不同纺丝法制备的聚丙烯腈纤维的结构与性能

对购买的由不同厂家采用溶液纺丝制得的3种商用聚丙烯腈(PAN)原丝和采用增塑熔融纺丝法自制的PAN纤维的结构与性能进行对比研究.试验结果表明:增塑熔融纺丝法制备的PAN纤维发生了环化、脱氢反应,放热峰宽化,放热焓较低,玻璃化转变温度较高,纤维的拉伸断裂强度均高于3种商用PAN原丝,达到7.38cN/dtex;采用Ruland法和逐次切线法计算发现,增塑熔纺PAN纤维沿纤维轴方向微孔的半径和取向偏离度较小,微孔长度较大.     

不同纺丝速度及水浴牵伸倍数下增塑纺聚丙烯腈纤维性能研究

增塑纺丝是制备聚丙烯腈纤维的一种新型工艺,通常采用水溶性离子液体——1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)作为增塑剂。纤维性能受到纺丝速度、甬道温度、喷丝板孔径、喷丝板孔数及水浴牵伸倍数等纺丝工艺的影响,本文将从纺丝速度及水浴牵伸倍数角度分析其对纤维性能的影响。实验结果表明,随着纺丝速度的增加,纤维初始模量及断裂强度呈现一个先增加、后降低的趋势;随着牵伸倍数的增加,纤维力学性能逐渐优化,但存在一个最优值。     

反应静电纺丝法制备超细三聚氰胺纤维

采用反应静电纺丝法制备了三聚氰胺超细纤维电纺膜.通过扫描电子显微镜(SEM)研究了纺丝过程中溶液黏度、纺丝电压、接收距离和电导率4个参数对超细纤维的形貌及平均直径的影响,并采用热重分析(TG)研究了电纺膜的耐热性能.结果表明,纤维平均直径d与溶液黏度η、纺丝电压V分别符合关系式d∝η0.33和d∝ V-0.25,纤维平均直径随接收距离增加先减小后增加,电导率的增加使纤维平均直径下降.当PVA质量百分数为8%、纺丝电压为18kV、固化距离为12.5cm、NaCl质量百分数为0.1%时可以纺制出表面光滑、平均直径为400-600nm、耐热性能良好的超细三聚氰胺纤维电纺膜.     

纺丝速度对Lyocell纤维结构的影响

研究了以N 甲基吗啉 N 氧化物(NMMO)为溶剂的Lyocell纤维纺丝工艺中纺丝速度对Lyocell纤维结构的影响.实验结果表明:随着纺丝速度的提高,Lyocell纤维的结晶度、晶区取向、双折射及无定形取向增大,但当纺丝速度达到50m/min时,纤维的双折射和无定形取向都达到最大值,纺丝速度继续提高,纤维的双折射维持恒定不变,无定形取向反而下降.     

静电纺丝法制备醋酸丁酸纤维素超细纤维

采用单因素水平实验法,对所收集到的静电纺样品通过SEM进行微观形貌分析,探究醋酸丁酸纤维素（CAB）在静电纺丝时最佳浓度、电纺电压和接收距离。实验结果表明,20wt%的CAB溶液在25KV电压下,水平接收距离为20cm时静电纺出的纤维膜最佳。     

聚丙烯腈水增塑熔融纺丝工艺研究

研究了聚丙烯腈及其共聚物在水增塑条件下的熔融规律,并在经过改造的φ20mm螺杆熔融纺丝机上进行了纺丝工艺研究。研究表明,聚丙烯腈树脂在一定量的水和热的作用下,由于大分子中氰基之间的作用力被拆散或减弱,可使其变成可进行纺丝成形的增塑熔体;不同含水量、不同组成、不同相对分子质量的聚合体具有不同的水增塑熔点;所纺制的纤维都具有较好的物理机械性能。     

纺丝液黏度影响因素分析

纺丝液黏度影响中空纤维膜的形态和性能,是制作中空纤维膜的重要参数之一.论文分别研究聚砜、聚乙烯基吡咯烷酮、丙酮质量浓度和温度对纺丝液黏度的影响.研究结果表明:聚砜和PVP含量增大,纺丝液黏度升高;丙酮含量增大,纺丝液黏度下降;纺丝液温度升高,黏度下降.通过调节纺丝液各组份的含量和纺丝液的温度,可以调节其黏度,进而制作性能和形态理想的中空纤维膜.     

