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干燥方式对亚微米纤维复合空气过滤材料结构和性能的影响

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中国造纸 2022年第9期41卷 11-18页

作者：刘雅熙孙召霞胡健梁云华南理工大学轻工科学与工程学院广东广州510640

以原纤化天丝和玻璃棉这2种亚微米纤维为原料,通过湿法成形的方式将其复合在无纺布基材上制得空气过滤材料(以下简称滤材),探究了冷冻干燥及加热干燥对滤材结构和性能的影响。结果表明,冷冻干燥能较好地保留湿纸幅中亚微米纤维的形态,... 详细信息

以原纤化天丝和玻璃棉这2种亚微米纤维为原料,通过湿法成形的方式将其复合在无纺布基材上制得空气过滤材料(以下简称滤材),探究了冷冻干燥及加热干燥对滤材结构和性能的影响。结果表明,冷冻干燥能较好地保留湿纸幅中亚微米纤维的形态,减少纤维收缩,对原纤化天丝的影响尤为显著;当原纤化天丝与玻璃棉的配比分别为2∶8、4∶6、6∶4、8∶2时,冷冻干燥滤材的过滤效率分别比加热干燥滤材的过滤效率高3.5%、5.5%、9.8%和12.2%,过滤阻力分别比加热干燥滤材低20.4%、28.1%、23.3%和33.2%。可见冷冻干燥可显著提高亚微米纤维复合空气过滤材料的过滤效率,降低其过滤阻力。

关键词：空气过滤亚微米纤维冷冻干燥加热干燥过滤性能

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静电纺沟槽结构亚微米纤维复合膜的过滤性能

东华大学学报（自然科学版） 2014年第2期40卷 198-201页

作者：李昊轩黄晨靳向煜柯勤飞东华大学纺织面料技术教育部重点实验室上海201620 上海师范大学生命与环境科学学院上海200234

采用静电纺制备了沟槽结构亚微米纤维膜,使用两层聚丙烯(PP)熔喷非织造布作为支撑材料,得到"三明治"沟槽结构亚微米纤维复合膜.对沟槽结构亚微米纤维复合膜的物理特征及过滤效率进行表征,并分析面密度与过滤效率之间的关系.研究表明:沟... 详细信息

采用静电纺制备了沟槽结构亚微米纤维膜,使用两层聚丙烯(PP)熔喷非织造布作为支撑材料,得到"三明治"沟槽结构亚微米纤维复合膜.对沟槽结构亚微米纤维复合膜的物理特征及过滤效率进行表征,并分析面密度与过滤效率之间的关系.研究表明:沟槽结构亚微米纤维复合膜的过滤效率可以达到98.55%,而压降仅为195Pa;随着面密度的增加,沟槽结构亚微米纤维复合膜的过滤效率先增加后趋于平缓,压降上升,品质因数先上升后下降.

关键词：静电纺丝亚微米纤维沟槽结构过滤效率

负载微胶囊亚微米纤维/棉纤维防螨复合纱线的制备及性能研究

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负载微胶囊亚微米纤维/棉纤维防螨复合纱线的制备及性能研究

作者：刘畅东华大学

学位级别：硕士

尘螨是影响家居环境卫生和人体健康的重要原因之一,其产生的尸体、粪便和其他排泄物危害人体皮肤健康并易引发包括哮喘、过敏性鼻炎和皮炎等疾病。在家居环境中,家具软包、床上用品等家用纺织品疏松多孔且残留有人体皮屑,这为尘螨提供... 详细信息

