改性聚乙烯醇-乙烯共聚物纳米纤维膜对重金属离子的吸附性能

为改善重金属离子对环境的破坏作用,制备了改性聚乙烯醇-乙烯共聚物(PVA-co-PE)纳米纤维膜用于重金属离子吸附。探讨了重金属初始浓度、吸附时间及pH值对改性膜重金属吸附量的影响。结果表明:经罗丹宁改性后的纳米纤维膜对Hg^(2+)的吸附属于Langmuir吸附等温线,遵从准二级方程,即化学吸附;当pH=3时,改性膜对Hg^(2+)的平衡吸附量最大为17.26 mg/g,且具有一定的可循环利用性。此外,改性膜具有较好的抗菌性,对混合重金属溶液(Hg^(2+)和Pb^(2+))也具有一定的吸附能力,为重金属废水的处理提供一种有效方法。

羊毛角蛋白/聚乙烯醇纳米纤维膜的制备及其性能

从废旧羊毛中提取羊毛角蛋白对于资源再利用具有重要意义。针对羊毛角蛋白分子量低,难以直接纺丝等问题,将羊毛角蛋白与聚乙烯醇共混制备纺丝液,最后通过静电纺丝制备羊毛角蛋白/聚乙烯醇纳米纤维膜。利用旋转流变仪对羊毛角蛋白/聚乙烯醇纺丝液的黏度进行了分析,利用扫描电镜对羊毛角蛋白/聚乙烯醇纳米纤维的微观形貌进行了表征,采用数字源表对其传感性能进行了测试。结果表明:当聚乙烯醇与羊毛角蛋白的质量比为7∶3时,纺丝黏度适中,获得的纳米纤维粗细均匀,直径约240 nm。羊毛角蛋白/聚乙烯醇纳米纤维膜在手指弯曲运动时产生2.1 V输出电压,可感知人体生理信号,有望应用于柔性传感领域。

同轴静电纺美藤果油/聚乙烯醇纳米纤维膜的制备及其性能

目的 提高美藤果油在纤维膜中的负载量,提升其在食品活性包装或生物医药方面的应用潜力。方法 通过同轴静电纺丝技术制备具有核壳结构的美藤果油(Sacha inchi oil,SIO)/聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)纳米纤维膜。采用单因素实验和正交试验探究PVA的质量分数、施加电压、接收距离和壳层流速等纺丝条件对SIO负载量的影响。通过扫描电镜、透射电镜和傅里叶红外变换光谱表征纳米纤维的形态及性能,测试并分析加入SIO后纤维膜的力学性能、亲水性能和抗氧化活性。结果 通过正交试验得到了纤维膜的最佳纺丝条件,PVA的质量分数为12%,施加电压为22 kV,接收距离为16 cm,核壳流速比为0.1 mL/h∶1.4 mL/h。在此条件下可以成功制备以SIO为核层,以PVA为壳层的具有明显核壳结构的形貌较好、直径分布均匀,SIO负载量为67.79%的纳米纤维膜。SIO的加入使纤维膜的拉伸强度提高了2.51倍,水接触角减小了14.04°,抗氧化活性提高了2.6倍。结论 采用同轴静电纺丝技术成功制备了具有明显核壳结构的纳米纤维及纤维膜,该膜的SIO负载量高,加入SIO后纤维膜的力学性能、亲水性能和抗氧化活性均得到改善。

再生丝素蛋白/聚乙烯醇共混取向纳米纤维膜的制备与性能

为进一步提升取向纳米纤维膜在纺织生物医学领域的应用潜力,以再生丝素蛋白(RSF)和聚乙烯醇(PVA)为原料,通过静电纺丝制备取向纳米纤维膜。通过单因子及正交试验确定最优纺丝参数,并对取向纳米纤维膜的形貌、化学结构、力学性能、热稳定性能等进行研究。结果表明:静电纺丝最优纺丝参数为选甲酸为溶剂,滚筒转速2400 r/min,纺丝液质量浓度0.16 g/mL,纺丝电压23 kV,出液速度0.6 mL/h,接收距离17 cm;RSF与PVA之间存在一定相互作用,使RSF中部分无规结构向α螺旋结构转变;与相同纺丝时间下得到的无取向纳米纤维膜相比,取向纳米纤维膜的特点为断裂强力更高,是无取向纳米纤维膜的2倍以上,孔径更大,集中在0.5μm附近;取向结构对纳米纤维膜热稳定性基本无影响。

