绿色无氟超疏水材料研究进展

近些年来,很多科学家们受到自然界中荷叶,玫瑰花瓣等超疏水行为的影响和启发,开始模仿并制造出一系列超疏水表面。而氟类合成材料由于其显著的低表面能特性被主要用在超疏水涂层表面的制造生产。众所周知,氟类物质对人类健康以及环境问题都有着不小的危害,在全球化的今天,各国对于具有潜在危害的化学品更是提出来严格的律令。这促使研究人员采取更安全的路线,利用更加天然绿色的环保原料进行超疏水材料的合成研究。在这样的大背景下,本文将对无氟超疏水表面的近期研究成果及其应用前景进行综述。希望为未来绿色环保,无氟超疏水材料的创新发展及应用提供帮助。

橙活性成分改性生物基PA56纤维的制备及其性能

为研究生物活性成分对生物基PA56纤维性能的影响,萃取植物橙的活性成分(主要为柚皮甙),采用分子巢技术对橙活性成分进行负载和保护,制备橙活性成分改性PA56纤维。对改性纤维的形貌结构、力学性能、活性成分含量、抑菌性能和抗病毒性能等进行测试及分析。结果表明:分子巢粒径约100 nm,对活性物质的载物量达51.3%,均匀分布于纤维内部。改性纤维中柚皮甙的含量为(4.38±0.15)mg/kg,纤维断裂强度为(3.82±0.08)cN/dtex,纤维的抑菌率≥95%,针对H1N1病毒的抗病毒率为99.39%,抗氧化自由基清除率为42.35%,均显著优于对照纤维(p<0.01)。改性纤维具有良好的抑菌、抗病毒和抗氧化功效。

聚酯/二氧化硅/橙活性成分改性纤维的制备及其性能

为解决天然活性成分改性聚酯纤维生产过程中,天然成分不耐高温易损失导致功能下降的问题,通过分子巢技术将超临界CO_(2)萃取获得的橙活性成分装载入介孔SiO_(2)载体中,进而制备具有良好抑菌、抗病毒效果的聚酯/二氧化硅/橙活性成分改性纤维。对改性纤维的形貌结构、化学结构、力学性能、活性成分含量、抗菌性能和抗病毒性能等进行测试与分析。结果表明:制备的介孔SiO_(2)的尺寸为(100±5)nm,比表面积为729.7 m^(2)/g,平均孔径为2.55 nm;聚酯/二氧化硅/橙活性成分改性纤维的断裂强度为3.22 cN/dtex,纤维中橙活性成分柚皮甙含量为(0.41±0.05)mg/kg,抑菌率大于或等于91%,抗病毒率大于或等于99%,均显著优于普通聚酯纤维(p<0.01)。

茶活性成分改性涤纶的制备及其性能

绿色、健康和环境保护概念的兴起,对纺织品提出了安全性和舒适性的要求,但涤纶的生产过程温度过高且直接添加天然活性成分会导致其炭化失活。针对该问题,采用分子巢技术,对茶叶中的活性成分(儿茶素类)进行负载和保护,制备的茶活性成分改性涤纶具有良好的抗菌、抗病毒和抗氧化作用。采用扫描电镜、高效液相色谱分析、力学性能分析和功能测试开展研究得出:山东崂山绿茶(夏季采摘)含有优质的儿茶素类活性物质;介孔SiO_(2)对活性物质的载物量达60.7%;改性涤纶内部有分子巢分布,粒径约为100 nm。改性涤纶的断裂强度为3.36 cN/dtex,纤维中儿茶素类总含量为5.17 mg/kg,抗菌率≥91%,抗病毒率为99.51%,抗氧化自由基清除率为51.39%,显著优于对照纤维。

多孔SiO_(2)分子巢制备多功能涤纶纤维试验研究

针对传统PET材料不具备抗菌、不耐洗等问题,以煎煮法为基础,以草珊瑚、艾叶和薄荷为原料,制备含植物活性成分的溶液,其具有抗菌、杀菌的作用;以溶胶-凝胶法为多孔材料制备方法,用十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠表面活性剂为模板剂,正硅酸乙酯为有机硅源,氨水为催化剂,乙醇和乙醚为助溶剂,在水-乙醇-乙醚体系中合成多孔二氧化硅微球;然后,多孔二氧化硅微球与提取液混合制备含植物活性成分的多孔二氧化硅分子巢;最后以制备的多孔二氧化硅分子巢与普通的聚酯切片用熔融纺丝工艺进行造粒、纺丝,得到具有抗菌、杀菌和耐洗的多功能涤纶纤维。通过SEM微观观察和力学性能测试、抗菌试验、耐洗性测试,对上述制备的多功能涤纶纤维性能进行验证。结果表明:在模板剂总浓度为0.029mol·L^(-1)、V醇∶V醚=20∶20、两种表面活性剂比为4∶1时,得到的多孔SiO_(2)微球排列规整;当多孔二氧化硅分子巢掺量(质量分数)在0.5%~1%时,通过熔融共混纺丝得到的新型多功能涤纶纤维力学性能表现最优;当多孔二氧化硅分子巢掺量(质量分数)在1%时,得到的新型多功能涤纶纤维的抗菌性能达到87.9%。而二氧化硅分子巢掺量越高,纤维材料越耐洗。以上结果说明本试验制备涤纶纤维的方案可行。

Cu/MCC纳米纤维金属包芯纱在电磁屏蔽中的应用

采用共轭静电纺丝方法,将微晶纤维素纳米纤维(MCC)包裹在经等离子体处理的铜丝表面(Cu),形成纳米纤维金属包芯纱(Cu/MCC),其可有效屏蔽环境中的电磁波。微晶纤维素纳米纤维作为环保材料,吸湿透气,绿色无污染;同时具备强度高、比表面积大、尺寸小等纳米特性。研究发现:微晶纤维素纳米纤维紧密包覆在铜丝表面,纤维直径为0.7~1.8μm;包芯纱的断裂强力平均可达198 cN。经电磁屏蔽测试仪测定,包芯纱织成的织物电磁屏蔽性能最高可达48 dB,屏蔽效能较好,可有效预防中、低频电磁辐射。试验证明,Cu/MCC纳米纤维金属包芯纱具有良好的力学性能和电磁屏蔽性能。