增塑法制备聚丙烯腈基碳纤维原丝的研究进展

增塑纺丝作为一种新型的聚丙烯腈基碳纤维原丝的制备方法受到了广泛关注。该制备方法采用较少溶剂,纤维结构容易控制;但制备方法对纺丝设备以及工艺技术的要求高,尚未被应用于工业化。本文将对目前的增塑纺丝研究现状进行全面总结,同时,对未来的研究方向进行展望。     

PCL静电纺/熔喷复合材料的过滤性能

以六氟异丙醇(HFIP)为溶剂,进行聚己内酯(PCL)溶液静电纺丝.研究驻极对静电纺丝纤维直径的影响,探讨不同纺丝液挤出速率和质量分数下静电纺/熔喷非织造复合材料的过滤性能.研究表明,随着纺丝液质量分数和挤出速率的增大,复合材料的过滤效率下降.     

静电纺丝参数对聚乳酸超细纤维支架形貌的影响

以聚乳酸为原料,采用静电纺丝技术制备纤维支架,研究了溶剂种类和工艺参数对纤维支架和纤维直径的影响规律.结果表明,采用四氢呋喃纯溶剂,所获纤维表面粗糙多孔,采用二氯甲烷可以获得表面光洁的纤维;随着纺丝液浓度的增加,电纺纤维直径增加,串珠形状由不规则形过渡至扁平形和球形,并且纤维直径显著增加;随着纺丝电压的升高,纤维直径呈下降趋势.     

纺速对二硼化锆陶瓷前驱体纤维结构和力学性能的影响

利用八水合氧氯化锆、硼酸、柠檬酸、蔗糖为无机原料,聚乙烯醇为纺丝助剂,通过混合制备出二硼化锆(ZrB2)陶瓷前驱体纤维纺丝液,利用干法纺丝法分别在不同纺速下得到ZrB2前驱体纤维.通过傅里叶红外光谱(FT-IR)分析ZrB2前驱体纤维的结构,利用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热(DSC)、扫描电镜(SEM)和纤维拉伸强度的测试结果来表征纺速对ZrB2前驱体纤维的影响.结果表明:所得到的纤维均致密且较光滑,且前驱体纤维结构随纺速提升而变得稳定;取向度随着纺速的提升而增加,直径随着纺速的提升而下降;强度随纺速的提高而增加,当纺速为350m/min时,前驱体纤维强度可达0.89GPa.     

电纺制备聚丙烯腈(PAN)无序微纳米纤维膜及其表面润湿性能研究

利用静电纺丝法制备了聚丙烯腈(PAN)无序微纳米纤维膜,通过控制纺丝电压,溶液浓度和进料速率并借助接触角测量仪和扫描电子显微镜(SEM)对微纳米纤维材料的纤维形貌和润湿性进行了表征和研究.结果表明,对于PAN无序微纳米纤维膜,增大纺丝电压、减小进料速率、增大溶液浓度会使微纳米纤维膜的纤维直径增大;增大纺丝电压,减小进料速率会使微纳米纤维膜接触角增大;增大浓度,会使微纳米纤维膜接触角先增大后减小.通过控制变量法对PAN无序微纳米纤维膜分析得出,相对高的纺丝电压(14 k V)和相对低的进料速率(0.50m L·h-1)以及适中的PAN溶液浓度(12%wt)可以提升PAN无序微纳米纤维膜的疏水性.此外,均匀的PAN纤维膜的微纳米结构是影响它疏水性的重要因素.     

聚醚砜电纺纳米纤维结构与形态的研究

利用静电纺丝方法制备了聚醚砜(PES)纳米纤维,通过扫描电子显微镜(SEM)对其形态与结构进行了表征.研究了纺丝过程中溶液质量分数对纤维形态结构的影响.结果表明,溶液质量分数在16%-22%时,能够进行静电纺丝,且纤维直径会随质量分数的增加而增加,珠粒结构会随质量分数的增加而减少.     

电纺CoFe2O4纳米纤维及其磁性研究

采用溶胶-凝胶过程和静电纺丝技术,以三氯化铁(FeCl3·6H2O)、醋酸钴(Co(CH3COO)2·4H2O)和聚乙烯醇(PVA)为前驱物,制得PVA/FeCl3/Co(CH3COO)2复合纳米纤维.经高温煅烧,制备了CoFe2O4纳米纤维.利用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、差热-热重(TG-DTA)和X射线衍射(XRD)等分析测试手段对样品进行了表征,并研究了其磁性质.结果表明:静电纺丝技术制备的CoFe2O4纳米纤维为规则的一维结构,直径分布均匀,具有良好的铁磁性.     