钛酸丁酯溶胶-凝胶法交联改性聚乙烯醇纳米纤维膜的研究

采用静电纺丝技术制备聚乙烯醇纳米纤维膜,结合溶胶-凝胶法制备二氧化钛对纳米纤维膜进行交联改性。分析交联前后材料表面形貌、表面化学基团变化以及耐水性和热性能。研究纳米纤维膜对模型污染物罗丹明B的吸附和光催化降解性能。结果表明:交联改性后材料耐水性显著提高,纤维形貌保持不变,材料表面化学基团无显著变化,材料热分解温度提高。交联改性后的纳米纤维膜材料容易吸附罗丹明B,紫外光照射下材料具有一定的光催化降解性能。

聚乙烯醇/纳米纤维素复合膜的渗透汽化性能及结构表征

将聚乙烯醇/纳米纤维素(PVA/NCC)复合膜应用于乙醇-水混合溶液的渗透汽化脱水过程,探讨了纳米纤维素对膜的溶胀性能、机械性能和渗透汽化性能的影响;利用原子力显微镜(AFM)探测了纳米纤维素的形貌特征;采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)对膜结构和热性能进行了表征.研究结果表明,棒状的纳米纤维素与PVA基体间形成了强烈的氢键作用且均匀分散在PVA基质中;纳米纤维素的加入提高了膜的熔融温度,增加了膜的热稳定性,有效地抑制了膜的溶胀,并提高了膜的机械性能;在PVA中添加纳米纤维素可以提高膜的渗透汽化分离性能,用纳米纤维素含量为2%的复合膜在80℃时分离体积分数为90%的乙醇水溶液,膜的分离因子达到347,比未加入纳米纤维素时提高24%;而渗透通量为288 g/(m2.h),比未加入纳米纤维素时下降11%.

聚乙烯醇/纳米纤维素晶体复合膜热学性能

以微晶纤维素(MCC)为原料,通过硫酸水解得到纳米纤维素晶体(NCC),再将纳米纤维素晶体与聚乙烯醇复合共混制备聚乙烯醇/纳米纤维素晶体复合膜,研究复合膜的热学性能,同时采用场发射透射电镜(FETEM)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、原子力显微镜(AFM)、热重分析(TG)、差示扫描量热仪(DSC)等仪器对纳米纤维素晶体及其复合膜进行表征与分析。结果表明:所制得的纳米纤维素晶体直径约2～24nm,50～450nm长,呈棒状;由FE-SEM图可观察到纳米纤维素晶体与聚乙烯醇具有良好的界面相互作用,但在较大添加量7%时,NCC出现部分团聚,与基体的相容性下降;由TG和DSC分析说明NCC与PVA基体可较好相容,形成了热稳定性较好的复合膜,但当NCC添加量较大时,由于团聚使复合膜热稳定性下降。

纤维素纳米纤维对聚乙烯醇复合膜性能的影响

采用TEMPO氧化法制得直径4~10 nm,长径比达100以上的蔗渣纤维素纳米纤维(CNF),并利用CNF与聚乙烯醇(PVA)制备CNF/PVA复合膜,研究了添加甘油或聚乙二醇(PEG-400)对CNF/PVA复合膜透光率及力学刚性性能的影响。结果表明,CNF/PVA复合膜能兼具纯CNF膜的高机械强度和纯PVA膜的高延展性,CNF含量为25%的CNF/PVA复合膜在400~700 nm波长范围内的透光率达90%以上,杨氏模量为4.72 GPa的同时断裂伸长率可达6.92%;添加甘油或PEG-400会降低膜的机械刚性而提高膜的拉伸性能,两者均会降低膜的透光度。

熔融-拉伸法制备亲水聚丙烯/聚乙烯醇缩丁醛中空纤维膜

以聚丙烯(PP)为基材,聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为亲水改性剂,聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)为增容剂,通过熔融-拉伸法(MS-S)制备亲水PP/PVB中空纤维膜.采用差示扫描量热(DSC)和水接触角(WCA)测试考察了PVB添加量对PP/PVB共混物结晶行为及亲水性的影响;采用广角X射线衍射(WAXD)和小角X射线散射(SAXS)研究了PP/PVB中空纤维热处理后片晶微观结构;采用场发射扫描电镜(FESEM)观察了PP/PVB中空纤维膜内表面孔结构的变化,测试了PP/PVB中空纤维膜的孔隙率及纯水通量.研究结果表明,随着PVB含量的增加,PP/PVB共混物的WCA从103°降低到76°,表明PP/PVB共混物亲水性得到明显改善.同时,PVB可以起到异相成核作用,但由于MAH与PVB发生键合作用,过量添加PVB会阻碍PP分子链段运动,导致晶体结构不完善,这与WAXD和SAXS分析结果相同.PP/PVB2.5(PVB质量分数为2.5%)中空纤维膜热处理后结晶度、片晶取向度、厚度及Shish-kebab结构完善度均高于纯PP样品.对应膜孔隙率为66%,纯水通量达到320 L/(m2·h),比纯PP膜提高了76.8%.

