静电纺聚合物基空气过滤材料的制备及其应用研究进展

静电纺聚合物基空气过滤材料由于其原料来源广泛,制备工艺简单,纤维直径及结构可控等优点,在改善环境污染和增强人体健康防护方面具有重要的意义.本综述从静电纺聚合物基空气过滤材料的过滤机制和制备方法出发,结合国内外最新研究进展,对其耐高温、可降解、自清洁、单向渗透、吸附及抗菌等不同功能进行了系统地归纳总结.最后,对静电纺聚合物基空气过滤材料在不同过滤领域的潜在优势和未来发展方向进行了展望.

甘油和偶氮二甲酰胺塑化热塑性淀粉基泡沫材料的制备及其性能研究

与传统石油基泡沫材料相比,淀粉基泡沫材料具备可降解、可再生、绿色无污染等优点,目前大部分的淀粉基泡沫材料普遍存在力学性能较差、泡孔分布不均匀、膨胀率及回弹率低等问题.在本研究中,以玉米淀粉为原料进行了塑化改性,得到糊状淀粉,利用冷冻置换的方法制备得到淀粉基泡沫材料,可解决淀粉泡沫材料吸水坍塌的缺点.优化制备工艺后,发现在塑化剂最佳添加量下,复合塑化剂的效果明显优于单一塑化剂,当塑化剂的含量为1.5%,偶氮二甲酰胺(Azodicarbonamide,AC)与甘油的比例为1∶1时,其塑化效果最好.所得的淀粉基复合泡沫材料,提高了淀粉的弹性与分布均匀性,对淀粉在泡沫材料的应用拓展了思路.

云母粒径对芳纶云母纸基绝缘材料性能的影响

以两种不同产地云母为原料,分别对其粒径、形貌、化学结构、结晶性能、热稳定性等表征分析,并制备出芳纶云母纸,研究云母粒径对纸张力学性能及绝缘性能的影响.结果表明,不同产地云母原料及其粒径对芳纶云母纸的性能具有较大影响,云母鳞片物相较纯,结晶度高,径厚比较大,剥片完整,有利于提高芳纶云母纸力学性能及绝缘性能,而不同粒径云母粉相较于云母鳞片来说其纯度较低,剥片程度低,碎片化严重,会降低芳纶云母纸性能.此外,随着粒径的降低,云母层片状结构受破坏进而产生细碎化,块状细颗粒增多,填充在纤维间阻碍芳纶纤维间的结合,导致芳纶云母纸力学性能及绝缘性能的下降.

纳米芳纶包覆碳纤维及其纸基材料力学性能研究

碳纤维及其复合材料因其出色的机械性能被作为结构材料广泛使用,然而,碳纤维的表面化学惰性限制了其进一步应用.基于多巴胺预处理碳纤维表面,进而实现芳纶纳米纤维对碳纤维的表面改性,并研究了改性纤维对复合纸基材料性能的影响.研究发现,碳纤维表面多巴胺预处理有助于碳纤维表面阳离子化,进而通过静电吸附作用辅助芳纶纳米纤维的包覆.利用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱仪(FTIR)、接触角测试仪、拉力试验机对处理后的碳纤维纸基材料的表面形貌、化学组分、亲水性和力学性能进行表征分析.结果表明,0.2%纳米芳纶纤维对碳纤维的包覆效果最好,经过纳米芳纶纤维改性的碳纤维使得碳纤维纸基材料具备良好的疏水性能(CA=112.4°)和力学性能(6.74 MPa).