尘螨是影响家居环境卫生和人体健康的重要原因之一,其产生的尸体、粪便和其他排泄物危害人体皮肤健康并易引发包括哮喘、过敏性鼻炎和皮炎等疾病。在家居环境中,家具软包、床上用品等家用纺织品疏松多孔且残留有人体皮屑,这为尘螨提供了适宜的生存条件,是尘螨传播疾病的主要致病媒介,因此防螨家居纺织品的开发意义重大。现存防螨家居纺织品及相关研究多采用织物孔隙尺寸控制、化学和天然防螨纤维混纺以及后整理等手段,该类防螨纺织品存在舒适性差、原料可选范围小和耐久性差的问题。本文选用高效防螨剂苯甲酸苄酯作为芯材,包覆海藻酸钙壁材,采用离子交联法制备防螨微胶囊。在此研究基础上,将微胶囊通过静电纺丝包载于亚微米纤维内部,实现苯甲酸苄酯防螨剂的二次包封,延长防螨剂的保留时间。最后借助“镶嵌纺”的纺纱方法,将亚微米纤维作为防螨剂载体,包覆于纱体内部,制备负载微胶囊亚微米纤维/棉纤维防螨复合纱线。首先,本文通过离子交联法,以苯甲酸苄酯为芯材,海藻酸钙为壁材,制备得到苯甲酸苄酯/海藻酸钙微胶囊。采用单因素试验法,探究了乳化剂用量、乳化时间、海藻酸钠和CaCl2用量、滴加速率、搅拌速度及反应温度共7种因素对微胶囊粒径和成形的影响,最终优选制备条件为:乳化剂用量为苯甲酸苄酯质量的1/10,乳化时间为10min,CaCl2和海藻酸钠的浓度分别为0.4 mg/mL和1.2 mg/mL,搅拌速度为1200 rpm,滴加速率为0.2 mL/min,反应温度为45℃,此时得到的微胶囊平均粒径为（432.44±151.90）nm。此外,还通过扫描电镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、热重分析仪（TGA）、紫外-可见-近红外分光光度计（UV-Vis-NIR）等表征了微胶囊的形貌、化学结构和包封性能。进一步地,将微胶囊加入纺丝液中,以悬浮液形式的纺丝液静电纺丝,利用亚微米纤维较细直径和较大比表面积的优势,实现防螨剂的二次包覆和高效释放。具体地,采用自由液面静电纺丝设备,调整纺丝液浓度并优选聚丙烯腈（PAN）浓度为12 wt%,以实现制备纤维直径均匀、纺丝状态良好;并于其中添加不同比例微胶囊,静电纺丝得到负载微胶囊的亚微米纤维。然后对不同纤维膜进行SEM、FTIR、TGA测试,表征其表观形貌和结构性能;对亚微米纤维包覆微胶囊理论进行简要探究;并对其进行防螨剂保留率测试。此外,还对防螨微胶囊添加量为PAN质量1/12、1/8、1/6、1/4的纤维膜进行防螨测试,结果表明螨虫趋避率分别达到82.11%、92.53%、96.50%和97.13%。最后,采用“镶嵌纺”工艺制备复合纱线。即以棉网为亚微米纤维的接收装置,在梳棉机的剥棉装置和成条装置间完成亚微米纤维与棉纤维的复合,并将得到的生条用于后续并条、粗纱和环锭纺纱工序。其中,在并条工艺中,采用六道并条且分别设置复合棉条数量为0条、2条、4条和6条,制备得到四组纱线。然后测试四组纱线的线密度、条干、强伸性能和水分传递性能,结果表明:亚微米纤维复合纱线较纯棉纱线条干均匀度和强伸性能差异不大,较纯棉纱线表面略疏水、水分传递性能更好,有利于抑制尘螨在其表面的生存和繁殖。并且分别测试了三种复合纱线的螨虫趋避效果,可知复合棉条数量为2条、4条和6条时,螨虫趋避率分别达到58.64%、72.07%和82.31%。

关键词：苯甲酸苄酯海藻酸钙微胶囊亚微米纤维防螨复合纱线

亚微米纤维多孔材料热辐射性能的实验与理论研究

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亚微米纤维多孔材料热辐射性能的实验与理论研究

亚微米相变纤维/棉织物的制备及其调温性能的研究

高等教育学会工程热物理专业委员会第二十一届全国学术会议

作者：杨建明何石泉吴会军丁云飞广州大学土木工程学院广州大学建筑节能研究院

采用静电纺丝技术制备出几种不同直径的亚微米纤维多孔材料(纤维直径分别为0.52、0.63和0.65μm),通过FTIR测试了各材料的红外透射率;根据实验测试数据,基于Mie散射理论、Kramers-Kronig关系式和Beer定律,计算了亚微米纤维多孔材料的复... 详细信息

采用静电纺丝技术制备出几种不同直径的亚微米纤维多孔材料(纤维直径分别为0.52、0.63和0.65μm),通过FTIR测试了各材料的红外透射率;根据实验测试数据,基于Mie散射理论、Kramers-Kronig关系式和Beer定律,计算了亚微米纤维多孔材料的复折射率和辐射热导率,研究了纤维直径对材料衰减系数和辐射热导率的影响,并以最小辐射热导率为目标对纤维材料的直径进行了优化。计算结果表明,在300K温度下,对于纤维体积分数为3%的多孔材料,直径为2.0μm时辐射热导率最小(0.292m W·m

