纳米TiO2/Ag复合水性温敏聚氨酯整理剂的应用研究

采用原位负载法制得纳米TiO2/Ag复合水性温敏聚氨酯(TiO2/Ag-WTSPU)乳液,将其用于织物整理,测试了整理织物的表面形貌、力学性能、抗紫外线及抗菌等性能,结果表明:整理后织物的力学性能、抗紫外线性以及抗菌性均增强,且随着纳米TiO2、Ag含量增加,各项性能更优异,当纳米TiO2、Ag含量均为0.4％时,织物的断裂强力和拉伸长度分别为393.2 N、42.2 mm;织物的紫外防护系数为53.7,长波紫外线透过率为4.96％;对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌的抑制效果良好;且织物在20～30℃透湿量增加较明显,显示较好温敏特性,织物在40℃时的透湿量达2480 g/(m2·d).     

Ag~+注入对TiO_2薄膜光催化、抗菌和亲水性能的影响

为提高TiO2材料的光催化能力,采用匀胶法在载玻片上制备TiO2薄膜,通过离子注入技术在TiO2薄膜表面掺杂Ag+,离子注入时加速电压为40kV,注入剂量分别为5×1015、1×1016、3×1016、6×1016和1×1017ions/cm2.以甲基橙为降解物,研究了Ag+注入对TiO2薄膜紫外光作用下光催化效率的影响,并通过大肠杆菌在紫外光照射下的存活率考察了Ag/TiO2薄膜的抗菌效率.此外,利用接触角测量仪测量Ag/TiO2薄膜分别在避光和紫外光照射下水接触角的变化情况,研究了Ag+注入对TiO2薄膜亲水性的影响.实验结果表明:注入剂量为1×1016ions/cm2时,TiO2薄膜光催化效率最高,与未注入薄膜比较提高了约1.26倍.此外,适量的Ag+注入有利于TiO2薄膜抗菌效率的提高,并改善了薄膜的亲水性能,紫外光作用下,薄膜具有最佳抗菌性和亲水性时,Ag+的注入剂量为3×1016ions/cm2.     

透氧纤维素膜的制备及其性能研究

以NMMO(N–甲基吗啉–N–氧化物)工艺为基础,在纤维素溶液中加入CaCO3并在成膜后酸洗去除,制备具有适当透气度的纤维素膜.通过控制CaCO3的粒径和添加量,探讨纤维素膜透氧性能和拉伸性能的变化.结果表明:随着CaCO3的加入,纤维素膜的透氧系数增大,拉伸强度、断裂伸长率和透明度总体呈下降趋势.CaCO3添加量一定时,CaCO3粒径越大,透氧系数越大,拉伸强度和透明度越小.     

水热法制备Ag/TiO_2纳米复合材料及其抗菌性能

采用水热晶化法制备Ag掺杂量不同的Ag/TiO2纳米复合抗菌材料.用XRD、SEM等手段表征Ag/TiO2复合材料的晶相和形貌.研究光源、Ag掺杂量、紫外光照时间、不同实验菌种等因素对Ag/TiO2纳米复合材料抗菌性能的影响.结果表明,通过不同水热温度制备出来的纳米Ag/TiO2复合材料中的TiO2都以锐钛矿晶型存在;在无光照的情况下,纳米Ag/TiO2复合材料有较强的抗菌性能,当n(Ti)∶n(Ag)=1∶0.2时,有最佳抗菌效果;长波紫外灯照射12 h后,由于Ag+被还原,复合材料总的抗菌性能有所下降.     

Ag纳米颗粒修饰TiO2阵列薄膜的制备及其气敏性能研究

以钛酸丁酯为钛源,用水热法在透明导电衬底FTO上制备金红石相TiO2纳米阵列薄膜,以AgNO3为银源,用化学还原法制备尺寸可控的金属Ag纳米颗粒,将所制备的金属Ag颗粒修饰TiO2纳米阵列薄膜.研究Ag纳米颗粒的表面修饰对TiO2纳米阵列薄膜气敏性能的影响.实验结果表明,室温下,18nm金属Ag纳米颗粒修饰后的薄膜对氢气的灵敏度增加,响应和恢复时间减小,气敏性能明显优越于修饰前的薄膜.     

电源功率对SiO_x薄膜包装材料阻隔性影响的研究

研究了电源功率对磁控溅射制备的SiOx薄膜阻隔性的影响,获得了电源功率与薄膜阻隔性的变化曲线.实验结果表明,电源功率与SiOx薄膜的阻隔性成非线性关系,在电源功率为1 600 W时SiOx薄膜阻隔性最好,透氧率为0.01 cm3/(m2·kPa·24h),透湿率为0.003 g/(m2·kPa·24h).通过对3组不同电源功率下SiOx薄膜的红外光谱进行检测分析,得到薄膜的阻隔性与SiOx分子结构有关,x(1≤x≤2)越大阻隔性越好,x=2时,SiOx分子结构形成的薄膜阻隔性最好.     