聚酰亚胺材料界面活化及化学接枝研究进展

聚酰亚胺是人工合成的特种化学材料,具有高强、高模、耐高温、绝缘、阻燃等优异特性,被广泛用于航空航天、轨道交通、电气绝缘、高温过滤、特种防护等领域。然而,聚酰亚胺材料存在的界面活性低、化学惰性、表面光滑、疏水等问题,致使其与基体复合时分散性差、结合弱,限制了其发展。文中综述了聚酰亚胺材料界面活化的主要方法,在此基础上介绍了聚酰亚胺材料界面活性基团、接枝材料种类,探讨了现有聚酰亚胺材料界面活化及化学接枝策略的优缺点。最后,对聚酰亚胺材料未来的改性方向提出了展望。

KH-550改性纳米二氧化钛对芳纶纳米薄膜抗紫外及力学性能的影响

通过二甲基亚砜/氢氧化钾(DMSO/KOH)体系溶解宏观对位芳纶纤维(AF)制备芳纶纳米纤维(ANF),研究KH-550改性后的纳米TiO_2对芳纶纳米薄膜抗紫外及力学性能的影响。利用扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪、拉力试验机、耐黄变试验机等仪器对ANF薄膜及添加改性纳米TiO_2的复合薄膜的表面形貌、化学组分、耐热性能、力学性能和抗紫外性能等进行表征。结果表明,当纳米粒子的质量分数为4%时,复合薄膜的力学性能达到最高,其拉伸强度为139.83 MPa,相比ANF薄膜提高了24.23%;此外,经紫外光照射后,复合薄膜(4%)的拉伸强度为149.92 MPa,相比照射前提高了7.22%。研究表明,添加改性纳米TiO_2后,该复合薄膜的抗紫外及力学性能都得到了较大改善。

复合涂层改善对位芳纶纸亲水性能的研究

利用一种多巴胺(DA)/正硅酸乙酯(TEOS)复合涂层,通过沉积的方法改善对位芳纶纸的表面惰性,提高其亲水性能.采用原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)观察其表观形貌,发现处理后的纸页表面变得更加粗糙,且表面有细小颗粒的生成,之后利用能谱仪(EDS)、热重分析仪(TGA)对纸页的元素分布及热稳定性进行表征和分析,进一步证明复合涂层的成功涂覆.最后经过动态吸收接触角测量发现,其接触角由未处理时的96.80°变为39.98°,亲水性能显著提高.

高导热氮化硼/芳纶沉析复合薄膜的制备及性能

利用多巴胺(DA)的氧化自聚合特性,对六方氮化硼(h-BN)进行表面修饰,并以多巴胺改性后的氮化硼(h-BN@PDA)为导热填料,对基体芳纶沉析纤维(AF)进行填充,通过真空辅助抽滤法制备多巴胺改性氮化硼/芳纶沉析(h-BN@PDA/AF)复合薄膜,并对其微观形貌、表面官能团、导热性能、绝缘性能及力学性能进行研究.结果表明,聚多巴胺(PDA)包覆在h-BN表面,并引入活性基团,与AF纤维产生氢键,改善了两者的界面结合,显著提高了复合薄膜导热性能及绝缘性能.当h-BN@PDA含量为70%时,h-BN@PDA/AF复合薄膜的导热系数为1.36 W/(m·K),与纯芳纶沉析薄膜相比,导热系数的增幅约为697.65%,体积电阻率为5.96×10^14Ω·m,拉伸模量高达287.19 MPa.

基于真空辅助层层自组装的透明柔性纳米芳纶薄膜的制备

通过二甲基亚砜(DMSO)-KOH体系溶解宏观芳纶纤维(AF)成功制备了直径为40~50nm、长度为2~5μm的纳米芳纶纤维(NAF),并利用SEM、TEM、FTIR、Raman和XRD对NAF和AF的微观形貌、化学结构、结晶结构进行了分析。结果表明,NAF与AF具有相似的化学结构,同时NAF保留了AF大部分的结晶结构,只是纤维尺寸有一定的差异。通过真空辅助层层自组装法制备了具有层状致密结构的NAF复合薄膜,该薄膜展现出很好的透明、柔性、耐温性和力学性能,具有一定的亲液性能(接触角为81.5°)及优异的抗液体渗透和抗液体吸收性能。