关键词：亚微米纤维多孔材料复折射率辐射热导率优化计算

来源： cnki会议评论

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亚微米相变纤维/棉织物的制备及其调温性能的研究

作者：赵雅洁东华大学

学位级别：硕士

纺织品,是人们生活中必不可少的物品。服装则是从最原始的野兽皮开始不断发展演变至如今不同材料、不同样式、不同功能的衣物,不仅为人类日常穿着提供保暖遮体的作用,更被赋予拥有其他特定功能的希望,为人类的日常生活提供便利与舒适。... 详细信息

纺织品,是人们生活中必不可少的物品。服装则是从最原始的野兽皮开始不断发展演变至如今不同材料、不同样式、不同功能的衣物,不仅为人类日常穿着提供保暖遮体的作用,更被赋予拥有其他特定功能的希望,为人类的日常生活提供便利与舒适。随着人们对纺织品穿着舒适性及生活健康要求的增加,具有调温性能的功能型纺织品越来越受到消费者的青睐。静电纺丝作为一种能够制备出连续亚微米纤维的技术手段,其设备简易、操作简易、应用广泛,且制备出的亚微米纤维具有尺寸小、比表面积大等特点。此外,相变材料属于绿色环保型新型能源材料,具有双向调温特点。因此,利用静电纺丝技术,将相变材料应用于纺织品中不仅赋予传统纺织品的调温功能,还增加了纺织品的附加值,具有广阔的发展前景。本文将正十四醇相变材料、纳米碳化硅导热材料、静电纺丝液三者进行物理掺杂,成功制备出了具有相变功能的亚微米纤维,并得出纺丝的极限条件为10wt%14-醇及0.75wt%纳米SiC颗粒。通过时间-温度曲线分析,得知极限条件下制备出的14-醇/SiC/PAN亚微米相变纤维导热性提高33.3%。经热学测试表明亚微米纤维具有良好的热稳定性与调温性能,升温相变温度为35.70℃,焓值为103.775J/g;降温相变温度为34.45℃、27.67℃,焓值为100.53J/g。其次,为提高亚微米纤维在复合纱线及织物中的含量,利用包芯纱制备技术,选取20D涤纶长丝为纱芯,通过增加多级包芯装置制备亚微米相变纤维包芯纱。亚微米纤维包芯纱表面平整光滑,存在部分粘连,这与纺丝环境、电压大小、纺丝隔距、喷丝位置等诸多影响因素有关。随着级数的增加,意味亚微米纤维含量也增加,亚微米纤维包芯纱的表观直径随之增大,变异系数减小;强力呈小幅度增加;相变温度没有影响,相变焓值呈现提高的趋势。相比涤纶长丝,亚微米纤维包芯纱的强力有所提高,但尚无法满足上机织造要求,无法单独制成织物。为弥补亚微米纤维包芯纱的强力缺陷,通过增加引入亚微米纤维包芯纱的导纱辊,同时增加凹槽设计来改造传统细纱机,制备亚微米相变纤维/棉合股纱线,经机械测试,证明其强力明显高于亚微米纤维包芯纱,700捻/米亚微米纤维/棉合股纱线的平均强力为433.20cN,相比亚微米纤维包芯纱提高了约4.19倍,满足织造条件。同时,经SEM观察发现亚微米相变纤维/棉合股纱线具有良好的缠绕结构,且当捻度增加时,包芯纱与棉纱的缠绕越紧密。当1级亚微米包芯纱与棉纱以700捻/米合股时,升温相变温度为36.21℃,相变焓为29.73J/g;降温相变温度为33.07℃、27.74℃,相变焓为26.24J/g。最后,将亚微米纤维/棉合股纱线织造成织物,并对其性能进行测试。相变复合织物经计算得知,相变复合织物中14-醇的焓值平均占比为8.70%。随着制备的推进,以及各工序中的损耗,纤维、包芯纱、合股纱线、织物的焓值逐级递减,14-醇在制备工序中的损耗量为4.99%。在升温时相变复合织物与空白样的最大温差可达3.3℃,降温时最大温差可达4.8℃,因此,相变复合织物具有良好的相变调温性能。

关键词：相变调温十四醇亚微米纤维碳化硅静电纺

PA6/纳米TiO_2复合亚微米级纤维的制备及拉伸性能

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北京服装学院学报（自然科学版） 2006年第4期26卷 18-22页