纳米纤维素增强聚乙烯醇/水性聚氨酯静电纺膜的研究

采用TEMPO(2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物自由基)氧化纤维素纳米纤维(TOCNs)作为聚乙烯醇(PVA)/水性聚氨酯(WPU)静电纺膜的增强剂。研究中使用拉伸实验研究TOCNs的增强作用,此外还使用扫描电子显微镜、红外光谱仪、热重分析仪及差示扫描量热仪等对静电纺膜进行结构性能表征。扫描电镜观察发现当纳米纤维素加入量为5%(质量分数)时,其在聚合物基质中分散良好,所得静电纺纳米纤维保持了良好的形态。此外,加入5%(质量分数)的纳米纤维素能够将材料的抗张强度提高44%,且纳米纤维素的加入对材料的热稳定性也有一定的改善,纳米纤维素起到一种纳米填料的效果。鉴于PVA、WPU、TOCNs均为亲水性,无毒且具有生物相容性的物质,所得静电纺膜在组织支架及伤口护理材料等方面具有潜在应用。

聚乙烯醇与纤维素纳米晶体复合膜材料的制备与性能研究

以聚乙烯醇作为基体聚合物,纤维素纳米晶体悬浮液作为添加物,制备了纳米复合膜材料。纤维素纳米晶体悬浮液与聚乙烯醇混合均匀后通过溶解浇铸、蒸发溶剂制备复合膜。并对纤维素纳米晶体的结构、形貌,以及纤维素纳米晶体的添加量对复合膜性能的影响进行了分析与表征。检测结果表明,纤维素纳米晶体为棒状结构,长约200 nm,直径约20 nm,制备的纳米复合膜均匀稳定。随着纤维素纳米晶体添加量的增加,复合膜的热稳定性提高,拉伸强度增强。

浸渍纳米纤维素膜增强聚乙烯醇的研究

通过酸碱、机械相结合的处理方法从木粉中提取出高长径比纳米纤维素,再利用真空过滤的方法制备高强度透明纳米纤维素膜。所得纳米纤维素膜浸渍到聚乙烯醇水溶液后真空干燥制得纳米纤维素膜/聚乙烯醇复合膜。经检测,纳米纤维素膜增强型聚乙烯醇的弹性模量提高了200%;纳米纤维素膜的透光率为86.9%,复合膜的透光率高达84.8%。

聚乙烯醇-低分子右旋糖酐纳米纤维的制备及其性能研究

采用静电纺技术,制备了纯聚乙烯醇(PVA)和担载了不同量抗凝血药物低分子右旋糖酐(Dex-40)的载药纳米纤维膜,研究了药量对膜血液相容性的影响。借助扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱仪(FT-IR)观察纤维形貌、分析膜的组分;用电子万能强力仪测试了膜的力学性能;以溶血、动态凝血实验研究了药物和药量对膜血液相容性的影响。结果表明:可纺性较好的纺丝液浓度为PVA10%、药粉1%,PVA和药粉能很好地融合在一起,载药膜的拉伸强度稍高于纯PVA膜,但断裂伸长率有所下降。添加药粉后,载药膜的溶血率低于5%,且内源性凝血因子被激活的程度低,膜的血液相容性显著改善。

纳米纤维素晶体的制备及其对聚乙烯醇薄膜的增强性能研究

以黏胶纤维为原料,通过硫酸水解法制备了纳米纤维素晶体（V-NCC）.再以共混溶液浇铸法将V-NCC悬浮液与聚乙烯醇（PVA）混合,制备了纳米纤维素晶体/聚乙烯醇（V-NCC/PVA）复合膜材料.采用纳米粒度仪、透射电子显微镜（TEM）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、热重分析（TGA）、差示扫描量热仪（DSC）等对纳米纤维素晶体及其复合膜材料的结构、形貌、力学及热学性能进行了分析与表征.结果表明：V-NCC呈现棒状形态,长度主要集中在50～ 200 nm,直径主要集中在5～20 nm;V-NCC/PVA复合膜的拉伸强度较纯PVA膜有显著提升,当V-NCC质量分数为2％时,复合膜拉伸强度较纯PVA膜增大87.6％;同时V-NCC的添加可以一定程度增加复合膜的热稳定性.

