MWCNTs/PAN微纳米纤维膜的制备及其层合板的电磁屏蔽性能

将不同质量分数的多壁碳纳米管(MWCNTs)加入聚丙烯腈(PAN)溶液中进行静电纺丝,制备MWCNTs/PAN微纳米纤维膜,采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺将其制备为层合板复合材料,测试电磁屏蔽性能.测试结果表明:对于含有一层纳米纤维膜的层合板,当MWCNTs质量分数为25%时,电磁屏蔽效能最大,可达5.96dB;随着MWCNTs质量分数的增加,吸收波峰对应的频率向低频转移,当把含有不同MWCNTs质量分数的层合板叠加,测得叠加后的电磁屏蔽效能约等于单独每块层合板的电磁屏蔽效能之和,此时吸收波峰对应的频率随着层合板层数的增加向高频转移.

静电纺PVDF/PAN共混纳米纤维膜对含油污水的过滤性能

制备不同共混比的静电纺聚偏氟乙烯/聚丙烯腈(PVDF/PAN)纳米纤维膜.应用扫描电子显微镜分析膜的表面形态,并测试共混纤维膜的亲水性、孔径及对自制乳化油污水的过滤效率.试验结果表明:随着PAN共混比例的增加,共混膜的纤维直径减小;共混膜的水接触角随PAN共混比例的增加呈明显下降趋势,下降幅度为30°,亲水性改善效果明显;共混膜的平均孔径为0.784~2.070μm;测得共混膜的纯水通量为4 019~5 340L/(m^2·h),约是PVDF商品超滤膜的30倍;共混膜对乳化油的截留率最高达到95.31%,稍小于PVDF商品超滤膜的97%.

聚多巴胺涂覆改性聚丙烯腈纳米纤维膜及其油水分离性能

以聚多巴胺(PDA)为涂层剂,静电纺聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜为基体,制备了PDA/PAN纳米纤维复合材料,测试多巴胺涂层处理对复合材料的表面形貌、力学性能、孔径分布、纯水通量与乳化油截留率等相关性能的影响。研究结果表明:涂层后的静电纺纳米纤维断裂强度明显增加;膜纯水通量明显增大,在涂层液质量浓度为1 mg/mL时静电纺纳米纤维膜纯水通量最高达到14 656L/(m^2·h),较未改性纳米纤维膜增加63%;在涂层液质量浓度为1.5mg/mL时纤维膜获得了最小孔径,其乳化油截留率也达到最佳值(96.1%),同时可以保证高水通量和高乳化油截留率。

溶液性质交互作用对静电纺纳米纤维形态的影响

研究静电纺丝的溶液性质,探讨溶液黏度、表面张力和电导率3种溶液性质间的交互作用及其对静电纺纳米纤维形貌及直径的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)对制备的纳米纤维的表观形态和直径进行表征,采用SPSS分析软件对聚合物溶液多种性质的交互作用进行分析,并得出纳米纤维直径的预测公式。通过调整溶液性质,可实现对静电纺纤维形貌及直径的调控,这对于纳米纤维可纺性的研究以及结构调控具有重要意义。

高效低阻聚丙烯腈/石墨烯纳米纤维膜的制备及其抗菌性能

为了提高聚丙烯腈(PAN)基材料的过滤性能,采用静电纺丝的方法制备了含有不同质量分数石墨烯的PAN/石墨烯纳米纤维复合材料。并对复合材料的过滤效果及抗菌性能进行研究,探讨气流量及孔径分布对过滤效果的影响。研究结果表明:当氧化石墨烯(GO)的质量分数为0.3%时,纺制的纤维平均直径为103 nm,复合膜的过滤性能最好;纳米复合材料的过滤效率随气流量的增加而减小,孔径尺寸分布在1.3~1.7μm之间时最有利于过滤效率的提高;当GO和还原性氧化石墨烯(r GO)质量分数均为0.3%时,PAN/GO纳米复合材料比PAN/r GO纳米复合材料的过滤性能好,PAN/GO和PAN/r GO纳米复合材料对大肠杆菌的抑菌率分别为32.4%和40.5%,对金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为45.8%和56.7%。

