UHMWPE/聚烯烃共混物的性能及其熔融纺丝研究

将超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)与共混组分聚烯烃(PB)按一定质量比计量,并加入质量分数为0.3%的抗氧剂1010,在双螺杆挤出机上共混造粒,研究了PB的用量对UHMWPE/PB共混物熔点和流变性能的影响;采用实验室熔融纺丝装置对UHMWPE/PB共混物进行纺丝,拉伸得到UHMWPE/PB共混纤维,研究了共混纤维的形貌、结晶性能和力学性能。结果表明:在共混温度为230~290℃时,UHMWPE/PB共混物可实现宏观上均匀共混;共混物具有介于两共混组分熔点之间的单一熔点,共混物熔点随UHMWPE含量的提高而提高;共混物熔体属假塑性流体,270~320℃条件下,随UHMWPE含量的增加,UHMWPE/PB共混物结构黏度指数逐渐增加,黏流活化能逐渐减小,共混物的熔体黏度对温度不敏感;当UHMWPE/PB质量比为1∶1,纺丝温度为310℃时,共混物具有良好的可纺性,经过19倍的后拉伸,所获得的UHMWPE/PB共混纤维直径为45μm,断裂强度可达16.4 c N/dtex,初始模量约190.0 c N/dtex。     

静电纺丝法制备丝素蛋白/季铵盐壳聚糖复合纤维支架

将丝素蛋白(SF)水溶液和季铵盐壳聚糖(HACC)水溶液以100∶0、99∶1、98∶2和97∶3的溶质比共混作为纺丝液,测试了其质量分数为30%时的表面张力和电导率,并通过应力控制流变仪对其静态剪切和动态剪切作用下的流变性能进行了分析。采用静电纺丝技术制备出静电纺SF/HACC复合纤维支架,通过扫描电子显微镜对其表面形貌进行表征。结果表明,随着HACC含量的增加,纺丝液的黏度和电导率逐步提升;HACC能促进纺丝液的凝胶化;得到的静电纺纤维支架有着较均一的形貌,纤维较扁平,在组织工程修复领域具有良好的应用前景。     

多孔功能性PLA/纳米氧化铈复合纤维的制备及性能

利用静电纺丝法制备了不同CeO2含量的PLA/CeO2复合纤维,并系统的研究了CeO2含量对PLA/CeO2静电纺丝液性质的影响,电压和CeO2含量对于复合纤维直径的影响及CeO2含量对PLA/CeO2复合纤维膜细胞增殖的影响。结果表明,随着CeO2用量的增加,静电纺丝液的表面张力逐渐下降,电导率逐渐提高;PLA静电纺丝纤维的直径随纺丝电压的升高先减小后增加,且电压较高时,纤维直径分布逐渐变宽;CeO2能够有效降低纤维的直径,但用量过多时会导致纤维直径增加,分布变宽;CeO2能够显著地促进PLA结晶,并且从多重熔融峰转变为单重熔融峰;PLA/CeO2复合薄膜具有良好的生物相容性,随CeO2含量的增加,对细胞增殖的促进作用更加明显。     

玉石粉/PET共混切片流变性能及可纺性研究

将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和玉石粉按一定质量比例共混熔融,制备出含玉石粉质量分数为0~1.8%的玉石粉/PET共混切片(简称共混切片)。分析了玉石粉含量对共混切片的流变性能、可纺性及玉石粉/PET预取向丝(POY)力学性能的影响。结果表明:随剪切速率的增加,共混切片黏度下降,其熔体为切力变稀流体;在相同剪切速率下,随着玉石粉含量增加,共混切片表观黏度变小,提高熔体温度,共混切片表观黏度变小;纺丝过程中,玉石粉质量分数超过1%时,断头现象增加;采用合适的喷丝孔孔径,有利于改善熔体的可纺性;随着玉石粉含量增加,纤维断裂强度和断裂伸长率都显著减少。     

环氧树脂的静电纺丝

研究了环氧树脂的静电纺丝,考察了纺丝电压、溶液浓度及共混溶剂等参数对纤维直径及分布的影响。研究结果表明:随纺丝电压增大,环氧树脂纤维直径减小,分布区间变窄;随环氧树脂溶液浓度升高,纤维直径增大,在高浓度时,纤维直径会产生分化而形成双峰分布;不同溶剂体系对环氧树脂纤维直径产生影响,在1-甲氧基-2-丙醇(MP)/丁酮(BT)体系中,随BT比例增加,溶液黏度上升,电导率下降,纤维直径增大。     