H_4SiW_(12)O_(40)/乙烯-乙烯醇共聚物复合纳米纤维膜的制备及光催化性能

利用静电纺丝技术制备了H_4SW_(12)O_(40)(SiW_(12))/乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)复合纳米纤维膜. X射线能谱(EDX)和红外光谱(IR)表征结果表明,Si W12负载到EVOH纤维膜中,且其Keggin结构完好无损.Si W12/EVOH复合纳米纤维膜在氙灯光源照射下对甲基橙(MO)表现出优异的光催化活性.当EVOH与Si W12的质量比为2∶1时,MO降解率可达96. 3%.复合纳米纤维膜优异的光催化活性主要归于EVOH与Si W12的协同相互作用.复合纤维膜具有良好的可重复使用性,循环使用3次后,其光催化活性没有明显下降.因此,Si W12/EVOH复合纳米纤维膜在去除废水中有机染料方面具有广阔的应用前景.

芳纶纳米纤维增强聚乙烯醇复合膜的制备与性能

以芳纶纤维Kevlar@49为原料,在温和条件下制备了芳纶纳米纤维分散体（ANFS）,并利用分散体制备了芳纶纳米纤维/聚乙烯醇（ANFs/PVA）复合膜。通过傅里叶红外光谱（FTIR）仪、差示扫描量热（DSC）仪、原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜（SEM）、电子万能试验机及透光度/雾度测定仪等考察了复合膜的微观结构、热学、光学及力学性能。FTIR证明,复合膜中ANFs与PVA具有一定的分子间氢键作用,促进了ANFs在PVA基体中的分散。由AFM和SEM可以清晰观察到直径为20~30 nm的芳纶纳米纤维分散体,并且通过SEM观察到复合膜表面较为平整。当芳纶纳米纤维质量分数为6.0%时,复合膜的抗拉强度为17.86 MPa,断裂伸长率为442%;透光度为82.63%,雾度为27.56%;玻璃化温度,熔融温度和结晶温度分别为75.20、208.82和174.51℃,表明其透光性良好,力学和热学性能达到最佳。

载银纳米纤维素/聚乙烯醇复合膜的制备及性能研究

目的制备一种具有良好力学性能和抑菌性能的新型抗菌聚乙烯醇复合膜。方法通过酸水解微晶纤维素制备纳米纤维素,经高碘酸钠氧化获得醛基纳米纤维素,加入银氨溶液原位合成载银纳米纤维素(Ag-DCNC)。以聚乙烯醇(PVA)为成膜基底,加入Ag-DCNC共混流延制备载银纳米纤维素/聚乙烯醇复合膜。结果 Ag-DCNC体积分数为3%时,复合膜的拉伸强度比纯PVA膜提高了8.8%。Ag-DCNC体积分数为5%的复合膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有较好的抑菌效果。结论载银纳米纤维素/聚乙烯醇复合膜具有较好的力学强度,对2种细菌均有良好的杀菌效果。该材料不但具有良好的性能,而且合成工艺简单,可以作为一种很有前途的抑菌膜用于包装行业。

树脂填充乙烯-乙烯醇共聚物中空纤维膜的制备

以乙烯-乙烯醇共聚物(EVAL)为基质材料,阴离子交换树脂D301R为功能性颗粒,采用干-湿法制备了树脂填充EVAL中空纤维膜,并考察了凝固浴温度、聚合物质量分数对纯水通量、牛血清白蛋白(BSA)截留率的影响.实验结果表明,铸膜液中EVAL质量分数为18%,离子交换树脂质量分数为24%,凝固浴温度在40～50℃时所制备的树脂填充EVAL中空纤维膜具有较高的纯水通量和BSA截留率.

静电纺丝法制备聚乙烯醇纳米纤维膜及其交联处理

用化学方法和物理方法对聚乙烯醇(PVA)纳米纤维膜进行交联处理,并且用SEM、DSC和XRD分别对不同的纳米纤维膜样品进行表征。结果表明:煅烧处理的PVA纳米纤维膜的结晶度提高,抗溶解性能良好。

Fenton法制备的纤维素纳米纤丝在聚乙烯醇复合膜中的应用研究

利用Fenton试剂预处理溶解浆原料,高压均质后获得Fenton氧化纤维素纳米纤丝(Fenton Cellulose Nanofiber,F-CNF),随后采用溶液浇铸法制备了F-CNF添加量为1%~20%的F-CNF/PVA复合膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(CLSM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、万能力学实验机、溶胀实验、热重分析仪(TGA)等对复合膜的微观形貌、化学结构变化、力学性能、吸水溶胀性、热稳定性等进行了分析表征。结果表明,F-CNF与PVA分子间产生了大量的氢键缔合并发生了缩醛反应,两者具有良好的界面相容性,F-CNF可在PVA基质中均匀分散;添加F-CNF后,显著提高了复合膜的拉伸强度和弹性模量,降低了复合膜的吸水溶胀率,提高了其热稳定性。当F-CNF添加量为15%时,复合膜的拉伸强度为65.27 MPa,弹性模量为1460.32 MPa,与PVA膜相比,分别增加了217.77%和830.69%。