PAN/SWCNTs复合纳米纤维纱线的制备及其性能

采用改进的静电纺丝装置,分别制备了纯聚丙烯腈(PAN)纳米纤维纱线和不同单壁碳纳米管(SWCNTs)质量分数的PAN/SWCNTs复合纳米纤维纱线.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶红外-拉曼光谱仪和X射线多晶衍射仪分别对复合纳米纤维纱线进行了形貌和直径表征、分子结构分析、结晶结构分析,并测试了不同SWCNTs质量分数对复合纳米纤维纱线力学性能的影响.结果表明:不同SWCNTs质量分数的PAN/SWCNTs复合纳米纤维纱线均具有良好的形态且沿着纱线轴向有序排列;随着SWCNTs质量分数的增加,纱线和纤维的直径均呈现减小的趋势,并且纤维中的串珠增多;碳纳米管沿纤维轴向均匀分布;碳纳米管的加入没有产生新的特征峰,但PAN的峰值有所减弱或增强;碳纳米管的加入改变了PAN的结晶性能;当SWCNTs质量分数为5%时,复合纳米纤维纱线的拉伸强度达到最高值为24.25 MPa.

变色响应聚丙烯腈纳米纤维膜的制备及其过滤性能

采用静电纺丝制备刚果红-聚丙烯腈变色响应纳米纤维膜.通过电导率、变色响应、微观结构形貌、过滤及孔径等测试,分析不同质量分数的刚果红对纺丝性能、膜过滤性能的影响,并利用目视比色法,检测纳米纤维膜对HCl气体的变色响应情况.结果表明:纳米纤维膜的过滤性能不受刚果红质量分数的影响;当刚果红质量分数为0.5%时,聚丙烯腈纤维膜暴露在HCl气体中,5s内可明显由粉色变为蓝紫色;当纺丝时间为16 min时,纤维膜滤效为98.48%,滤阻为248.92Pa.

多肽改性二醋酸纤维素纳米纤维的制备及抗菌性能

通过固相合成技术合成抗菌多肽(peptide),将其接枝到二醋酸纤维素(CDA)上,成功制备了改性二醋酸纤维素(CDA-g-peptide)。通过静电纺丝技术,制备出二醋酸纤维素纳米纤维和改性二醋酸纤维素纳米纤维。扫描电子显微镜图显示,CDA和CDA-g-peptide在外观形貌上存在一定差异。强力拉伸曲线表明,CDA纳米纤维膜的断裂强力大于CDA-g-peptide纳米纤维膜的断裂强力,但二者的断裂伸长率相近。以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为代表,研究CDA-g-peptide纳米纤维的抗菌性能及其抗菌稳定性,试验结果表明,CDA-g-peptide纳米纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为98.4%和98.7%,且经振荡处理不同时间后,抑菌率没有显著下降。由此表明,CDA-g-peptide纳米纤维具有稳定优异的抗菌性能,在服用纺织品和医用纺织品领域具有潜在的应用前景及优势。

无针式碟形静电纺丝喷头不同圆周倾角的模拟与试验

设计一种新型无针式碟形静电纺丝喷头用以制备亚微米纤维。建立不同圆周倾角的碟形喷头几何模型,利用ANSYS Maxwell 3D电磁学分析软件模拟无针式碟形喷头的电压及电场强度分布,探究无针式碟形喷头不同圆周倾角对亚微米纤维直径及产量的影响。结果表明:碟形喷头边缘处的电场强度最大,在施加电压一致时,圆周倾角越大则碟形喷头边缘的电场强度越大;纺丝液与水平面夹角随着圆周倾角的增大而增大;利用不同质量分数的聚丙烯腈(PAN)溶液进行纺丝,随着PAN质量分数的增加,亚微米纤维直径增加;随着碟形喷头圆周倾角的增加,亚微米纤维直径减小,产量增加。

静电纺PVDF/CA混纺膜的制备与性能分析

用静电纺丝技术制造多层织物系统不具有的纳米材料结构,开发多元化的防水透气材料。采用静电纺丝法制备聚偏氟乙烯/醋酸纤维素(PVDF/CA)共混纳米纤维膜,探索共混膜的优化制备工艺。对混纺膜的基本性能和防水透气性能进行测试分析,结果表明,共混膜的优化制备工艺参数为:静电纺丝纺丝液的质量分数13%,溶剂DMAC和丙酮的体积比6/4,电压13 k V,接收距离17 cm,纺丝液流量0.6 m L/h。当其溶质PVDF和CA的质量比为90/10时,混纺膜的综合性能较优,虽然透气性能略微下降,但其防水性能、耐静水压和力学性能有很大改善。