退火工艺对PVA/PEDOT:PSS共混纤维性能的影响

将聚乙烯醇(PVA)的水溶液与聚3,4-乙撑二氧噻吩:聚对苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)水分散液共混,以甲醇作为凝固浴,通过湿法纺丝制得PVA/PEDOT:PSS共混导电纤维。通过改变湿法纺丝后处理过程中的退火工艺,探究不同的退火工艺对PVA/PEDOT:PSS共混导电纤维性能的影响。通过红外光谱分析仪、高阻计、电子单纤维强力仪和扫描电子显微镜对共混纤维的结构与性能进行测试表征。结果表明,随着退火温度的增加及退火时间的延长,PVA/PEDOT:PSS共混导电纤维的电导率均呈现出增加的趋势;单纤维拉伸强度逐渐增加,拉伸断裂伸长率逐渐减小;纤维表面粗糙度增大,沟槽数量增多。     

丝素-聚乙烯醇共混溶液静电纺丝及其含银纳米纤维形态研究

研究了不同丝素-聚乙烯醇（SF-PVA）配比的共混溶液和加入硝酸银的丝素-聚乙烯醇（SF-PVA）共混溶液的静电纺丝,利用扫描电镜观察纤维的形态变化。结果表明：在丝素（SF）或聚乙烯醇（PVA）占绝大部分时,整个体系溶解性保持相对稳定,容易形成比较均一的溶液,且纺丝后纤维形态比较均匀、规则;而在两组分含量接近时整个体系的溶解性能较差,不易形成比较均一的溶液,表现为溶液粘度的显著增大,纺丝后纤维不均匀、不规则。笔者选用SF/PVA=1：9（质量比）的共混纺丝液加入硝酸银,随着硝酸银在溶液中含量的增加,溶液电导率会明显增加,纤维的直径明显下降;但随着电导率的增大,纤维中珠状物会增多,纤维均一性也变差。     

丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维的制备与性能表征

为了提高海藻酸钠(SA)纤维的力学性能,将从蚕茧中提取的丝素蛋白(SF)和SA共混,制备了SF/SA纺丝溶液,通过湿法纺丝制得SF/SA复合纤维,对纺丝溶液流变性能进行了研究,对SF/SA复合纤维进行了结构与性能表征。结果表明:SF/SA纺丝溶液为切力变稀的假塑性流体,纺丝溶液的表观黏度随SF含量增加呈增加的趋势,当SF质量分数(相对SA)为10%时,纺丝溶液结构黏度指数最小,可纺性最好;提取的SF以无规卷曲结构和β-折叠结构为主,SA和SF间有较强的氢键作用;SF/SA复合纤维以非晶形态存在,纤维表面存在明显的沟槽结构,与纯SA纤维相比,SF的加入提高了SA纤维的力学性能,SF质量分数为10%的SF/SA复合纤维的断裂强度高达1.63 cN/dtex,较SA的提高了22.5%,SF的加入使复合纤维的耐热性略有降低。     

超支化聚合物对PA6及其纤维性能的影响

将聚己内酰胺(PA6)与超支化聚合物(HBP)共混造粒、纺丝,研究了PA6/HBP共混物的流变性能及共混纤维的力学性能。结果表明:PA6/HBP共混物为非牛顿性假塑性流体,其表观黏度随着剪切速率的增大而减小;随着HBP含量增大,共混物非牛顿流动指数降低,剪切速率上升,加工温度降低;共混物黏流活化能随着HBP含量的增大而增大;PA6/HBP共混物较PA6结晶度提高,球晶明显细化;当w(HBP)为1.0%时,PA6/HBP共混纤维的断裂强度较纯PA6纤维略有降低,随着HBP含量的增加,共混纤维的力学性能明显降低。     

聚ε-己内酯/聚乙二醇共混纳米纤维的静电纺丝研究

采用四氢呋喃和无水乙醇为溶剂,利用静电纺丝法制备了聚己内酯(PCL)/聚乙二醇(PEG)共混纳米纤维。研究了共混配比、溶液浓度、无水乙醇的加入以及电纺电压、接收距离等工艺参数对纤维形态和性能的影响。测试结果表明:聚乙二醇和聚己内酯以一定比例共混后改善了聚己内酯纤维毡的亲水性和细胞相容性;随着纺丝原液浓度增加,电纺产品由高分子微/纳米液滴结构渐变为珠状结构较少的平滑纤维,平均纤维直径逐渐增大;一定范围内,纤维平均直径随电压的上升而增大,但与接收距离关系不大;此外,加入无水乙醇后,共混溶液电导率增加,有利于喷射流的劈裂,减少了珠状结构的数量。     

