纤维的制备及性质研究

利用静电纺丝和原子层沉积(ALD)方法制备了ZnFe2O4/ZnO纳米复合纤维并对其进行退火处理。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、光致发光、紫外-可见分光光度计对其进行了性质的研究。结果表明,制备样品为一维核壳结构的纳米复合纤维,ZnO壳层由于高温退火的原因结晶度提高,ZnFe2O4纳米纤维与ZnO薄膜间的表面化学键连结起来并成功复合,降低了ZnO自由载流子的重结合几率,实现了光生载流子的大程度分离。并且直观的比较了不同催化剂的降解性能。

PA66/蒙脱土纳米复合纤维性能的研究

对PA66/蒙脱土 (MMT)纳米复合材料进行了纺丝及拉伸试验 ,并对该纤维的力学性能、热性能进行了研究。结果表明 ,制得的PA66/MMT纳米复合材料纤维的模量有一定的提高 ,干热收缩性也有所改善 ,但纤维的断裂强度有所下降。

g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)纳米复合纤维的制备及可见光催化性能

用钛酸四丁酯、聚乙烯吡咯烷酮和石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))为前驱体,利用静电纺丝技术结合煅烧法,制备了具有可见光响应能力的g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合纤维。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见光谱(UV-Vis)对样品的微结构和形貌进行表征。结果表明:g-C_(3)N_(4)纳米微粒均匀地负载在锐钛矿型的TiO_(2)纤维表面,光吸收带边扩展至460nm附近。考察了g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合纤维在模拟太阳光降解罗丹明B的光催化性能,该复合材料是TiO_(2)纤维的2.26倍。

对山西应县木塔采用纳米复合纤维加固的建议

山西应县木塔是古人留给我们的稀世珍宝 ,如何妥善地保护好这一珍贵的遗产 ,使之在加固时尽量保持原有的风貌 ,是一项复杂而艰巨的任务。根据长期的研究成果和实际工作的经验 ,提出了用纳米复合纤维加固应县木塔的建议 ,介绍了纳米复合纤维材料的特点 。

辐射制冷纳米复合纤维的制备与应用

以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为高分子聚合物基体,以非晶二氧化硅(SiO_(2))为填料,采用静电纺丝法制备具有日间辐射制冷功能的复合纤维,并采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)分光光度计、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)等对复合纤维的形貌、结构和光学性质进行表征。结果表明:静电纺丝制得的复合纤维直径约为800 nm;纯PMMA纤维的禁带宽度为4.95 eV,不吸收可见光,且纺丝过程中的取向结晶导致纤维内部存在晶区和非晶区,对可见光不透过而呈现白色,因而使纤维的200~2500 nm短波段反射率高达97.57%;经静电纺丝后,适量的纳米SiO_(2)粉体颗粒分散在复合纤维中,可大幅提高复合纤维的发射率;当SiO_(2)的掺量为7.5%(质量分数,余同)时,复合纤维在太阳200~2500 nm短波段的反射率和8~13μm大气窗口的发射率分别高达96.53%和0.903。文中还采用自制装置测试了纤维在实际环境下的降温效果,结果表明,复合纤维具有良好的降温效果,其日间背面温度低于环境温度2~4℃。文中提出的无机粉体与有机物复合的纤维制备模式为辐射制冷材料的实际应用提供了新的方案。

PVA/氧化石墨烯纳米复合纤维制备及性能研究

采用改进的Hummers方法制备氧化石墨烯(GO),并通过静电纺丝法制备PVA/GO纳米复合纤维。利用扫描电镜(SEM)观察纳米纤维的形貌,通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析了纳米复合纤维的分子结构和化学键,同时通过热重分析(TG)及差示扫描量热法(DSC)测试并分析了纳米复合纤维的热性能。结果表明:GO的添加对PVA纤维静电纺丝有利,制备的纤维条干更均匀;GO与PVA之间形成氢键作用;GO添加量为2.5wt%时,PVA/GO纳米复合纤维的最大分解温度较纯PVA纳米纤维提高11.4°C。

PVA/Au纳米复合纤维的制备及表征

以聚乙烯醇(PVA)为还原剂和保护剂,采用PVA还原氯金酸(HAuCl_4)制备纳米金(Au),一步法制备PVA/Au溶液,通过静电纺丝制备了PVA/Au纳米复合纤维。利用紫外可见光谱仪、透明电镜和扫描电镜对PVA/Au纳米复合纤维进行了表征。结果表明:随着HAuCl4浓度的增加,Au纳米粒子的粒径逐渐增大;HAuCl_4的浓度对纳米复合纤维的形貌影响较大,在HAuCl_4浓度较低或较高时,均可以获得直径较为均一的PVA/Au纳米复合纤维;低电导率和高粘度的PVA/Au溶液可得到纤维直径均一的纳米复合纤维。

RDX/NC纳米复合纤维的制备及性能

采用静电纺丝法制备出RDX/NC纳米复合纤维,用场发射扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)对样品进行了表征,用原子力显微镜(AFM)测定了单根RDX/NC纳米复合纤维的力学性能。结果表明,RDX/NC纳米复合纤维的平均直径为(120±20)nm,弹性模量为153GPa,比纯NC纤维高出近2倍。

静电纺CNC增强PMMA纳米复合纤维的制备与性能

为了提高聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)纳米纤维的力学强度,以纳米纤维素晶体(cellulose nanocrystals,CNC)为增强体,采用静电纺丝技术制备了CNC/PMMA纳米复合纤维,考察了CNC添加量对CNC/PMMA纳米复合纤维的微观形貌、力学性能和热学性能的影响,结果表明CNC可均匀分布在电纺液和PMMA基体中,所制备的CNC/PMMA纳米复合纤维表面光滑,形貌规整.随着CNC添加量的增大,纳米复合纤维直径从1.37μm减小到0.48μm,表明添加CNC可显著提高CNC/PMMA纳米复合纤维的力学性能.随着CNC添加量的增加,拉伸强度呈现先增大后减小的趋势;当CNC添加量为16%时,CNC/PMMA纳米复合纤维的力学性能最优,最大拉伸强度为0.31 MPa,比纯PMMA纳米纤维提高107%.此外,添加CNC可小幅提高CNC/PMMA纳米复合纤维的玻璃化转变温度和热稳定性.