CS/PVP复合纳米纤维膜的制备及其表征

通过静电纺丝技术制备了 CS/PVP 质量比分别为0/100、10/90、20/80、30/70、40/60复合纳米纤维膜．通过扫描电镜、红外光谱及 X射线衍射仪对纳米纤维膜进行表征,利用电子强力机对纤维膜断裂强度进行测试．结果表明：CS/PVP质量比从0/100变化到30/70时,纤维形态良好,平均直径随着壳聚糖含量的增加而逐渐减小;质量比达到40/60时,纤维中有大量珠串,均匀性变差．FT-IR 和 XRD 图谱表明,复合纳米纤维膜中CS与PVP存在相互作用,分子之间形成了氢键;复合纳米纤维膜的断裂强度随着 CS含量的增加而增大,当壳聚糖含量达到40％时,其断裂强度为19．87 MPa．     

MWCNTs/PAN微纳米纤维膜的制备及其层合板的电磁屏蔽性能

将不同质量分数的多壁碳纳米管(MWCNTs)加入聚丙烯腈(PAN)溶液中进行静电纺丝,制备MWCNTs/PAN微纳米纤维膜,采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺将其制备为层合板复合材料,测试电磁屏蔽性能.测试结果表明:对于含有一层纳米纤维膜的层合板,当MWCNTs质量分数为25%时,电磁屏蔽效能最大,可达5.96dB;随着MWCNTs质量分数的增加,吸收波峰对应的频率向低频转移,当把含有不同MWCNTs质量分数的层合板叠加,测得叠加后的电磁屏蔽效能约等于单独每块层合板的电磁屏蔽效能之和,此时吸收波峰对应的频率随着层合板层数的增加向高频转移.     

静电纺PLA/Ag-TiO_2纳米纤维膜的制备及性能

利用静电纺丝技术,将聚乳酸(PLA)和载银二氧化钛(Ag-TiO_2)进行混合纺丝,制备PLA/Ag-TiO_2复合纳米纤维膜。将制备的PLA/Ag-TiO_2复合纳米纤维膜应用于亚甲基蓝溶液的催化降解和空气过滤领域,研究其光催化、过滤和重复使用等性能。同时采用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散X射线光谱仪(EDX)对纳米纤维膜进行表征。研究结果表明:当PLA/Ag-TiO_2纺丝液中PLA的质量分数为10%(Ag-TiO_2占PLA的质量分数为2%)时,制备的复合纳米纤维膜的纤维形态较好,纤维直径更加均匀;使用50mg复合纳米纤维膜光催化降解质量浓度为5mg/L的50mL亚甲基蓝溶液,反应时间达到80min时,亚甲基蓝降解率达到53.50%,纳米纤维膜重复使用5次后,依然保持良好的光催化性能;同时复合纳米纤维膜具有优异的过滤性能,其空气过滤效率最高达到95.70%。     

静电纺ZnO-PLLA/PLLA纳米纤维过滤膜的制备及性能研究

利用静电纺丝法制备了可用于抗菌口罩滤芯层的氧化锌-左旋聚乳酸/左旋聚乳酸(ZnO-PLLA/PLLA)复合纳米纤维膜.以纤维膜的过滤性和透气性为指标,通过正交实验分析了ZnO-PLLA/PLLA共混比例、质量分数、混合溶剂中二氯甲烷/N,N-二甲基甲酰胺(DCM/DMF)的质量比例、纺丝流速、纺丝电压及纺丝时间这6个实验因素对纳米纤维膜性能的影响,优化的制备参数为ZnO-PLLA/PLLA的质量分数为8%.其中,ZnO负载量为2%,DCM/DMF质量比为6.5∶1,纺丝电压为9 kV,流速为0.004 mm/s,时间为30 min,优化条件下制备纳米纤维粗细分布比较均匀,过滤和透气性能测试结果均达到国标医用防护口罩技术要求.     