Preparation and characterization of biomimetic tussah silk fibroin/chitosan composite nanofibers

Tussah silk fibroin (TSF)/chitosan (CS) composite nanofibers were prepared to mimic extracellular matrix by electrospinning with hexafluoroisopropanol (HFIP) as a solvent. The viscosity and conductivity of TSF/CS blend solution were analyzed and the morphology, secondary structure, and thermal property of TSF/CS composite fibers were investigated by SEM, ¹³C CP/MAS-NMR, X-ray diffraction, and DSC Techniques. The electrospinnability of TSF solution was improved significantly by adding 10 wt% CS, and morphology of electrospun TSF nanofibers changed from flat strip to cylindrical. At the same time, the average fiber diameters decreased from 542 to 312 nm, accompanying by an obvious improvement in fiber diameter uniformity. However, when the CS content in blend solution was more than 15 wt%, the diameter of electrospun TSF/CS nanofibers appeared to be polarized which can be attributed to phase separation of the two components in composite nanofibers. Blending 10 wt% CS did not change the conformation of TSF in TSF/CS composite nanofibers, and TSF in composite nanofibers at various composition ratios had mainly taken the α-helix structure. The thermal decomposition temperature of electrospun TSF/CS composite nanofibers decreased with the increase of CS content due to the lower decomposition temperature of CS. To study the cytocompatibility and cell behavior on the TSF/CS nanofibers, human renal mesangial cells were seeded onto electrospun TSF/CS composite nanofibers. Results indicated that the addition of CS promoted cell attachment and spreading on TSF nanofibers significantly, suggesting that electrospun TSF/CS composite nanofibers could be a candidate scaffold for tissue engineering.     

功能化石墨烯掺杂熔盐的制备及性能研究

通过物理混合方法,在由硝酸钾、硝酸钠、硝酸锂组成的熔盐中加入不同量的氧化石墨烯（GO）、钠化石墨烯（Na-GO）和钾化石墨烯（K-GO）,制得3个系列熔盐复合材料,考察功能化石墨烯的含量,氧化、钠化、钾化对熔盐复合材料熔点、热分解温度、热传导率、黏度等物化性质的影响。结果发现在添加量为0.1%~5%范围内,随着功能化石墨烯添加量的增加,熔盐复合材料的熔点先逐渐下降,后下降趋平缓,其中Na-GO对熔盐熔点下降作用最为明显;熔盐复合材料的起始分解温度随着功能化石墨烯添加量的增加而提高。GO、Na-GO和K-GO的加入提高了熔盐复合材料的热传导率,降低了其流动性能。综合考虑各种因素,在熔盐中添加0.5%~1%的Na-GO,所得熔盐复合材料的综合性能较好。     

LED用低热阻硅脂的制备

选用合适粒径的氮化铝和氧化铝为混杂导热填料、使用自制的硅烷低聚物为表面处理剂,以溶液插层法对混杂导热填料进行表面改性;然后与甲基苯基硅油混合制备了LED用低热阻导热硅脂。研究了导热填料的种类、粒径、表面处理剂种类及用量对导热硅脂的热导率和黏度的影响。采用LED灯作为实际测试平台表征了导热硅脂的导热性能。结果表明,当填料总质量分数为90.9%,粒径为5μm的氮化铝与粒径为1μm的氧化铝作混合填料且质量比为2.8∶1时,导热硅脂的热导率和黏度有较好的平衡;使用填料质量0.5%的硅烷低聚物对氮化铝和氧化铝混合填料进行表面处理有较好的处理效果;自制10号硅脂样品的黏度（25℃）为174 Pa·s,热阻为1.94℃/W,热导率为4.31 W/m·K。     

溶剂对醋酸纤维素静电纺丝可纺性的影响

将醋酸纤维素(CA)分别溶于二氯甲烷、甲酸、乙酸和三氟乙酸(TFA)四种溶剂中,用静电纺丝法制备CA纤维。测定了纺丝液的黏度、电导率,并对各种CA溶液电纺纤维的形貌进行表征,分析各种影响可纺性及纤维形貌的因素。结果表明:溶剂的沸点及所配溶液的电导率、黏度是影响电纺丝可纺性的重要因素。以TFA作为溶剂时,8%CA纺丝液具有良好的可纺性。     

