静电纺丝法制备高分子纳米纤维的成因研究

对静电纺丝法制备高分子纳米纤维的成因进行了探究,主要通过分析高分子的结构与纺丝条件,寻找到静电纺丝法制备纳米纤维材料的一般规律。通过扫描电子显微镜(SEM)观察了高分子结构、分子量、溶液浓度和溶剂对高分子纳米纤维形貌的影响。实验结果表明:决定能否形成纤维的主要因素是高分子的结构和分子量,纤维的直径随着高分子溶液浓度的增加而增加,溶剂的挥发速率对纤维的形貌有决定性的影响。因此,利用静电纺丝法制备纳米纤维时应着重考虑以上四个因素的影响。     

MEM纳米复合非织造材料的过滤性能

为了研发高效低阻过滤材料,采用正交设计的试验方法,研究了纳米纤维直径、纳米纤维材料的厚度和不同熔喷材料对熔喷-静电纺-熔喷(MEM)纳米复合非织造材料过滤性能的影响.结果表明,纳米纤维材料的厚度和纳米纤维直径对材料的过滤性能影响最大,通过复合一层很薄的纳米纤维膜(0.029~0.116μm),熔喷材料的过滤效率从38.100%提高到99.429%以上,品质因数提高近2倍.该材料能够有效拦截空气中的PM2.5和病毒等微小有害粒子,可应用于高性能防护口罩.     

纤维与纺织的多学科研究

纤维与纺织是一个高度密集型的学科领域,集中了机械、化学、材料、生理和艺术等学科.历史上很少有材料对人类的影响能与纤维和纺织品相比.纤维材料将持续在我们的日常生活中起重要作用,而且它们的作用正扩展到其他非纺织领域.本文选择性地列举了澳大利亚迪肯大学材料与纤维创新中心的多学科研究活动,主要强调纤维和纺织中的新兴研究,包括纳米结构表面功能性涂层,用静电纺超细纤维,天然纤维的新应用等.     

二氧化钛纳米纤维的制备及光催化性质研究

采用静电纺丝法制备了聚乙烯吡咯烷酮/钛酸正丁酯复合纳米纤维,经高温煅烧得到纯的TiO2纳米纤维材料并通过对罗丹明B的降解,研究了TiO2纳米纤维材料的光催化性能.结果表明,TiO2纳米纤维具有良好的光催化活性.     

电纺聚丙烯腈基碳纳米纤维的制备

通过静电纺丝制备了平均直径为350nm的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维.将PAN纳米纤维分别在250,265和280℃温度下预氧化1h后,将它们在1 000℃下碳化得到碳纳米纤维.通过扫描电镜、红外光谱、差示扫描量热分析和X射线粉末衍射分析对PAN纳米纤维、预氧化后的纳米纤维及碳纳米纤维的形貌、热性能和化学结构进行了表征.结果表明,PAN纤维的最佳预氧化温度为280℃.在该温度预氧化后所得碳纤维的导电性最好,电导率为(13±0.58)S/cm.     

现代纤维材料的发展——迪肯大学材料与纤维创新中心介绍

现代纤维材料学科是一个具备高新概念的学科,纤维材料在生产和生活中起重要作用,而且它们的作用正扩展到家用和产业用纺织品领域.在介绍澳大利亚迪肯大学材料与纤维创新中心的构架基础上,以中心多学科研究活动为例证,选择性地列举了中心在纤维方面的部分新兴研究,包括纳米结构表面功能性涂层、用静电纺超细纤维、天然纤维的新应用等.     

间歇式静电纺丝制备纳米纤维药物控释系统

利用间歇式静电纺丝技术,分别以聚乳酸(PLLA)、聚己内酯(PCL)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯腈(PAN)、聚乙二醇(PEG)等高分子材料单独或以不同配比制备纳米纤维.针对纺丝过程中容易出现的黏连现象,通过间歇式静电纺丝技术的控制,有效避免了黏连.对所得纳米纤维产品的形貌、结构、性质进行表征,初步考察所制备的纳米纤维在不同溶液中的降解行为,以选择合适的体系作为可控降解的载体担载不同的药物,构建载药复合纳米纤维.     

