静电纺壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜的制备及表征

通过静电纺丝技术首次将溶解在1%(体积分数)超低浓度乙酸溶液中的3%(wt,质量分数,下同)壳聚糖(CS)与溶解在去离子水中的11%聚乙烯醇(PVA)溶液进行混合,在20～22kV高压静电场下制备出直径在70～300nm之间、CS含量高达60%,具有均匀结构的CS/PVA纳米纤维膜。通过旋转流变仪、扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱、热重分析和万能试验机等手段对其混合溶液进行表征。结果表明:CS/PVA纳米纤维膜的形貌与CS和PVA的混合比例有关,当CS含量低于60%时,纤维形貌良好,当CS含量高于60%时,纤维中存在有液滴以及纺锤体。另外,CS与PVA之间存在强有力的氢键作用并具有很好的相容性,PVA可以降低壳聚糖的结晶性利于静电纺过程的进行;并且该CS/PVA纳米纤维膜具有较好的热稳定性和弹性,随着PVA比例的增加其最大拉伸强度可达到9.98MPa。     

静电纺纤维素纳米晶体/壳聚糖-聚乙烯醇复合纳米纤维的制备与表征

通过探索纤维素纳米晶体（CNC）添加量对壳聚糖-聚乙烯醇（CS-PVA）基体性能的影响,为静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维的制备提供理论支撑。以CNC、CS和PVA为原料,采用静电纺丝法成功制备不同CNC含量（质量分数）的静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维,并通过SEM、TGA和FTIR等分析手段对CNC/CS-PVA复合纳米纤维的微观结构和性能进行了表征。结果表明：添加CNC后静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维直径变大,表面变粗糙,力学性能和热学性能提高;随着CNC含量的增加,静电纺CNC/CS-PVA纤维的杨氏模量（E）和抗拉强度（σ）先增强后减弱,而外延起始温度继续上升。当CNC含量为3wt%时,静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维力学性能最好,相比于CS-PVA复合纳米纤维,E和σ分别提高了43.9%和24.8%;当CNC含量为20wt%时,静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维直径分布不均匀,可以观察到单根纤维表面存在少量的球状结构物质,同时外延起始温度达到328.83℃;FTIR分析得出,CNC与CS和PVA之间只存在分子间的相互作用而没有发生化学反应;随着溶液的酸性减弱,碱性增强,不同CNC含量的静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维稳定性逐渐提高,而CNC含量对其稳定性影响不大。     

同轴静电纺美藤果油/聚乙烯醇纳米纤维膜的制备及其性能

目的 提高美藤果油在纤维膜中的负载量,提升其在食品活性包装或生物医药方面的应用潜力。方法 通过同轴静电纺丝技术制备具有核壳结构的美藤果油(Sacha inchi oil,SIO)/聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)纳米纤维膜。采用单因素实验和正交试验探究PVA的质量分数、施加电压、接收距离和壳层流速等纺丝条件对SIO负载量的影响。通过扫描电镜、透射电镜和傅里叶红外变换光谱表征纳米纤维的形态及性能,测试并分析加入SIO后纤维膜的力学性能、亲水性能和抗氧化活性。结果 通过正交试验得到了纤维膜的最佳纺丝条件,PVA的质量分数为12%,施加电压为22 kV,接收距离为16 cm,核壳流速比为0.1 mL/h∶1.4 mL/h。在此条件下可以成功制备以SIO为核层,以PVA为壳层的具有明显核壳结构的形貌较好、直径分布均匀,SIO负载量为67.79%的纳米纤维膜。SIO的加入使纤维膜的拉伸强度提高了2.51倍,水接触角减小了14.04°,抗氧化活性提高了2.6倍。结论 采用同轴静电纺丝技术成功制备了具有明显核壳结构的纳米纤维及纤维膜,该膜的SIO负载量高,加入SIO后纤维膜的力学性能、亲水性能和抗氧化活性均得到改善。     