利用多效膜蒸馏技术浓缩硫酸和磷酸水溶液

利用自制中空纤维气隙式多效膜蒸馏组件进行了多效膜蒸馏过程浓缩稀硫酸和磷酸溶液的研究, 考察了膜入口温度、料液进口浓度和料液流量对渗透通量和造水比的影响。结果表明,膜入口温度升高时渗透通量和造水比增加;料液流量增加,渗透通量增加,而造水比随之降低;料液酸浓度增加,渗透通量和造水比均随之下降,且硫酸的影响更为显著。实验过程中渗透通量和造水比最高可达5.3 L/(m²·h)和11.5。在适当的操作条件下,该过程可将质量分数(下同)为2%的稀硫酸或稀磷酸溶液浓缩至40%以上,且渗透液最大的电导率仍小于200 μS/cm。以10%的硫酸溶液为料液,利用2个不同的膜组件进行了持续30 d的多效膜蒸馏过程稳定性实验研究,实验期间所用膜组件操作性能没有明显下降,没有观察到膜渗漏现象。     

聚羟基丁酸-羟基戊酸共混干纺初生纤维的研究

将不同羟基戊酸(HV)含量的聚羟基丁酸-羟基戊酸共聚酯(PHBV)进行溶液共混,采用干法纺丝工艺获得PHBV共混纤维。通过SEM、DSC、XRD等仪器对所得纤维表面形态、热性能及力学性能随时间变化等进行了研究。结果表明,所得PHBV共混纤维表面有凹槽;随着共混HV含量的增高,PHBV共混纤维的熔点逐渐降低,结晶度逐渐减小;对于未经后处理的初生纤维,纺后4h内纤维的断裂伸长可达300%以上,断裂强度及断裂伸长也随着共混物中HV含量的增大而有所提高。通过共混降低了纤维脆性转变速率,为后续加工提供了性能良好的初生纤维。     

熔体微分静电纺丝法制备聚丙烯共混超细亲水纤维

利用自制熔体微分静电纺丝装置,将聚丙烯(PP)与3种亲水改性剂——纳米碳酸钙、十二烷基苯磺酸钠和亚雷森7008进行共混,成功制备了PP共混超细亲水纤维,并对纤维的亲水性能进行测试。结果表明:制备的纤维的直径主要集中在2~6μm,有效产量约为9 g/h;亚雷森7008的亲水改性效果最好,当亚雷森7008质量分数为5%时,单位质量共混纤维的吸水率为1269%,输水速率为3.48g/(min?g);随着改性剂含量的增加,纤维直径先增大后减小,芯吸高度增加,亲水改性效果更好。     

EVA熔体流动速率对PLA/EVA共混物性能的影响

通过熔融共混法制备了聚乳酸（PLA）/乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）共混物,采用SEM、DSC、旋转流变仪等研究了VA质量分数为28%,熔体流动速率（MFR）不同的EVA对PLA/EVA共混物性能的影响。结果表明,EVA熔体流动速率越小,其在PLA基体中分散越均匀,EVA颗粒粒径也越小。共混物的结晶度随EVA熔体流动速率的增大而增大,但PLA的玻璃化转变温度（Tg）基本不受EVA的影响。PLA/EVA共混物的复数黏度和储能模量均随EVA的熔体流动速率的增高而减小。力学性能测试结果表明,当EVA的质量分数为15%时,PLA的断裂伸长率明显升高,冲击强度约是纯PLA的2倍。     

共混比及聚合物浓度对PVC/PVB相容性及超滤膜性能结构的影响

通过混合焓的计算,对不同共混比和聚合物浓度的聚氯乙烯(PVC)/聚乙烯醇缩丁醛(PVB)共混比体系的相容性进行预测,并通过稀溶液黏度(DSV)法、运动黏度法和目视法进行相应验证;以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,通过湿相转换法(NIPS)制备PVC/PVB共混平板超滤膜,并对超滤膜的性能和结构进行测试,系统地研究了PVC/PVB共混铸膜液的组成对平板超滤膜的结构及其分离性能的影响,为通过PVB共混改性PVC膜材料制备超滤膜提供了理论依据。