电子辐射技术对涤纶织物的抗老化改性研究

合成了具有聚合性能的紫外吸收剂单体2-羟基-4-丙烯酯基二苯甲酮(HAB),采用辐射工艺制备了抗老化涤纶织物。探究了不同辐射量和单体浓度对增重率的影响。优化的整理工艺为:辐射量为260kGy,单体质量浓度为10%,增重率可以达到(7.5±0.2)%。接枝后的织物用红外光谱和扫描电镜进行表征,并测试了抗老化性能。结果表明,UPF值达235±15,经过300h的紫外照射后强力保留率可以达到(68.3±2.5)%。UPF值较传统工艺接枝改性织物提高了38,是未整理的织物的4.5倍;光照后织物的强力保留率较未整理织物提高了30%,比传统方法接枝改性织物提高了8%。经电子辐射工艺改性的涤纶织物具有更好的抗老化性能。

茶多酚/聚乳酸复合纳米纤维膜的制备及抗菌性能研究

采用静电纺丝技术,分别制备了聚乳酸(PLA)质量分数为8%的纳米纤维膜及茶多酚(TP)质量分数分别为0.5%、0.75%和1%的茶多酚/聚乳酸复合纳米纤维膜。借助扫描电子显微镜(SEM)观察和红外光谱分析,并利用振荡烧瓶法测试薄膜的抗菌性能。SEM图分析表明,添加TP对纳米纤维形态的分布影响不大。由红外光谱图分析可知,复合纳米纤维膜中确实存在茶多酚。抗菌结果表明,茶多酚/聚乳酸复合纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有良好的抗菌作用,并且随着纺丝液中TP含量的增加,抗菌性能不断提高,对金黄色葡萄球菌的抗菌效果也更好。

磁控溅射法制备纳米Ag薄膜的AFM分析和导电性能

在室温条件下,采用磁控溅射法在PET纺粘非织造布上制备了纳米Ag薄膜,用原子力扫描显微镜(AFM)分析溅射功率、溅射真空室气压等工艺参数对纳米Ag薄膜结晶状态、粒径的影响;研究了溅射工艺参数与薄膜导电性能之间的关系。实验结果表明,在室温下,随着溅射功率增加,纳米Ag薄膜Ag粒子尺寸增大,功率为120 W时,薄膜导电性能最好;随着反应气体压强增加,Ag粒子直径变小,薄膜的导电性能变差。

聚乳酸纳米纤维的电纺制备及影响因素

为实现聚乳酸(PLA)纳米纤维的电纺制备,采用理论分析与实验探究相结合的方式,以聚合物溶解理论分析确定了聚乳酸静电纺丝的较理想溶剂,以聚合物射流理论分析计算出静电纺丝的相关工艺参数;以理论分析所得数据为基础,实验探究了聚乳酸质量分数和纺丝工艺参数对纤维形貌和直径的影响。结果表明,在PLA质量分数10%,纺丝距离17 cm,纺丝电压18 kV,纺丝流速1.0 mL/h条件下,可制备连续光滑均匀且直径为587 nm的PLA纤维,理论最优电场强度与实验最优电场强度的偏差仅为5.02%,较好地证明了理论分析的有效性。

复合结构防护口罩材料的制备及性能研究

利用静电纺丝技术,在粘胶水刺非织造基表面沉积时长分别为9min、11min、13min、17min、21min、25min、29min,质量分数为13%的醋酸纤维素(CA)载药纳米纤维,药物为没食子酸(GA),再在表层覆盖丙纶纺粘非织造布,作为复合结构防护口罩材料。采用扫描电镜对非织造布及载药纳米纤维膜进行形貌表征,测试其孔径大小及分布,并进行了过滤效率、过滤阻力、抗菌性能测试。结果表明:在实验范围内,纳米纤维连续均匀,负载药物后的纳米纤维比纯CA纳米纤维直径稍粗,但直径更加均匀;随纺丝时间延长,复合结构材料孔径变小、孔径分布更均匀;并且对1μm以下的粒子的过滤效率从24.12%提高到69.76%左右,但对过滤阻力影响不大;复合结构材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈宽度分别达到1.40cm和2.30cm,具有良好抗菌抑菌性能。