Ag-Eu(TTA)3AA/PVP纳米纤维的制备及其荧光性能

通过静电纺丝原位反应法、同轴静电纺丝法两种方法制备了Ag-Eu(TTA)₃AA/PVP纳米纤维,用SEM、TEM和荧光光谱研究了纳米银和所得纤维的形貌以及复合纤维的荧光性能。结果表明,所得纤维的直径小于1000nm,纳米银颗粒的直径从几十至200nm;Ag-Eu(TTA)₃AA/PVP在纤维中分散均匀;两种方法制备的Ag-Eu(TTA)₃AA/PVP纳米纤维中都存在着纳米银的荧光增强作用。     

丙烯酸接枝改性壳聚糖的纤维膜制备及其对Cu2+、Cd2+离子吸附研究

以过硫酸铵为引发剂,制备壳聚糖(CS)和丙烯酸(AA)的接枝共聚物(CS-g-PAA),采用静电纺丝技术将其制备成纤维膜,考察不同接枝率、电纺溶液浓度、直流电压对电纺纤维的影响,用红外光谱、扫描电镜对共聚物和纤维膜的结构进行表征,测试该纤维对Cu²⁺、Cd²⁺离子的吸附性能。实验结果表明,接枝率越高电纺纤维形貌越好,相对最佳电纺条件为溶液质量分数15%和电纺电压11 kV;CS-g-PAA电纺纤维膜对Cu²⁺、Cd²⁺的吸附量相比CS提高了25.39%和82.28%,相比CS-g-PAA其吸附速度更快,但其饱和吸附容量比较接近。     

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.     

TPU/MWCNTs导电薄膜的制备及性能

采用热压成型技术制备了热塑性聚氨酯(TPU)薄膜,在二甲苯溶剂中适度溶胀,并于不同浓度的多壁碳纳米管(MWCNTs)溶液中超声修饰制备TPU/MWCNTs导电薄膜.通过绝缘电阻测试仪、万能材料试验机、热失重分析仪(TG)和扫描电子显微镜(SEM)对TPU/MWCNTs薄膜的电性能、力学性能、热稳定性和形态结构进行测试.结果表明:MWCNTs不仅均匀分散于TPU膜表面,而且渗透进入膜内形成完善的导电网络结构,有利于TPU/MWCNTs薄膜导电性能的提高和逾渗值的降低;与纯TPU相比,TPU/MWCNTs薄膜的拉伸强度、杨氏模量和韧性均得到提高;与TPU膜相比,TPU/MWCNTs薄膜的热稳定性提高.     

静电纺制备TiO_2-SiO_2复合纳米材料的最佳工艺条件

采用静电纺丝技术制备了TiO_2-SiO_2复合纳米纤维.以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、钛酸四丁酯和硅酸乙酯为主要原料,采用静电纺丝技术制备PVP/TBT/TEOS前驱复合纳米纤维,然后将前驱复合纳米纤维膜在马弗炉中煅烧至520℃得到TiO_2-SiO_2复合纳米膜.采用扫描电子显微镜和热重分析对材料形貌和结构进行了表征,得到直径范围分布窄、表面光滑、形貌良好的纳米纤维.结果表明:制备TiO_2-SiO_2复合纳米材料的最佳工艺条件为w(PVP)=8%,m(CH3COOH)=3.1g,w(TBT)=20%,w(TEOS)=16%;纺丝条件电压为11.00kV,接收距离为13~14cm,环境温度为27.4℃~30℃,环境湿度为39%~42%.     

天然橡胶/碳纳米管混合基质膜的气体传递特性

为了提高CO_2分离膜的性能,将多壁碳纳米管(MWCNTs)添加到天然橡胶(NR)中制备NR/MWCNTs混合基质膜。考察了MWCNTs含量对混合基质膜机械性能的影响,研究了MWCNTs含量、进料气压力和热交联时间对NR/MWCNTs混合基质膜CO_2分离性能的影响,研究了膜的耐老化性能,探讨了混合基质膜的CO_2传递机制。结果表明:随着MWCNTs的增加,混合基质膜的CO_2渗透系数逐渐增加,而CO_2/N_2选择性先增加后减少;当MWCNTs与NR的质量比为2.0%,混合基质膜的气体分离性能达到最优,其CO_2渗透系数和CO_2/N_2选择性分别为138 Barrer和12.5.随着压力的增加,膜的CO_2渗透系数和CO_2/N_2选择性逐渐增加。当热交联时间为24 h,在压力为2 bar下,MWCNTs与NR的质量比为2.0%的NR/MWCNTs混合基质膜的CO_2渗透系数和CO_2/N_2选择性分别为95 Barrer和16.8;且热交联的膜比未交联的混合基质膜具有更优异的耐老化性能,这是因为MWCNTs与NR形成紧密的交联网状结构。     

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.     

