石墨烯改性熔喷聚丙烯非织造材料制备及其吸附性能

以甲基丙烯酸丁酯（BMA）为单体,过氧化苯甲酰（BPO）为引发剂,对GO进行功能化,将功能化氧化石墨烯（GO）接枝到熔喷聚丙烯非织造材料（MBPP）表面,然后将氧化石墨烯还原,制得石墨烯改性熔喷聚丙烯非织造材料（RGO-MBPP）。通过FTIR、Raman和SEM表征了RGO-MBPP的结构,并考察了RGO-MBPP的饱和吸油率、保油率和重复使用率。结果表明：石墨烯附着在MBPP纤维表面;MBPP的饱和吸油率为29.65g/g,当氧化石墨烯的质量浓度为1.0 g/L、BMA用量为3 m L时,得到RGO-MBPP饱和吸油率可达34.66 g/g。RGO-MBPP使用5次的饱和吸油率分别为34.39、34.10、34.73、35.29、31.72 g/g,表明RGO-MBPP重复使用4次后仍具有良好的吸附性能。

N-TiO_(2)/聚丙烯复合熔喷非织造材料的制备及其光催化性能

为制备具有光催化功能的聚丙烯(PP)熔喷非织造材料,首先通过溶胶-凝胶法制备氮掺杂二氧化钛(N-TiO_(2))光催化剂,然后采用超声浸渍的方法将N-TiO_(2)均匀负载在PP熔喷非织造材料表面得到N-TiO_(2)/PP复合熔喷材料,并对其结构和性能进行表征和分析,通过自由基捕获实验确定光催化机制。结果表明:N掺杂量为1%的N-TiO_(2)的颗粒大小均匀,粒径约为10 nm,在30 min暗吸附和90 min光照条件下,其光催化降解亚甲基蓝(MB)的效率最佳,达到98%;将该N-TiO_(2)负载在PP熔喷非织造材料表面后,可包裹在PP纤维表面,当负载量超过30 mg后出现团聚现象;负载量为30 mg的N-TiO_(2)/PP复合熔喷材料的光催化降解性能最优,在30 min暗吸附和90 min光照条件下,对亚甲基蓝(MB)的降解效率达到98%;在光激发下N-TiO_(2)会产生超氧自由基和羟基自由基,二者共同降解MB。

聚苯胺/MXene@聚丙烯复合非织造柔性pH值传感器的制备及其传感性能

为制备基于聚丙烯纺黏非织造材料(Polypropylene spunbonded nonwoven fabric,PP SF)的双电极柔性pH值传感器,在PP SF表面涂覆油性聚氨酯(Oil-based polyurethane,OPU),制备得到OPU/PP SF,采用丝网印刷技术将作为参比电极的银/氯化银(Ag/AgCl)浆料和导电碳浆料分别移印至OPU/PP SF表面;利用化学氧化聚合法制备了酸掺杂聚苯胺(Polyaniline,PANI),将其与经超疏水改性的F-Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene结合,再涂覆在C层表面,形成PANI/F-Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene@PP SF柔性pH值传感器。结果表明:PANI/F-Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene@PP SF柔性pH值传感器表面呈现珊瑚状结构,在pH值为2~10时,PANI/F-Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene@PP SF柔性pH值传感器表现出良好的力学性能,其拉伸强度和断裂伸长率均比PP SF有所提高,灵敏度(-37.07 mV/pH)高,线性度(R2=0.98)好,具有低电位变化率(0.092 mV/h)和良好的重现性(灵敏度标准偏差为0.36%)。该研究可为基于聚丙烯纺黏非织造材料基材的柔性pH值传感器的研究提供参考。

壳聚糖-SiO_(2)气凝胶/纤维素/聚丙烯复合水刺材料的制备及其吸附染料性能

为制备用于有机染料废水处理的生物质材料,以纤维素纤维/聚丙烯(CF/PP)为基材,经氧化后与以壳聚糖(CS)和硅酸四乙酯(TEOS)为原料制备的CS-SiO_(2)混合溶液进行反应,再通过冷冻干燥得到CS-SiO_(2)气凝胶/氧化纤维素(OCF)/PP复合水刺非织造材料。对复合材料的形貌、结构和其对有机染料吸附性能进行测试与表征,结果表明:相较于CF/PP水刺非织造材料,CS-SiO_(2)气凝胶/OCF/PP复合水刺非织造材料表面出现明显的微孔结构,在OCF/PP水刺非织造材料表面出现了归属于CS和SiO_(2)的红外特征峰;当TEOS体积分数为25%时,制得的样品在30℃、pH值为7的条件下对亚甲基蓝(MB)的吸附效率可达99.63%,经5次重复使用后,其对MB的吸附效率仍保持在80.59%左右;相比于CF/PP水刺非织造材料,CS-SiO_(2)气凝胶/OCF/PP复合水刺非织造材料的拉伸强度和断裂伸长率略有下降。

牵伸和热处理对聚丙烯熔喷非织造材料结构和力学性能的影响

熔喷非织造工艺是将熔融的热塑性树脂直接制成超细纤维非织造材料的一步法生产工艺,然而,熔喷非织造材料较差的力学性能限制了其在某些领域的应用.通过自制的热处理设备,在一定牵伸条件下对熔喷试样进行不同温度的热处理,并对其结构和力学性能变化进行了分析.结果表明:经牵伸和热处理后,试样纵向断裂伸长率不断下降,强力不断提高,130℃热处理后的效果最优,纵向强力提高了45.2%;横向强力在热处理后下降,断裂伸长率随温度升高先增大后减小,在80℃时达到最大.因此,经过牵伸和热处理的熔喷非织造材料可适用于对材料纵向强力要求高的应用领域.