聚乙烯醇/水性聚氨酯共混膜的制备

目的研究水性聚氨酯(WPU)对聚乙烯醇(PVA)的增韧效果。方法将固含量(质量分数)为35%的WPU按一定比例加入固含量为5%的PVA水溶液中,经混合、除泡、浇注、干燥后制成PVA/WPU共混膜。采用傅里叶红外光谱仪,扫描电子显微镜,差示扫描量热仪,动态热机械分析仪等对共混膜进行表征,并测试共混膜的力学性能、水接触角、吸水率。结果随着WPU含量的增加,与纯PVA相比,共混膜的羟基(—OH)的伸缩振动峰向高波数方向移动,结晶度下降,玻璃化转变温度(t_g)下降,拉伸强度降低,断裂伸长率增加,水接触角增大,吸水率降低,可见光透过率下降。结论 WPU的加入有利于提高PVA/WPU共混膜的韧性,在WPU质量分数为20%～30%时,得到了综合性能较佳的共混膜。     

静电纺聚丙烯腈纳米纤维膜的制备及性能研究

目前,采油废水随着石油开采难度的增加,治理难度也相应提高。采用静电纺丝技术,以聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈(PAN)为原料,N,N-二甲基酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,制得了不同比例的PVDF/PAN纳米纤维膜。并对所做出来的PVDF/PAN纳米纤维膜的形貌和性质进行表征,优选出了最佳比例,在最佳质量比PVDF∶PAN=3∶2的基础上,优选出质量分数12%的PVDF/PAN纳米纤维膜进行实验。结果表明:此膜对采油废水的处理效果显著。     

静电纺纳米纤维膜用于重金属离子吸附的研究进展

静电纺丝制备的纳米纤维膜具有较高的比表面积和孔隙率,在重金属离子吸附领域有着广阔的应用前景。在简要阐述纳米纤维膜吸附重金属离子机理的基础上,主要从有机纳米纤维膜、有机-无机复合纳米纤维膜及无机纳米纤维膜等3个方面,介绍了近年来静电纺纳米纤维膜对重金属离子的吸附性能及其相关的研究进展,并针对目前纳米纤维膜吸附重金属离子应用研究中存在的一些问题给出了建议,为纳米纤维膜吸附重金属离子的后续研究提供参考。     

光固化水性聚氨酯/二氧化硅纳米复合膜的微结构与膜性能

在光固化水性聚氨酯乳液合成中原位引入纳米二氧化硅水溶胶制备复合乳液及复合膜,研究了二氧化硅粒径、表面化学特性对复合膜微观结构和性能的影响。透射电镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)分析表明,表面有机改性二氧化硅很好分散在聚氨酯基体中,而酸性、碱性硅溶胶在聚氨酯基体中发生不同程度团聚和粘连,且不同粒径、表面化学特性的二氧化硅对纳米复合涂层表面形貌有较大影响;动态力学性能(DMA)分析表明,不同纳米二氧化硅引入对聚氨酯软硬段相分离产生较大影响,可不同程度提高复合膜的储能模量。     

静电纺聚乙烯醇/纳米二氧化钛超细纤维的水稳定性

静电纺聚乙烯醇/纳米二氧化钛(PVA/TiO2)超细纤维的水稳定性较差,用于液体过滤时需进行预处理。文中对PVA/TiO2超细纤维分别采用热处理和甲醇处理进行交联,以提高其在水中的稳定性。通过对处理后的纤维进行差示扫描量热(DSC)测试,发现纤维最佳处理条件为140℃热处理10min,而甲醇处理最佳处理时间为8h。通过纤维形貌观察,发现热处理及甲醇处理后的纤维浸水24h后纤维仍然存在,只是发生了凝集和肿胀,且热处理比甲醇处理效果更好。     