纳米碳管的结构及应用前景

纳米碳管是目前强度最高、直径最细的纤维材料,其分子结构独特,具有奇特的力学、化学和电子学性能,可用作加强材料制备高强度复合材料,既有碳纤维材料的固有性质,又具有金属材料的导电和导热性、陶瓷材料的耐热和耐蚀性,还有纺织材料的柔软和编织性以及高分子材料的易加工性,是典型的一材多能、一材多用的功能材料和结构材料,具有极其广泛的应用范围和极具潜力的应用价值。介绍了纳米碳管的结构和应用前景。     

炭化微米木纤维滤芯柴油机排放纳米颗粒吸附特性

为了有效净化柴油机排放的纳米级碳烟颗粒(纳米颗粒),以炭化微米木纤维材料制备柴油机尾气微粒捕集器滤芯.分析炭化微米木纤维滤芯及柴油机排放颗粒物特性,并利用巨正则系综蒙特卡罗法(GCEMC)模拟纳米颗粒在炭化微米木纤维活性炭孔中的吸附特征,进而利用柴油机尾气微粒捕集器性能检测试验台对活性炭孔吸附纳米颗粒的蒙特卡罗模拟结果进行验证.结果表明:当柴油机微粒捕集器中尾气温度为470 K,捕集器前部压力由102.5 kPa过渡到125.0 kPa时,炭化微米木纤维滤芯吸附纳米粒子平均数密度的GCEMC模拟结果约为6.28×107cm-3,试验结果约为5.60×107cm-3,模拟结果和试验结果基本一致,该方法可以用来进行炭化微米木纤维滤芯吸附纳米颗粒过程的模拟研究.     

纳米材料在油井水泥中的应用进展

纳米材料具有粒径小、表面能大、比表面积大的特点,将其添加到油井水泥中制备成性能优异的固井水泥浆是国内外研究的热点。介绍了纳米材料在油井水泥中的作用,包括促进水泥水化、改善油井水泥石力学性能、降低水泥石渗透率和孔隙度、提高水泥石耐温性、提高浆体稳定性等;并对目前在油井水泥中应用的纳米碳材料、纳米矿粉、纳米金属氧化物三类纳米材料进行了详细分析,重点阐述了纳米二氧化硅、纳米重晶石粉、纳米沸石粉、埃洛石纳米管、纳米黏土、纳米氧化铝、纳米氧化镁、纳米氧化铁、碳纳米管/碳纳米纤维、石墨烯纳米片在油井水泥中的应用进展及作用机理。最后指出了纳米材料在油井水泥应用中存在的问题,提出未来需要在纳米材料分散性、对油井水泥性能的双重影响及应用成本方面进一步探索和研究。     

Applications of radiotracer techniques for the pharmacology and toxicology studies of nanomaterials

With the rapid development of nanosciences and nanotechnology, a wide variety of manufactured nanomaterials are now used in commodities, pharmaceutics, cosmetics, biomedical products, and industries. While nanomaterials possess more novel and unique physicochemical properties than bulk materials, they also have an unpredictable impact on human health. In the pharmacology and toxicology studies of nanomaterials, it is essential to know the basic behavior in vivo, i.e. absorption, distribution, metabolism, and excretion (ADME) of these newly designed materials. Radiotracer techniques are especially well suited to such studies and have got the chance to demonstrate their enchantment. In this paper, radiolabeling methods for carbon nanomaterials, metallic and metal oxide nanoparticles, etc. are summarized and the applications of the radiolabeled nanomaterials in pharmacology and toxicology studies are outlined. Supported by the National Basic Research and Development Program of China (Grant Nos. 2006CB705605 and 2006CB932505), Chinese Academy of Sciences (Grant No. KJCX3.SYW.N3), and National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 10525524, 10505024 and 20707027)     

Behavior of pure and modified carbon/carbon composites in atomic oxygen environment

Atomic oxygen (AO) is considered the most erosive particle to spacecraft materials in low earth orbit (LEO). Carbon fiber, carbon/carbon (C/C), and some modified C/C composites were exposed to a simulated AO environment to investigate their behaviors in LEO. Scanning electron microscopy (SEM), AO erosion rate calculation, and mechanical property testing were used to characterize the material properties. Results show that the carbon fiber and C/C specimens undergo significant degradation under the AO bombing. According to the effects of AO on C/C-SiC and CVD-SiC-coated C/C, a condensed CVD-SiC coat is a feasible approach to protect C/C composites from AO degradation.     

ACF基复合分子筛制备工艺参数对产品性能影响

以ACF为原料，酚醛树脂为粘结剂，采用真空成型技术制备柱状或管状的ACF基复合分子筛材料（ACFCMS），着重考察了粘结剂的用量及活化工艺条件对产品吸附性能的影响，用扫描电镜分析ACFCMS产品的表面形貌，用重量吸附法测定CO2在ACFCMS产品上的吸脱附能力，结果表明：粘结剂的用量对ACFCMS的吸附性能有较大影响，延长活化时间可以提高ACFCMS的吸附性能。ACFCMS对不同的吸附质具有不同的吸附能力，表现出一定的分子筛性能。ACFCMS中相邻的ACF在其接触点处由源于粘结剂的热解炭连接在一起，这斌予了ACFCMS产品独特的，有利于吸附质在其体相内快速流动的开放式孔结构。     