高强度聚酰亚胺/Ag复合纳米纤维的制备与表征

采用电纺及热亚胺化技术制备了聚酰亚胺/Ag纳米纤维复合材料, 用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)对纤维表面形貌及结构进行了表征, 并研究其电学性能及力学性能. 结果显示, 随着Ag含量的增加, 复合纳米纤维膜的电导率逐渐提高. 当Ag的质量分数为35%时, 复合纳米纤维膜的导电率为2.8 μs/cm, 同时其拉伸强度高达240 MPa.     

棉织物水热法纳米二氧化钛表面改性

采用水热合成技术,使用硫酸钛和尿素直接在棉织物纤维表面包覆纳米TiO2颗粒薄膜.借助SEM、XRD、FT-IR、DSC和TG对棉纤维改性前、后的表面形貌、结构和热学性能进行了表征,并测定了织物反射光谱、拉伸、吸水和光催化活性.研究结果表明,棉织物经过硫酸钛尿素水热改性之后,纤维表面包覆了一层锐钛矿型纳米TiO2颗粒薄膜,由平均粒径2.0 nm的纳米颗粒聚集成100nm以上的球形颗粒,并通过物理吸附方式附着在纤维表面.改性后的织物热起始分解温度和吸热熔融峰温度均有所降低.具有抗紫外线能力和光催化活性,吸水性能也有所增强,但由于织物尺寸发生收缩,断裂强力有所减小,断裂伸长率有所增加.     

Cu~(2+)/TiO_2纳米溶胶制剂光催化性能

以无机钛盐为原料,采用凝胶-溶胶法,制备二氧化钛纳米溶胶和掺入不同质量分数铜的Cu2+/TiO2纳米溶胶,对其进行表征。通过对甲基蓝光催化降解,对Cu2+/TiO2纳米溶胶和TiO2纳米溶胶的光催化活性进行比较,考察了聚合反应时间、表面活性剂、光照时间和强度、薄膜厚度、掺入铜离子浓度等因素对TiO2溶胶光催化活性的影响。结果表明,掺铜TiO2纳米溶胶的光催化活性较高,光催化性能优良,铜掺杂量为0.5%时效果较好。     

磁性聚四氟乙烯密封材料的制备及性能

以纳米Fe3O4为主要增强填料,采用冷压成型和烧结固化工艺制备磁性聚四氟乙烯(PTFE)密封材料.分析不同纳米Fe3O4填充量对材料抗拉强度、断裂伸长率、硬度、线膨胀系数等性能的影响.结果表明:纳米Fe3O4填充量对材料性能具有显著影响,随填充量的增加,硬度增大,抗拉强度先增大后减小,断裂伸长率和线膨胀系数迅速下降.当纳米Fe3O4质量分数为5%时,填料在PTFE基体中分散性较好,硬度和拉伸强度均有所提高,断裂伸长率下降38%,线膨胀系数下降18%,PTFE密封材料性能得到提高.     

PLA/热塑性淀粉和PLA/亚麻纤维可降解复合材料的性能研究

使用熔融共混方法,制备了PLA/热塑性淀粉(PLA/TPS)和PLA/亚麻纤维(PLA/FF)复合材料.研究结果表明,随着热塑性淀粉或者亚麻纤维用量的增加,PLA复合材料的拉伸强度和断裂伸长率都有所降低;而PLA的结晶速率呈现显著增大,并且晶粒细化;添加热塑性淀粉或者亚麻纤维,能够增加PLA复合材料的降解速率.     

柠檬酸基聚酯/聚乳酸共混物的力学性能

通过缩聚反应制备一种可生物降解的柠檬酸基聚酯（PEGCA）,采用转矩流变仪将不同反应程度的PEGCA与聚乳酸（PLA）共混,制备出一种可完全生物降解的柠檬酸基聚酯/聚乳酸共混物,考察了共混物的拉伸、冲击和弯曲性能,并采用扫描电子显微镜观察其形貌.结果表明：PEGCA对PLA的增韧效果明显,使得共混物的断裂伸长率可达316%,冲击强度提高了近7倍;在不同的应变速率下,PEGCA/PLA共混物的力学性能不同,增大应变速率,将使共混物的拉伸强度提高,断裂伸长率降低;不同反应程度的PEGCA在PLA基体中的分散性不同,低反应程度的PEGCA的分散性较差,其共混物在较高变形速率下表现出更优异的韧性和延展性.     

碱浸处理对壳聚糖膜性质的影响

分别通过浇铸-蒸发法和浇铸-蒸发-碱浸法制备了壳聚糖膜,采用扫描电镜(SEM)、Fourier红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)对膜的微观结构进行了表征,并分析了碱浸处理对膜的外观形貌、厚度、拉伸强度、断裂伸长率、可挥发物含量、接触角、水蒸气透过系数、总溶解物含量和溶胀指数等性质的影响.结果表明:碱浸处理将膜中的壳聚糖乙酸盐还原为壳聚糖,降低了膜中共价键的振动强度,但对膜的表面形貌没有影响.壳聚糖膜经过碱浸处理后,其厚度、可挥发物含量、总溶解物含量、溶胀性都减小,其接触角、拉伸强度、断裂伸长率都增大.碱浸法处理提高了壳聚糖膜的机械性能和防水性能.研究结果为经过碱浸处理的壳聚糖膜的实际应用提供了技术依据.     