静电纺定向纳米纤维素-碳纳米管/聚乙烯醇复合纤维导电膜及性能

利用纤维素纳米晶须（CNCs）搭载碳纳米管（CNTs）在水相中形成均一稳定的纳米CNCs-CNTs导电复合物,并将其均匀分散于聚乙烯醇（PVA）基体中制得纺丝液,采用静电纺丝技术制备纤维定向排列的CNCs-CNTs/PVA复合导电膜。结果表明：CNCs-CNTs增强了纤维膜热力学性能,并赋予其导电功能;纤维的定向排列显著提高了膜的力学性能;随CNTs含量增加,纺丝液电导率和黏度提高,纤维直径减小;当CNCs和CNTs与PVA的质量比分别为8.0%和1.0%时,CNCs-CNTs/PVA的纤维直径、拉伸强度和电导率分别可达182 nm±35 nm、15.99 MPa±1.25 MPa和0.12 S/m±0.01 S/m;当电流密度为0.2 A/g时,其比电容可达127.1 F/g,且经过1 500次充放电循环后电容量仍保持在83.14%。基于导电膜优良的力学性能、热稳定性和导电性,CNCs-CNTs/PVA导电膜有望应用于可折叠超级电容器、柔性传感器和柔性电极材料等领域。     

离子键增强水性聚氨酯/纳米羟基磷灰石复合材料的研究

水性聚氨酯/羟基磷灰石(WBPU/HA)纳米复合材料的研究已有报道,但通过离子键增强复合材料的研究却很少见。制备了稳定性良好的带羧酸根的阴离子型WBPU乳液和带季铵的阳离子型的HA胶体。其中纳米羟基磷灰石胶体通过合成过程中引入氨乙基磷酸使其带上正电荷。然后加入柠檬酸根将HA胶体转变为阴离子胶体。两种胶体溶液共混,并通过透析去掉柠檬酸根后得到均匀的混合胶体,干燥后得到力学性能良好的WBPU/HA复合材料。当HA含量为0~15%(质量分数)时,复合材料力学强度从纯PU的10.9 MPa提高到了22.3 MPa,提高幅度达100%。这是由于两相间存在正负电荷的离子键作用。当HA含量为20%(质量分数)时,由于HA粒子的团聚导致力学性能下降。提供了一种通过胶体共混来制备离子键增强的纳米复合材料的新方法。     

肝素化水性聚氨酯改性医用聚氯乙烯表面的研究

以N 甲基二乙醇胺为扩链剂合成了阳离子水性聚氨酯 (ACPU) ,将其固定在医用聚氯乙烯管内壁并对其进行肝素化。通过全血凝固时间实验证明 ,改性后的医用聚氯乙烯管的抗凝血性明显提高。另外使用红外光谱分析了阳离子水性聚氨酯的结构及其肝素化处理后聚合物结构的变化 ,并考察了MDEA含量对阳离子水性聚氨酯乳液及其涂膜性能的影响。     

Preparation and characterization of chitosan/poly(vinyl alcohol)/poly(vinyl pyrrolidone) electrospun fibers

Ultrafine fibers of chitosan/poly(vinyl alcohol)/poly(vinyl pyrrolidone) (CS/PVA/PVP) were prepared via electrospinning. The structure and morphology of CS/PVA/PVP ultrafine fibers was characterized by the Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscope and scanning electron microscope (SEM). Furthermore, the effects of the concentration of PVA, PVP and the electrospinning voltage on the morphology of ultrafine fibers were investigated the the SEM. When the concentration of PVA was at the range of 30wt%–40wt%, ultrafine fibers could be obtained. The diameter distributions of ultrafine fibers decreased when the electrospinning voltage increased from 20 to 30 kV. The rough surface fibers could be obtained after etching with CHCl₃.     

聚醚腈型阳离子水性聚氨酯乳液的制备与性能

采用端羟基聚醚腈(HPEC),甲苯二异氰酸酯(TDI),1,4-丁二醇和三乙醇胺(TEA)为主要原料制备了聚醚腈型阳离子水性聚氨酯乳液.讨论了制备过程中对水性聚氨酯乳液性能的影响因素.实验结果表明,三乙醇胺对乳液的稳定性影响很大,采用该工艺制备的聚醚腈型阳离子水性聚氨酯乳液具有良好的贮存稳定性,且涂膜的机械性能良好;当聚醚腈型阳离子水性聚氨酯乳液和固化剂的质量比在100:6到75:6之间时,产品的强度最好.     

