醋酸纤维素纳米纤维复合气凝胶的制备及性能研究

以醋酸纤维素(CA)为原料,通过静电纺丝制备CA纳米纤维;将CA纳米纤维在去离子水中形成均匀的分散体,然后在分散液中引入N-羟甲基丙烯酰胺(HAM),通过冷冻、热处理制备CA纳米纤维/HAM复合气凝胶(CNFA);探讨了HAM添加量对CNFA力学性能和隔热性能的影响。结果表明:当纺丝液CA质量分数为15%时,静电纺CA纳米纤维表面光滑无串珠,平均直径为247 nm;CNFA在微观上呈现多孔结构和相互连接的纳米纤维网络;随着分散液中HAM含量逐渐增加,CNFA的压缩应力和导热系数逐渐增加,HAM质量分数从0.11%增加到0.55%,CNFA在应变为60%时的压缩应力从1.08 kPa提高到2.48 kPa,导热系数从27.67 mW/(m·K)增加到32.31 mW/(m·K);CNFA具有简单的力学可操控性、良好的形状稳定性及优越的隔热阻冷性能。

醋酸纤维素纳米纤维膜的改性及性能研究

在生产纳米纤维过程中最常用的方法是静电纺丝,另外纳米纤维优点是表面面积大,孔隙率高,在重金属离子吸附区域具有良好的应用前景。(CA)纳米纤维膜,来自乙酸纤维素的胺化纳米纤维膜和来自氨基纤维素的乙酸纤维素膜与碳纳米管的膜生产醋酸纤维素。因此,本文主要研究和分析了醋酸纤维素纳米纤维膜的改性和性能。

醋酸纤维素/SiO_(2)纳米纤维复合气凝胶的制备及性能研究

以醋酸纤维素(CA)为原料,引入封闭水性异氰酸酯(BIC)与双马来酰亚胺树脂(BMI)双重交联,通过静电纺丝制备得到CA/BMI/BIC纳米纤维;将SiO_(2)纳米纤维作为无机增强相添加至CA/BMI/BIC纳米纤维的分散液中,通过冷冻干燥技术和热处理工艺制备CA/BMI/BIC/SiO_(2)复合气凝胶(CBBSiNFA);探讨了SiO_(2)纳米纤维的添加量对于CBBSiNFA力学性能、隔热性能和阻燃性能的影响。实验结果表明:随着分散液中SiO_(2)纳米纤维添加量的逐渐增加,CBBSiNFA的压缩应力、比强度、导热系数和阻燃性能逐步提高;当SiO_(2)/CA/BMI/BIC纳米纤维的质量比由0.2增加至1.0后,CBBSiNFA在60%应变下的压缩应力由0.53 kPa提高至2.25 kPa,导热系数由29.00 mW/mK增加至31.02 mW/mK,且CBBSiNFA-1.0压缩循环1000次后杨氏模量与最大应力都保持在初始量的97%以上,塑性形变为9.6%;CBBSiNFA具有良好的力学可调控性、弹性、隔热以及阻燃性能。

静电纺丝制备CA纳米纤维及其碱处理

纤维素不易溶于普通溶剂,难以直接静电纺丝得到纤维素纳米纤维(CNF),故首先采用静电纺丝制备醋酸纤维素(CA)纳米纤维,然后对其进行碱处理以制备CNF,研究了碱溶液组成、浓度及时间对处理效果的影响,分析了CA纳米纤维和CNF的结晶结构及热学性能。结果表明,当氢氧化钠碱溶液中v(乙醇)∶v(水)=2∶1、处理液浓度为0.5 mol/L、处理时间为0.5 h时,处理效果最佳。经过碱处理得到的CNF表面均匀光滑,平均直径为583 nm,具有纤维素Ⅰ型和Ⅱ型晶体结构的特征,无明显玻璃化转变温度。