甲壳素纳米晶须/聚乳酸纳米纤维膜对草莓保鲜效果的影响

采用静电纺丝法,制备一种具有良好保鲜作用的甲壳素纳米晶须/聚乳酸(CNW/PLA)纳米纤维膜,分别用PE保鲜膜、纯PLA纳米纤维膜及CNW/PLA纳米纤维膜对草莓进行包装处理,并在贮藏期间,观察草莓的外观变化,测定其腐烂指数、失重率、可滴定酸含量及维生素C质量分数的变化来比较各种包装材料对草莓保鲜效果的影响。结果表明:CNW/PLA纳米纤维膜可在一定程度上延缓草莓的失重、抑制可滴定酸质量分数及维生素C质量分数的下降,具有显著的抗菌保鲜效果。

TiO_2/聚乳酸复合纳米纤维膜对草莓保鲜效果的研究

采用静电纺丝技术,制备了聚乳酸(PLA)纳米纤维膜和TiO2/PLA复合纳米纤维膜,作为一种新型保鲜材料。分别采用PE保鲜膜、PLA纳米纤维膜和TiO2/PLA复合纳米纤维膜对草莓进行包装处理,通过观察草莓在贮藏期间的外观变化,测定其失重率、腐烂指数、可滴定酸含量以及抗坏血酸(VC)含量的变化来研究各种包装材料的保鲜效果。结果表明:TiO2/PLA复合纳米纤维膜对草莓的保鲜效果最佳,能够在一定程度上降低草莓的重量损失和腐烂指数、延缓草莓中可滴定酸含量和抗坏血酸(VC)含量的下降,有助于延长草莓的贮藏期限。

磁控溅射制备纳米结构银抗菌非织造布

采用磁控溅射技术在丙纶基非织造布表面沉积0．5～3nm厚的纳米结构银薄膜，实现纺织材料表面抗菌功能化。采用振荡烧瓶法，测试了非织造布基纳米银薄膜样品的抗菌性能；同时利用原子力显微镜（AFM）分析了纳米银薄膜的表面形态。结果表明，随着纳米结构银薄膜厚度的增加，样品的抗菌效果逐渐增强。从纳米银薄膜表面形态结构可以看出，纳米结构银薄膜由极其微小的均匀性较好的粒子组成，基本呈连续覆盖状态，随着溅射时间的延长，纳米银颗粒粒径呈增大趋势。

氩气压强对PET基磁控溅射银膜结构及导电性能的影响

在室温条件下,采用磁控溅射法在PET纺粘非织造布上制备了纳米Ag薄膜,用原子力显微镜(AFM)表征磁控溅射真空室压强对纳米Ag薄膜结晶状态、粒径的影响;研究了溅射工艺参数与薄膜导电性能之间的关系。实验结果表明:在该实验范围内溅射速率随压强的增大先增大后减小;薄膜方块电阻的变化规律与溅射速率的变化规律一致;薄膜颗粒直径随压强的增大先增大后减小,但在压强大于1.5Pa时,薄膜颗粒直径随压强变化未呈现明显的变化规律。

PAN/CA复合纳米纤维膜的制备及性能表征

为了研究聚丙烯腈/二醋酸（PAN/CA）复合纳米纤维膜的截滤性能,以N,N-二甲基乙酰胺（DMAC）为溶剂,将PAN/CA以质量比分别为100/0、90/10、80/20共混配制成质量分数为10%的溶液,以静电纺丝技术,制备PAN/CA复合纳米纤维膜。借助扫描电镜（SEM）及相关测试软件,测出复合纳米纤维的平均直径分布在300~400nm之间,可纺性较好;傅里叶红外（FT-IR）测试结果显示：PAN与CA在晶区是不相容的,无定区有部分分子级相容,但相容程度不高;复合纳米纤维膜的力学性能和滤菌性能测试表明：存在一个较好的PAN/CA质量比,当PAN/CA质量比为90/10时,纳米纤维膜的强伸性较好;在实验范围内,纳米纤维膜对金黄色葡萄球菌的截滤效率高达97%。

