PAN/Cellulose复合纤维制备碳纤维的研究

以聚丙烯腈(PAN)/纤维素(Cellulose)复合纤维为碳纤维前驱体,通过预氧化、碳化工艺处理,制备了PAN/Cellulose基复合碳纤维,对前驱体复合纤维PAN/Cellulose与所得碳纤维的结构及性能进行了研究。结果表明:相比PAN纤维,PAN/Cellulose复合纤维的结晶度和晶粒尺寸减小,环化反应活化能降低了约40 k J/mol;Cellulose具有促进石墨化的效果,PAN/Cellulose基复合碳纤维的电阻率较PAN基碳纤维提高了112.7%,这将有助于拓展PAN基碳纤维在民用隔热材料领域的应用。

高通量醋酸纤维素复合膜的制备及性能测试

以醋酸纤维素(CA)为膜阻隔层,聚羟基丁酸/戊酸酯共聚物(PHBV)作为膜支撑层,利用静电纺丝法制备出复合膜。研究了醋酸纤维素质量分数、溶剂配比、电压,以及CA与PHBV复合比(体积比)对纤维形态及复合膜性能的影响,并通过扫描电镜表征了CA纤维膜的表面形貌。研究结果表明,当CA的质量分数为12%,溶剂丙酮与N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)体积比为1/1,纺丝电压为14 k V时,CA纤维膜形态均匀,并呈现独特的双纤维直径交错结构。这种结构的膜材料有利于在提高水通量的同时,保持其较好的截留率。同时,当CA/PHBV的复合比为10/10时,复合膜的水通量能达到104数量级,截留率可以达到87%。

小檗碱在聚丙烯腈/醋酸纤维素复合纤维染色中的应用

为拓展小檗碱的应用领域,对小檗碱理化性能进行研究,并将小檗碱应用于聚丙烯腈/醋酸纤维素复合纤维染色。通过正交试验对聚丙烯腈/醋酸纤维素复合纤维小檗碱染色工艺进行优化,测定了上染速率曲线和吸附等温线,并测试了染色后聚丙烯腈/醋酸纤维素复合纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌性能。结果表明:小檗碱能溶于水,在p H值3~11范围内耐酸碱稳定性好,在120℃以下热稳定性好;小檗碱对聚丙烯腈/醋酸纤维素复合纤维染色吸附等温线呈Langmuir型,小檗碱染色半染时间为15. 5 min,平衡上染百分率为97%;最佳染色工艺为:染色温度为100℃,染色保温时间为40 min,染色p H值为8;染色后聚丙烯腈/醋酸纤维素复合纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率均可达到92%以上。

醋酸纤维素纳米级纤维复合纱制备及性能研究

探讨一种醋酸纤维素纳米级纤维复合纱的基本性能。选用涤纶长丝和醋酸纤维素片作为原料,利用静电纺丝方法制备了不同浓度的醋酸纤维素纳米级纤维,并将其复合在涤纶长丝表面制成复合纱,测试了该复合纱的外观形貌、强伸性能、芯吸性能和回潮率。结果表明,取向排列的醋酸纤维素纳米级纤维完全覆盖在涤纶长丝表面,所得复合纱的强伸性能、芯吸高度和回潮率都高于涤纶长丝,但随着溶液浓度的增加,由于纳米级纤维直径增加,复合纱的芯吸高度和回潮率略有降低。认为醋酸纤维素纳米级纤维复合纱既具有涤纶长丝较高的强伸性能,又具有纳米级纤维较大的比表面积和较高的孔隙率,可用于开发功能性纳米级纤维纺织品。

复合静电纺超细聚丙烯腈纳米纤维的制备

为获得比常规静电纺丝纤维直径更细的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维,采用复合静电纺丝方法制备了聚丙烯腈/醋酸丁酸纤维素(PAN/CAB)复合纳米纤维,再溶解掉复合纳米纤维中的CAB组分,得到超细PAN纳米纤维并对其进行氨基化改性后用于吸附直接红23(DR23)染料。研究了PAN和CAB的混合比例、纺丝溶液质量分数和纺丝液挤出速度3个因素对所得PAN纳米纤维直径的影响,并比较了常规静电纺和复合静电纺制备出的PAN纳米纤维改性后的染料吸附量。实验结果表明:该方法制得的PAN纳米纤维的平均直径在50~80 nm范围内,其中当PAN和CAB的质量比为15∶85、纺丝溶液质量分数为15%、纺丝液挤出速度为1.5 m L/h、纺丝电压为10 k V、接收距离为20 cm时,得到的PAN纳米纤维的平均直径为50 nm;改性后纳米纤维对DR23的平衡吸附量达833 mg/g。

溶剂对聚丙烯腈/纤维素纳米晶复合纤维性能的影响

采用硫氰酸钠水溶液(NaSCN/H_(2)O)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)3种溶剂制得聚丙烯腈(PAN)/纤维素纳米晶(CNC)复合纤维,通过紫外分光光度计评价了CNC/溶剂的分散性和分散稳定性,并研究了纤维的聚集态结构及力学性能、吸湿性能。结果表明:CNC在DMF溶剂中分散性最佳,放置24 h稳定性良好;以DMF为溶剂制备的PAN/CNC纤维的CNC结构取向度最高,PAN(100)晶面的晶粒尺寸最小,具有最好的力学性能,断裂强度达到551.3 MPa,较纯PAN纤维提升34%;CNC质量分数为10%的PAN/CNC纤维在25℃、相对湿度80%时的吸湿率比纯PAN纤维提高2.55%。