聚乳酸/聚环氧乙烷纳米纤维膜的结构与性能表征

采用静电纺丝方法制备了聚乳酸(PLLA)/聚环氧乙烷(PEO)纳米纤维膜,利用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热(DSC)、X-射线衍射(XRD)和拉伸测试,对PLLA/PEO纳米纤维膜的形貌、结构、结晶行为和力学性能进行了表征,探究了PEO的质量分数对PLLA/PEO纳米纤维膜的结构、结晶行为和力学性能的影响。结果表明,PEO的加入,降低了PLLA/PEO纳米纤维膜的平均直径和直径分布宽度,提高了纤维的结晶速度、结晶度及断裂伸长率;PEO分子可提高聚乳酸分子链的运动能力和降低纤维的取向度,从而降低因取向引起的中间相含量,提高结晶相含量,进而改善聚乳酸纤维的结晶性能和韧性。     

溶液喷射聚间苯二甲酰间苯二胺纳米纤维膜的过滤性能

以质量分数为12%的聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)溶液为纺丝液,采用溶液喷射纺丝技术制备了直径范围为146~532nm的PMIA纳米纤维膜,探讨了面密度对纤维膜孔径结构、透气性、水通量及过滤效率的影响.结果表明,随着面密度的增加,纤维膜的平均孔径、透气量和水通量逐渐降低,过滤效率明显增加,当面密度为22.8g/m2时,纤维膜对2.5μm聚苯乙烯(PS)微球的过滤效率高达99%以上.过滤机理研究结果表明,PS微球很大程度上被拦截在纤维膜表层,膜污染程度较小.     

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.     

变色响应聚丙烯腈纳米纤维膜的制备及其过滤性能

采用静电纺丝制备刚果红-聚丙烯腈变色响应纳米纤维膜.通过电导率、变色响应、微观结构形貌、过滤及孔径等测试,分析不同质量分数的刚果红对纺丝性能、膜过滤性能的影响,并利用目视比色法,检测纳米纤维膜对HCl气体的变色响应情况.结果表明:纳米纤维膜的过滤性能不受刚果红质量分数的影响;当刚果红质量分数为0.5%时,聚丙烯腈纤维膜暴露在HCl气体中,5s内可明显由粉色变为蓝紫色;当纺丝时间为16 min时,纤维膜滤效为98.48%,滤阻为248.92Pa.     

PVPZn(Ac)_2复合纳米纤维的制备及其参数优化

采用静电纺丝法制备了PVP/Zn(Ac)2复合纳米纤维,利用扫描电子显微镜对其表面形貌进行了表征.研究了PVP含量、纺丝电压、乙酸锌含量等因素对纺丝过程和纤维形貌的影响,同时分析了不同参数引起纤维形貌变化的原因.结果表明,当2mL乙醇中PVP的含量为0.248g,2.5mL DMF中乙酸锌的含量为0.501g,纺丝电压为17kV时,可以得到平均直径为180nm、表面光滑而且连续性很好的PVP/Zn(Ac)2复合纳米纤维,实现了ZnO前驱体纳米纤维的可控制备.     