壳聚糖/聚乳酸复合纳米纤维的制备及抗菌性能研究

采用静电纺丝技术制备聚乳酸(PLA)质量分数为8%的纳米纤维及壳聚糖(CS)与聚乳酸(PLA)质量比为1/5、1/10、1/15、1/20、1/40的复合纳米纤维。借助扫描电子显微镜(SEM)观察和红外光谱(FT-IR)分析,并利用振荡烧瓶法测试抗菌性能。结果表明:CS的含量对纳米纤维的形态影响很大,且PLA与CS能很好地复合;复合纳米纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有良好的抗菌作用,当CS与PLA质量比大于1/10时,对2种菌的抑菌率达90%以上。

纳米银抗菌非织造布研究

自制了抗菌粉体分散体系，通过后整理技术实现了非织造布材料的抗菌功效。采用抑菌圈法，测定了抗菌非织造布材料的抗菌效果，通过实验分析了非织造布纳米银粉含量与抗菌效果之间的关系，确定了适合不同纤维材质的纳米银粉用量范围，即丙纶基非织造布4％-6％（o．w．f），粘胶基非织造布6％-10％（o．w．f），棉基非织造布3％-6％（o．w．f）。

PET基纳米Ag薄膜导电及电磁屏蔽性能研究

为了研究纳米Ag薄膜厚度对导电及电磁屏蔽性能的影响,采用磁控溅射法在PET非织造布上制备了不同厚度的纳米结构Ag薄膜,用原子力显微镜(AFM)分析不同厚度纳米结构Ag薄膜形貌及粒径的变化;研究了纳米Ag薄膜厚度与薄膜导电性能及屏蔽性能之间的关系;并用网络测试仪测试了不同厚度样品的电磁屏蔽效能。实验结果表明:在100 MHz^1200MHz内,100 nm的PET基纳米Ag薄膜的电磁屏蔽效能在20.7 dB^29.3 dB之间,50 nm以上的PET基纳米Ag薄膜的电磁屏蔽率均达到98%以上。

磁控溅射制备稀土激活TiO_2复合抗菌非织造布

采用低温射频磁控溅射技术在PET基非织造布表面沉积TiO2与稀土Nd的纳米结构复合薄膜,以宽化纳米TiO2的吸收光谱,使其在可见光照射的情况下具有较好的抗菌效果,实现纺织材料表面的抗菌功能化。利用振荡烧瓶法分别测试了TiO2薄膜、稀土Nd薄膜以及TiO2与稀土Nd复合薄膜的抗菌性能。实验结果表明:在纳米TiO2薄膜中掺杂一定量的稀土Nd可有效提高其抗菌性能。XRD、AFM等测试结果表明,PET非织造布基材上沉积的纳米结构TiO2/Nd复合薄膜为结晶度较好的锐钛矿型TiO2,生长模式是多层生长形式。

含银PA6纳米纤维的制备及抗菌性能研究

以次磷酸钠还原硝酸银制得银溶胶,按不同比例加入到质量分数为12%的聚己内酰胺(PA6)/甲酸溶液中,通过静电纺丝制备含银PA6纳米纤维毡,分析了纤维的表面形貌和抗菌性能。结果表明:当纤维中银质量分数为0.1%时,PA6纳米纤维对大肠杆菌的抑菌率达95%以上。扫描电镜和原子力显微镜分析表明,含银PA6纳米纤维比PA6纳米纤维平均直径稍粗,直径分布更集中,纤维直径为80～100 nm,但其表面有明显的褶痕,粗细节较多,不如PA6纳米纤维光滑。