文冠果壳纤维/高密度聚乙烯复合材料的力学性能

 为了充分拓展文冠果壳在复合材料领域的应用,优化其复合材料的制备工艺,探索力学性能随纤维质量分数的变化规律,采用未处理的纤维作为对比,将文冠果壳纤维表面进行碱、硅烷偶联剂及碱-硅烷偶联剂处理。采用双螺杆挤出机熔融共混与注塑成型的方法,制备文冠果壳纤维/高密度聚乙烯复合材料。考察了制备工艺、纤维质量分数对复合材料拉伸强度、断裂伸长率、弹性模量和冲击强度的影响。研究表明,经过二次双螺杆熔融共混,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率提高。随着纤维质量分数的增加,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率降低,弹性模量增加,冲击强度呈波浪状变化。复合材料断面上纤维断裂机制和剥落机制并存。     

聚乳酸聚氨酯嵌段预聚体增韧聚乳酸/热塑性聚氨酯共混物的研究

本研究合成了聚乳酸聚氨酯嵌段共聚物预聚体(PLA-b-PUP),以其作为聚乳酸(PLA)和热塑性聚氨酯(TPU)的活性相容剂,通过原位反应增容制备了PLA/TPU/PLA-b-PUP超韧共混物。通过拉伸试验、冲击试验、SEM、FT-IR、DSC和TGA研究了共混物的力学性能、热性能和增韧机理。结果表明,PLA-b-PUP中的异氰酸酯基团与PLA和TPU上的活性基团发生了反应,显著改善了PLA/TPU共混物两相界面的相容性。随着PLA-b-PUP的加入,共混物中PLA的玻璃化转变温度和相对结晶度逐渐降低,当PLA-b-PUP的质量分数为PLA/TPU共混物的4%时,共混材料的断裂伸长率和缺口冲击强度分别达到无相容剂时的8.12倍和2.73倍,表现出良好的增容增韧效果。添加PLA-b-PUP后,共混物的初始分解温度有所降低,但最快分解温度有所提高。     

新型完全生物降解农膜的田间降解性能研究

研制和开发可降解农膜是解决白色污染最有效的途径。为研究生物降解农膜的田间降解行为,本文系统考察了在自然条件下全生物降解农膜(PLA-PEG共聚物)在新疆石河子地区棉田的降解性能,利用红外光谱、X线衍射、分子量拉伸强度、断裂伸长率以及热重等分析对农膜结构和性能的变化分析检测。实验结果表明:随着铺膜时间的增长,农膜的拉伸强度、断裂伸长率和分子量呈下降趋势;4个月以后,分子量由5.43×10~4降低到了2.5×10~4;农膜的机械性能几乎完全丧失,在不同的方向上拉伸强度分别由24.70、27.49和31.93 MPa降低到了3.17、7.52和3.76 MPa。在正常自然气候条件下4个月内,农膜在田间能基本保持较好性能,具有一定的推广价值。     

加热温度和时间对棕榈纤维拉伸性能的影响

为研究热处理对棕榈纤维拉伸性能的影响,在不同温度(100～200 ℃,间隔20 ℃)、不同时间(3、6、9 h)条件下对棕榈纤维进行加热处理,并测试其拉伸性能。结果表明:加热温度对棕榈纤维的拉伸性能有极显著影响,随着加热温度的上升,棕榈纤维的杨氏模量逐渐变大,断裂强度和断裂伸长率逐渐降低,并在加热温度为160～180 ℃时纤维的拉伸性能发生突变; 加热时间对棕榈纤维的拉伸性能也有显著影响,即随加热时间的延长,杨氏模量逐渐增大,断裂强度和断裂伸长率逐渐降低。     

可降解聚合物抗菌纤维膜的原位制备及性能表征

以二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,以聚乳酸(PLA)为纺丝纤维基体,添加纳米氧化锌(Zn O)和表面活性剂吐温60,利用高压静电纺丝法,原位制备纳米Zn O/PLA复合纤维膜。所得纤维膜中,Zn O分散均匀,纤维平均直径约300 nm,且表面光滑。纺丝纤维的亲水性随着纳米Zn O的增加而大幅提高,断裂强度和延伸率随纳米Zn O含量的增加呈现先上升后下降的趋势。抗菌能力也呈现一定的Zn O含量依赖性。细胞毒性和细胞黏附实验表明,该抗菌纤维膜具有较好的细胞相容性。     

植物纤维与聚乳酸制备生物质复合材料的研究

本文研究了以植物纤维与聚乳酸为原料制备生物质复合材料的工艺,探讨不同加工方式、纤维种类和添加量对植物纤维/聚乳酸复合材料拉伸性能及透湿性的影响,并利用扫描电镜对复合材料进行表征。研究结果表明:复合材料采用熔融挤出加工方式比物理混合的性能好,而蔗渣纤维作为填料是较好的选择;同时,当植物纤维添加量低于20%时,随着添加量的增加,材料的拉伸强度和断裂伸长率随之下降。