聚乙烯醇/玉米秸秆微晶纤维素复合膜的制备与性能

采用玉米秸秆微晶纤维素(CSCMC)作为增强剂,生物可降解材料聚乙烯醇(PVA)作为基体,制备了PVA/CSCMC复合膜材料,并对复合膜的结构、热稳定性能、力学性能进行了测试。结果表明,玉米秸秆微晶纤维素可增强复合膜材料的热稳定性能和力学性能。当CSCMC的质量分数为10%时增强效果最佳,与纯的PVA膜相比,复合膜的起始分解温度和最大重量损失率温度分别提高了19.25℃和17.17℃,拉伸强度提高了37.91%,断裂伸长率提高了58.93%。     

水性聚氨酯/聚乙烯醇复合表面施胶剂在特种纸上的应用

以聚己内酯二元醇(PCL,Mn=1000)、甲苯二异氰酸酯(TDI)和二羟甲基丙酸(DMPA)为原料,采用自乳化法制备水性聚氨酯(WPU)乳液,并用此聚氨酯乳液与聚乙烯醇(PVA)以及外加交联剂氮丙啶进行复配制得WPU/PVA复合乳液。实验研究了m(WPU)/m(PVA)对复合乳液性能及纸张表面性能的影响。研究表明,当复合乳液中WPU含量为75%,此WPU/PVA复合乳液具有优异的表面施胶性能,纸张耐折度达到1 025次,干湿强度分别为162.3,57.4N,施胶度达到97s。并通过红外光谱(FT-IR)、动态激光光散射法(DLS)及热重分析(TGA)对聚合物进行了表征。     

纳米Ag-聚乙烯醇缩丁醛静电纺丝复合纳米纤维的制备及性能

采用静电纺丝技术制备纳米Ag-聚乙烯醇缩丁醛（PVB）复合纳米纤维,获得一类过滤性能和抗菌性能优异的空气过滤材料。采用TEM分析纳米Ag的形貌,采用SEM、FTIR和XRD等表征手段研究纳米Ag-PVB复合纳米纤维的微观形貌、化学结构以及结晶行为,并对其空气过滤性能、透气性能和抗菌性能进行了研究。结果表明：以乙醇为溶剂,当PVB含量为10wt%、纳米Ag含量为0.25wt%时,得到的纤维尺寸均一,平均直径为542.14 nm。性能测试结果表明,纺丝最佳时间为10 min,纳米Ag-PVB复合纳米纤维对PM2.5过滤效率为99.99%,过滤阻力为16 Pa,透气率为155.0 mm/s,并且对大肠杆菌表现出优异的抗菌性能,其抑菌率为95.52%。     

含环氧基水性聚氨酯纸张表面施胶剂的制备及应用

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚酯二元醇(PCL1000)、三乙胺(TEA)、二羟甲基丙酸(DMPA)和丙三醇单缩水甘油醚为主要原料,制备了含环氧基的水性聚氨酯树脂。对合成乳液进行了红外光谱(FTIR)和粒度等分析。结果表明,环氧基引入到聚氨酯分子链中。施胶剂应用结果表明,以质量分数为3%的含环氧基的水性聚氨酯(EWPU)乳液进行表面施胶,纸张施胶度达35.5 s,抗张指数达到51.75 N·m/g,耐折度达38次。     

Preparation of CuS nanoparticles embedded in poly(vinyl alcohol) nanofibre via electrospinning

Poly(vinyl alcohol) (PVA)/CuS composite nanofibres were successfully prepared by electrospinning technique and gas-solid reaction. Scanning electron microscopic (SEM) images showed that the average diameter of PVA/CuS fibres was about 150–200 nm. Transmission electron microscopy (TEM) proved that a majority of CuS nanoparticles with an average diameter of about 15–25 nm are incorporated in the PVA fibres. X-ray diffraction (XRD) analyses and electron diffraction pattern also revealed the forming of CuS crystal structure in the PVA fibres.