多孔蒙脱土/醋酸纤维素复合纤维膜的离心纺构筑及其在重金属离子吸附中的应用

为制备出一种绿色环保、重金属离子吸附性能良好的多孔醋酸纤维素(CA)复合纤维膜,选用天然吸附材料蒙脱土(MMT),以CA为基材,通过离心纺丝技术,设计制备MMT/CA多孔复合纤维膜,并将所得纤维膜应用于重金属离子吸附。采用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FTIR)、X射线光电子能谱仪(EDS)、热重分析仪(TGA)和原子吸收光谱仪(ASS)对复合纤维的形貌结构及吸附性能进行表征。结果表明:在溶剂DCM/DMSO质量配比8∶2时成功制备出具有多孔结构的MMT/CA复合纤维膜;随着MMT质量分数的增加,其Cu2+吸附量也随之增大,当质量分数为3%时最大Cu2+吸附量为44.243 mg/g,并且经过5次解吸循环后,仍保持有80%以上的吸附效果。

剑麻增强醋酸纤维素复合材料的制备与性能研究

对剑麻(SF)进行乙酰化处理以改性纤维结构和性能,得到改善纤维(ASF)。并通过挤出、模压工艺制备了剑麻增强醋酸纤维素(CA)复合材料。从纤维长度、结构、热性能等方面研究改性和加工工艺对 SF 的影响,同时研究了复合材料的力学性能。研究结果表明,SF 和 ASF 使复合材料的拉伸性能和弯曲性能都得到了一定的增强。尽管ASF/CA 复合材料在强度和模量上比 SF/CA 复合材料稍有逊色,但是由于 ASF 与基体相容性提高、柔韧性改善,从向其 ASF/CA 复合材料在断裂伸长率和冲击性能上优于 SF/CA 复合材料。

回收乙酸纤维素改性聚乳酸复合纤维制备及性能

采用熔融纺丝法制备回收乙酸纤维素(R–CA)改性聚乳酸(PLA)复合纤维(PLA/R–CA),采用差示扫描量热仪、扫描电子显微镜、热失重分析等对复合纤维进行了详细表征,考察了R–CA含量对复合纤维力学性能、热稳定性、熔融和降解行为的影响;以R–CA含量为15%的PLA/R–CA复合纤维为中试原料制备过滤棒,评估了复合丝束过滤棒对不同蒸汽和烟气的吸附性能。结果表明,随R–CA含量增大,复合纤维力学性能呈先增大后降低的趋势,当R–CA含量为10%时,拉伸强度最高为5.7 cN/dtex,断裂伸长率下降;同时,R–CA的加入导致复合纤维的热稳定性逐渐下降,冷结晶受限,降解速率增大。复合纤维丝束滤棒对极性和非极性气体均具有较高的吸附能力,在绿色烟用滤嘴材料方面具有一定的应用前景。

静电纺/熔喷醋酸丁酸纤维素复合膜的制备及性能研究

采用熔喷法及热轧处理制备醋酸丁酸纤维素(CAB)非织造布;然后以体积比64的丙酮与乙酸为溶剂,通过静电纺丝制备CAB纳米纤维并沉积在熔喷CAB非织造布表面,制得静电纺/熔喷CAB复合膜;对复合膜的孔径、过滤效率和透气性进行测试。结果表明:当纺丝溶液CAB质量分数为30%,纺丝电压为18kV,喂液速率为0.2mL/h,接收距离为21cm时,静电纺CAB纳米纤维平均直径及直径变异系数最小,分别为359nm和16.06%;熔喷CAB非织造布的孔径主要分布在10μm左右,对1μm气溶胶粒子的过滤效率为51.393%,在使用∅8喷嘴时透气率为1856mm/s;静电纺/熔喷CAB复合膜的孔径分布在1.7~2.2μm,对1μm气溶胶粒子的过滤效率达96.433%,在使用∅8喷嘴时透气率为735mm/s;相比熔喷CAB非织造布,静电纺/熔喷CAB复合膜的最大孔径、最小孔径、平均孔径均减小,孔径分布区间相对较窄,过滤效率提高,透气率下降。

铁化合物功能化复合纤维的制备及其缓释CO性能

CO缓释材料对CO药用价值研究具有重要意义。本文以二甲基乙酰胺、丙酮为溶剂,铁化合物[Fe(η^(5)-Cp)(CO)_(2) I]为铁基一氧化碳释放剂(FeCORM),醋酸纤维素(CA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为基体聚合物,通过静电纺丝技术制备了不同FeCORM含量的微纳米复合纤维材料,并通过ATR-FTIR、UV-vis DRS、SEM等技术对有关材料进行了表征。研究了这些材料在不同光源(蓝、绿、红)照射下CO释放行为,分析了其CO释放动力学,并定量分析了不同材料释放CO的量。结果表明:复合纤维材料释放CO的速率与FeCORM含量及光源波长有关,一般含量越低、波长越短则释放速率越快;其释放过程符合一级动力学模型,表观速率常数(k_(obs))在1.59~0.11 min^(−1)之间、半衰期t_(1/2)在0.4~6.3 min左右。复合纤维材料释放CO的剂量y与FeCORM的质量百分含量x间呈良好线性依赖关系,满足方程式y=0.0284x−0.0158。