溶胶-凝胶法制备二氧化硅陶瓷纤维的研究

以正硅酸乙酯(Si(OC2H5)4,TEOS)为原料,盐酸为催化剂制备二氧化硅(SiO2)溶胶,与二醋酸纤维素(SCA)成纤助剂均匀混合制备纺丝液,干法纺丝制备连续SiO2凝胶纤维,最后在空气中热解得到SiO2纤维.SCA显著提高了纺丝液的稳定性,在室温下保存24 h以上也不发生显著变化,克服了普通溶胶在可纺丝黏度范围内稳定性差、可纺丝时间短的缺点.研究了不同H2O/TEOS比例对可纺性的影响.结果表明,当摩尔比为3/1时,纺丝液具有优良的纺丝性,同时实现溶胶稳定性和陶瓷产率的合理优化.通过X射线衍射、扫描电子显微镜、力学性能测量对纤维进行了表征.     

静电纺丝法制备PAN-CuTsPc纳米纤维改性CMC-PVA/CS-PVA双极膜

分别用Fe3+和戊二醛作为交联剂对羧甲基纤维素钠(CMC)-聚乙烯醇(PVA)阳膜层和壳聚糖(CS)-聚乙烯醇阴膜层进行改性,在中间界面层引入以静电纺丝技术制备的聚丙烯腈(PAN)-四磺酸基铜酞菁(CuTsPc)纳米纤维纺丝,制备了CMC-PVA/PAN-CuTsPc/CS-PVA双极膜(BPM).并用扫描电镜、接触角测定仪,电流密度-槽电压关系曲线、交流阻抗谱等对制备的双极膜进行了表征.结果表明,CMC-PVA阳膜用PAN-CuTsPc纳米纤维纺丝改性后,表面亲水性增强,中间界面层水解离效率提高,致使双极膜的膜阻抗和IR降显著降低.CMC-PVA/PAN-CuTsPc/CS-PVA(w(CuTsPc):3.0%)双极膜在90 mA·cm-2电流密度时的电阻压降(即膜IR降)仅为0.9 V.     

PAN@石墨烯核-壳纳米纤维的制备及其超级电容特性研究

以静电纺丝法制备的聚丙烯腈(PAN)基碳纳米纤维为原料,铜箔为催化剂,采用化学气相沉积法合成了PAN@石墨烯核-壳纳米纤维.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱和电化学测试对样品的形貌、结构、组成以及电化学性质进行观察和分析.结果表明:化学气相沉积法能有效地制备PAN@石墨烯核-壳纳米纤维,...     

复合静电纺制备螺旋纳米纤维工艺参数的研究

利用复合静电纺技术,以Nomex(聚间苯二甲酰间苯二胺)和TPU(聚氨酯)为原料,设计并利用不同复合结构的喷嘴(包括同轴喷嘴、并列喷嘴和偏芯喷嘴)分别纺丝制备出螺旋纳米纤维,从而与单针共混的纺丝结果进行了对比.分析了溶液性质(包括LiCl质量分数和TPU溶剂)和纺丝电压对螺旋纳米纤维形成的影响.结果表明:偏芯喷嘴更易于制备出螺旋纳米纤维;LiCl质量分数高不利于螺旋纳米纤维的形成;TPU与Nomex溶剂相容性好,不利于螺旋纳米纤维形成;纺丝中两种溶剂相容性差异大,有一定挥发性,则螺旋纳米纤维形成效率高.     

聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)的外增塑改性

采用溶剂成膜法制备了柠檬酸三乙酯(TEC)、大豆油和甘油三乙酸酯增塑的聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)共混物,考察了增塑剂的种类及其用量对共混物热学和力学性能的影响。用差示扫描量热仪(DSC) 和电子拉力试验机分别测定共混物的热性能和力学性能。结果表明,三种增塑剂中质量分数为5%的TEC对共聚物的增塑改性效果较好,与纯聚酯相比共混物的结晶温度(T_mc)下降了2.0℃,结晶焓(ΔH_mc)基本保持不变。当TEC的质量分数为20%时,聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)的T_g下降21℃。TEC共混物能保持15.8MPa的拉伸强度和588%的断裂伸长率。     

氯化锂对静电纺PVA纳米纤维的拉伸过程的影响

在静电纺丝过程中,如果纺丝液完全绝缘或者使用的电压不够高,静电力就不能克服表面张力,这时无法纺制纤维.在纺丝液中加入适量的盐,可以增加射流的表面电荷,射流在电场中的受力发生改变,使得纤维容易纺出.在聚乙烯醇(PVA)中添加不同质量分数的无机盐氯化锂后,对静电纺丝过程中的纤维形态产生影响.实验结果表明氯化锂显著降低了PVA溶液的表面张力,纺丝过程变得容易,纤维拉伸更显著.实验结果与理论研究的结果十分吻合.