三角形截面碳纤维在复合材料中的分布规律

 三角形截面碳纤维在复合材料内部的排布结构像微波暗室一样,能够对入射的电磁波进行多次反射,从而衰减电磁波,使三角形截面碳纤维复合材料具有吸波性能,因此,研究三角形截面碳纤维在复合材料中的排布规律对研究其吸波机理非常重要.采用实验和模拟的方法对三角形截面碳纤维在复合材料中的排布规律进行了分析.首先,通过扫描电子显微镜(SEM)观察了多组三角形截面碳纤维复合材料试样的截面微观形貌,分析了三角形碳纤维在复合材料中的排布角度及均匀性;其次,为进一步研究三角形截面碳纤维复合材料的吸波机理,根据蒙特卡洛原理,通过Matlab软件对三角形截面碳纤维在复合材料中的排布情况进行了模拟.实验及数值模拟结果吻合较好,均表明三角形截面碳纤维在复合材料中的排布是以各种排布角度随机排布的,而三角形碳纤维分布是比较均匀的,没有明显的密布区域和稀疏区域,该模拟方法可以用于模拟不同含量的三角形截面碳纤维在复合材料中的排布规律.     

表面处理对钢纤维/回收聚乙烯复合材料性能影响

本文采用硫酸和聚异氰酸酯A对钢纤维表面处理,研究了钢纤维表面处理工艺对钢纤维/回收聚乙烯复合材料力学性能影响。对两种回收聚乙烯料进行了MFR测试,证明回收聚乙烯料还可以回收利用;研究发现,钢纤维经聚异氰酸酯A处理2h,可使复合材料弯曲强度提高30%,冲击强度提高20%;钢纤维较适宜添加量为25%。     

纤维织物和耐烧蚀填料对硅橡胶涂覆织物性能的影响

为研制防隔热效率更高的耐烧蚀硅橡胶涂覆织物,采用不同种类的纤维织物和耐烧蚀填料制备出多种新型硅橡胶涂覆织物,并分别研究了纤维织物种类、耐烧蚀填料种类和用量对硅橡胶涂覆织物力学性能和烧蚀性能的影响。实验结果表明:当选用碳纤维布(T300)作为增强骨架材料时,硅橡胶涂覆织物的烧蚀性能最优;随着耐烧蚀填料添加量的增大,硅橡胶涂覆织物的邵氏A硬度逐渐增大,其拉伸强度和断裂延伸率均呈现出先升高后降低的趋势;综合考虑力学性能,耐烧蚀填料的最佳用量为2 g/100 g;耐烧蚀填料能有效提高硅橡胶涂覆织物的烧蚀性能,其中酚醛纤维和黏胶基碳纤维的增强效果更好。     

纳米科学和碳基纳米技术

纳米科学是一个宏大的科学,纳米材料的种类很多,本文将众多的纳米材料归结为三大类,即天然纳米晶体材料、人工纳米结构材料和聚合物功能分子材料.重点评述了碳基纳米材料的发展,包括结构特征、光电性质及其在光电子科学技术中的应用,并对石墨烯作了详细介绍,特别强调了碳基纳米技术要在应用中发展及其重要性.     

被动毫米波成像系统探测碳纤维复合材料研究

为提高基质材料在被动毫米波成像系统(PMMW)的检出率,向基质材料内添加自制碳纤维化学镀材料. 实验结果表明:镀银镍碳纤维(ANCF)、镀铜镍碳纤维(CNCF)、镀镍碳纤维(NCF)在PMMW中显示的相对电压值依次降低,成像效果依次增强;单纯基质材料矿酯和面粉几乎不能成像,石墨粉稍有成像,添加质量分数为0.3%的镀镍碳纤维(NCF)后,3种基质成像效果均明显提高.      

碳纤维水泥基复合材料导电机理的探讨

通过研究水泥基体的导电性能和不同纤维掺量、外力作用下及掺入骨料后的碳纤维水泥基复合材料的导电性能,探讨碳纤维水泥基复合材料的导电机理.研究表明,水泥基体的电阻随水化时间显著增加,其导电机理是强电解质溶液的离子导电;碳纤维水泥基复合材料的电阻率随纤维掺量增加而显著降低,其电导由接触导电、隧道导电和离子导电3种机制共同决定;碳纤维水泥基复合材料在压力作用下,电阻率因界面接触的改善和纤维搭接概率的增加而降低,在拉力作用下,电阻率因纤维的拔出、折断而提高;骨料的引入增加了复合材料的电阻,这是由于骨料增加了纤维分散的难度和折断的概率,同时阻碍了纤维的搭接并提高了隧道势垒.     

碳纤维增强摩擦制动材料研究

本文研究了一种新型碳纤维增强摩擦制动材料，利用D-MS摩擦试验机研究了它的摩擦性能：并对比了三种树脂基的摩擦材料性能。