醋酸纳米纤维夹心材料的制备及截滤性能研究

利用静电纺丝技术,在熔喷非织造布上分别沉积1、3、5、7、9min质量分数为10%的醋酸(CA)纳米纤维膜,并以纳米纤维膜为芯、制备熔喷非织造物为表里层的夹心材料。采用扫描电镜对CA纳米纤维膜及夹心材料进行形貌表征,测试孔径大小及分布,并对透气性和滤菌等截滤性能进行测试。结果表明:在实验范围内,纳米纤维连续均匀,直径分布在250～300nm之间;夹心材料孔径变小、孔隙分布均匀,孔径由10μm下降到3.5μm以下;纺丝时间对夹心材料透气性及滤菌性能有显著影响,但纺丝时间在1～5min范围内,对透气率影响较少,而滤菌效果明显改善;在纺丝时间为5min时,夹心材料透气率仅下降38mm/s,细菌过滤效率由27%左右提升至80%以上,可应用于医用口罩及其他防护产品。

圆盘式旋流纺输送管道流场与成纱质量的关系

输送管道是圆盘式旋流纺设备的重要构件之一,具有输送、伸直、分离纤维的作用。设计了5种输送管道,用数值模拟的方法分析了输送管道内的流场分布,以及输送管道的流场分布与成纱质量的关系,并通过纺纱实验进行了验证。实验结果表明,通过适当减小输送管道底面和水平面的夹角,选择合适的输送管道的出口面积和进口面积比,可以改善管道中的气流分布,提高成纱质量。

等离子体预处理对丙纶基材溅射银薄膜的影响

采用磁控溅射技术,在丙纶(PP)非织造布基材表面沉积厚度为0.5～2nm的银薄膜,研究氩等离子体预处理对PP基材沉积银薄膜后表面形貌和抗菌性能的影响。原子力显微镜(AFM)分析表明,经氩等离子体处理后的纤维表面有明显的刻蚀痕迹,沉积的银粒子分布均匀、不易团聚;X射线能谱仪(EDX)分析表明,经氩等离子体预处理后,PP非织造布表面沉积的银粒子总量增加,表面沉积1nm厚的银薄膜,对大肠肝菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别达到99.96%和100%。

醋酸纳米纤维膜的制备及性能表征

为了研究醋酸纳米纤维膜的形貌及截滤性能,采用静电纺丝技术制备出纺丝液质量分数分别为11%、13%和15%的纳米纤维膜。利用原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)及相关分析软件分析了不同质量分数纳米纤维膜的直径分布及形态。在实验范围内,醋酸纳米纤维的平均直径为200～900nm,均匀性较好,具有较好的可纺性。同时研究了纺丝液不同质量分数的纳米纤维膜的吸水和滤菌性能,测试结果表明,纳米纤维膜具有优良的滤菌性能,且随着纺丝液质量分数的提高,吸水和滤菌性能均有不同程度的下降,这与纳米纤维直径的变化是一致的。

聚乳酸／茶多酚复合纳米纤维膜抗菌机理

将茶多酚(TP)与聚乳酸(PLA)共混,采用静电纺丝方法制备PLA/TP复合纳米纤维膜。通过红外光谱(FT-IR)测试、抑菌圈法及流式细胞仪(FACS)对复合纳米纤维膜的成分、抗菌性能及抗菌机理进行研究。FT-IR测试结果验证了PLA/TP复合纳米纤维膜中通过价键的结合使两者复合在一起。抗菌测试结果显示:随着TP含量增加,复合纳米膜抗菌性能提高。对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈宽度分别从3.67cm和3.71cm增加到5.17cm和5.67cm。FACS结果表明:PLA/TP复合纳米纤维膜对比纯PLA纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的PI染色率明显增加,分别从0.78%和1.45%增加到6.47%和9.26%,揭示了PLA/TP复合纳米纤维膜能够破坏菌体细胞膜的完整性,最终导致其死亡。