银/还原氧化石墨烯负载聚丙烯熔喷非织造材料的制备及抗菌抗静电性能

为了赋予聚丙烯(PP)熔喷非织造材料良好的抗菌和抗静电性能,使其在医疗卫生等领域得到更广泛的应用,首先利用聚多巴胺(PDA)和聚乙烯亚胺(PEI)对PP熔喷非织造材料进行表面改性得到P-PP,再通过微波辅助法负载银/还原氧化石墨烯(Ag/rGO)得到了Ag/rGO-P-PP复合熔喷非织造材料。同时制备了单独负载rGO、Ag的rGO-P-PP、AgP-PP和未经表面改性处理的Ag/rGO-PP材料。通过对复合材料的结构和性能表征,表明Ag/rGO成功负载到P-PP熔喷非织造材料的表面,得到的复合材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均大于99.99%,表面电阻率达到1.77kΩ,半衰期达到0.01 s。与rGO-P-PP、Ag-P-PP和Ag/rGO-PP相比,Ag/rGO-P-PP减少了纳米Ag的团聚,负载较均匀,抗菌和抗静电效果也最佳。

MoS_(2)@PP复合熔喷非织造材料的制备及吸附性能

通过水热法制备了二硫化钼(MoS_(2))纳米微球,再采用浸渍法将不同浓度的MoS_(2)负载到经聚多巴胺(PDA)改性后的聚丙烯(PP)熔喷非织造材料表面,制备MoS_(2)@PP复合熔喷非织造材料。结果显示:合成的MoS_(2)花状微球粒径为1μm左右,比表面积为22.77 m^(2)/g。将MoS_(2)负载到PP熔喷材料表面,当MoS_(2)的负载质量浓度为0.75 mg/mL时,MoS_(2)-0.75@PP复合熔喷材料对水体中罗丹明B(RhB)的吸附效率最高,约为99.00%,经5次循环吸附后,其对RhB的吸附效率仍有70.00%。MoS_(2)-0.75@PP复合熔喷材料对RhB的吸附过程是自发的,以化学吸附为主。与原PP熔喷材料相比,MoS_(2)-0.75@PP复合熔喷材料的力学性能仅有略微下降。

ZnO/CS@M-PP复合熔喷材料的制备及其抗菌抗紫外性能

为获得具有优异抗菌和抗紫外性能的聚丙烯(PP)熔喷非织造材料,采用溶胶—凝胶法制备纳米氧化锌(ZnO),然后通过聚多巴胺(PDA)和聚乙烯亚胺(PEI)对PP进行表面亲水处理,获得改性PP熔喷材料(M-PP),通过浸渍法将壳聚糖(CS)和ZnO依次负载在改性后的M-PP上,制备得到ZnO/CS@M-PP复合熔喷材料;对ZnO/CS@M-PP复合熔喷材料进行形貌、结晶结构、抗菌和抗紫外性能分析。结果表明:通过溶胶—凝胶法制备的纳米ZnO为梭状形貌,长度为200~600 nm,结晶结构完整,ZnO与CS均匀分布在M-PP的表面;随着ZnO质量浓度的增加,ZnO/CS@M-PP复合熔喷材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率随之提高,紫外线防护系数(UV protection factor,UPF)值也随之增加;当ZnO负载质量浓度为2 mg/mL时,ZnO/CS@M-PP复合熔喷材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率可达99.99%,UPF值为139.97。

基于受阻胺类光稳定剂的熔喷驻极体材料研究

为解决熔喷驻极体材料驻极稳定性差而导致过滤效率下降的问题,将受阻胺类光稳定剂（CB944）作为驻极添加剂,经与聚丙烯造粒处理,采用熔喷和驻极工艺制成聚丙烯熔喷驻极体材料,同时选用商用驻极母粒（HDET1200MB）制备聚丙烯熔喷驻极体材料,并对两者的相关性能进行测试和比较。研究结果表明：当CB944质量分数为0.1%~1%时,对聚丙烯熔喷驻极体材料的表面形态、纤维直径、孔径及其分布、透气性和过滤阻力等无明显影响;受阻胺和商用驻极母粒均可以提高聚丙烯熔喷驻极体材料的驻极稳定性和过滤性能稳定性;在相同处理条件下,普通聚丙烯熔喷驻极体材料、含CB944聚丙烯熔喷驻极体材料和含HDET1200MB聚丙烯熔喷驻极体材料的过滤效率分别下降10.35%、5.75%和2.66%。