静电纺丝法制备溶解型胶原蛋白肽/丝素蛋白复合纤维面膜

采用静电纺丝技术制备了一种溶解型贴式面膜。将胶原蛋白肽、丝素蛋白两种精华成分加入8%聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的甲酸溶液中作为纺丝液,以旋转滚筒作为接收装置进行静电纺丝。探究了共混比例、纺丝液浓度及透明质酸添加量对静电纺丝纤维的影响。通过扫描电子显微镜、电子万能实验机对纤维形貌和纤维膜的力学强度进行测试表征,随后进一步对面膜的保湿补水性能进行测试,分析了该纤维膜的实际功效。结果表明,复合纤维具有较均一的形貌,膜布本身可以起到精华液的作用,具有良好的溶解性,能够起到较好的保湿补水作用。     

静电纺PAN纳米纤维膜强力对含油污水过滤性能的影响

采用静电纺丝法制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜,通过扫描电子显微镜(SEM)观察纳米纤维膜形貌与纤维直径,并分析了纳米纤维膜厚度、加入不同质量分数NaCl、接收滚筒转速、热轧和平板硫化热黏合对纳米纤维膜强力、伸长率和含油污水过滤性能的影响.结果表明:随着纺丝厚度的增加,纳米纤维膜强度呈线性增加趋势,伸长率呈先增加后减小趋势;加入NaCl对纳米纤维膜强力的影响不显著;接收滚筒转速越高,沿纤维排列方向的纳米纤维膜强力呈增加趋势,垂直纤维排列方向的则呈减少趋势,两个方向的纳米纤维膜伸长率均呈下降趋势;热轧和平板硫化热黏合是提高纳米纤维膜强力最有效的方式,热轧与平板硫化热黏合方式制备的复合纤维膜的断裂强力为50~60N,断裂伸长率为50%~75%,强力约是纳米纤维膜的60倍,强度是纯纳米纤维膜的10~20倍.此外,平板硫化热黏合的复合纤维膜乳化油截留率高达98.56%,高于聚偏氯乙烯(PVDF)商品超滤膜(97.00%),且纯水通量为4 004L/(m~2·h),因此,平板硫化热黏合复合纤维膜在水处理方面具有巨大的应用潜力.     

静电纺聚醚酰胺纳米纤维膜的制备及其空气过滤性能

酸性腐蚀和极端高低温等恶劣的实际应用环境下，常规的静电纺纳米纤维空气过滤膜存在易变形和失效等风险.本研究以耐化学腐蚀、耐高低温的嵌段共聚物聚醚酰胺(polyether-block-amide, Pebax)为原料，通过添加曲拉通表面活性剂调控纺丝液性质，制备了新型Pebax纳米纤维空气过滤膜，并系统探究了该滤膜的特性和空气过滤性能.结果表明：该Pebax纳米纤维的平均直径为(129±31) nm,在5.3 cm/s的风速测试条件下，对0.3μm空气颗粒物(PM_0.3)的过滤效率高达98.37%,过滤阻力为100.67 Pa;该Pebax纳米纤维膜对细颗粒物的去除以物理过滤机制为主，即使经高低温老化处理后，过滤效率仅下降1.13个百分点；耐酸性腐蚀试验进一步验证了该Pebax纳米纤维膜具有良好的过滤稳定性.该静电纺Pebax纳米纤维膜可用于化工厂、燃煤电厂等产生的高温、酸性尾气中细颗粒物的过滤去除，具有良好的应用前景.     

PAN/ZnO抗静电纳米复合纤维膜的制备及性能研究

为了提高聚丙烯腈(PAN)纤维的抗静电性能,以聚丙烯腈原丝为基料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂配制了聚丙烯腈纺丝液。然后通过超声波及机械搅拌的方法将不同质量分数的导电性能良好的纳米氧化锌(Zn O)分散在聚丙烯腈纺丝液中,配制成PAN/Zn O二元复合纺丝液,采用高压静电纺丝技术制备具有抗静电性能的PAN/Zn O纳米复合纤维。研究了PAN纺丝液、PAN/Zn O二元复合纺丝液的可纺性以及不同质量分数的纳米氧化锌对PAN/Zn O纳米复合纤维膜的结晶度及体积比电阻的影响。结果表明:纺丝液的可纺性较好,在体积分数为12%,纺丝电压为18k V,接收距离为15 cm,推进速度为0.000 5 mm/s的条件下进行静电纺丝,可以得到纤维直径均匀,纤维平行伸直度良好,表面光滑的PAN纳米纤维;随着纳米氧化锌质量分数的提高,PAN/Zn O纳米复合纤维表面变得粗糙,但结晶度无明显变化,体积比电阻减小,抗静电性能提高。