作者：冯淑芹付中玉李从举朱金唐北京服装学院材料科学与工程学院北京100029 北京市服装材料研究开发与评价重点实验室北京100029

以甲酸与冰醋酸的混合液作为溶剂,通过静电纺丝方法制备了PA6及PA6/TiO2的复合亚微米级纤维.用旋转黏度计、导电率仪测定了溶液的黏度、导电率;用扫描电子显微镜(SEM)、力学试验机研究了TiO2对溶液的可纺性、纤维的形貌、纤维力学性能... 详细信息

以甲酸与冰醋酸的混合液作为溶剂,通过静电纺丝方法制备了PA6及PA6/TiO2的复合亚微米级纤维.用旋转黏度计、导电率仪测定了溶液的黏度、导电率;用扫描电子显微镜(SEM)、力学试验机研究了TiO2对溶液的可纺性、纤维的形貌、纤维力学性能的影响.结果表明:用上述方法可以制得直径小于200 nm的亚微米级纤维;随纳米TiO2加入量的增多,TiO2的团聚现象加重,溶液的可纺性下降,但不影响纤维的直径;纳米TiO2的少量加入,可以在一定程度上提高纤维的强度;加入1%的TiO2时,不仅溶液的可纺性好且纤维的拉伸强度最大.

关键词： PA6 TiO2 亚微米纤维静电纺丝拉伸性能

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亚微米级铁素体纤维的制备

河北冶金 2003年第6期 19-21页

作者：孙世清刘宗茂毛磊河北科技大学金属材料系河北石家庄050054

采用浓硝酸将Cu-16Fe-2Cr原位复合丝材的铜基体选择溶解后得到了铁素体纤维。实验结果表明:当丝材质量与浓硝酸容积之比(质容比)约为220g/L时,可将铜基体溶解完全,获得铁素体纤维。通过SME和TEM测量了铁素体纤维尺寸。随着复合丝材变形... 详细信息

采用浓硝酸将Cu-16Fe-2Cr原位复合丝材的铜基体选择溶解后得到了铁素体纤维。实验结果表明:当丝材质量与浓硝酸容积之比(质容比)约为220g/L时,可将铜基体溶解完全,获得铁素体纤维。通过SME和TEM测量了铁素体纤维尺寸。随着复合丝材变形量增大,纤维的收得率逐渐下降,当总变形量η=9.21时,纤维的平均直径达到0.7μm。

关键词：亚微米纤维铁素体纤维收得率质容比金属复合材料制备

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共晶基陶瓷复合材料的强度模型

固体力学学报 2009年第2期30卷 116-121页

作者：倪新华郑坚刘协权韩保红军械工程学院石家庄050003

根据细观结构内界面的强约束特性,通过纤维-基体内界面切应力确定了共晶陶瓷棒体的细观应力场.然后分析了两相界面处位错塞积产生的应力集中,获得基体内的最大应力,当最大拉应力等于基体理论断裂强度时,得到共晶棒体的断裂强度的解析表... 详细信息

根据细观结构内界面的强约束特性,通过纤维-基体内界面切应力确定了共晶陶瓷棒体的细观应力场.然后分析了两相界面处位错塞积产生的应力集中,获得基体内的最大应力,当最大拉应力等于基体理论断裂强度时,得到共晶棒体的断裂强度的解析表达式.考虑共晶陶瓷棒体长度和方位的随机性,根据概率理论得到共晶陶瓷基复合材料的宏观强度的理论模型.结果表明复合材料的宏观强度与亚微米纤维的直径和长度、以及亚微米纤维、基体、共晶陶瓷棒体的弹性常数有关.理论与实验结果十分接近,说明文中理论模型是合理的,同时证明了共晶界面对陶瓷复合材料的重要影响.

关键词：共晶陶瓷棒体亚微米纤维强约束界面位错塞积断裂强度

彩色微纳米纤维混纺纱线均匀显色及制备工艺研究

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彩色微纳米纤维混纺纱线均匀显色及制备工艺研究

作者：王运东华大学

学位级别：硕士

传统工艺中一般是通过印染工序使得纱线表面附有颜色,但这种方式会产生大量的印染废水,破坏环境,并且染色操作相对复杂,因此,色纺企业十分关注能够制备出彩色纱线的新型环保工艺。随着静电纺丝工艺的不断成熟,有企业及学者将其与传统棉... 详细信息

传统工艺中一般是通过印染工序使得纱线表面附有颜色,但这种方式会产生大量的印染废水,破坏环境,并且染色操作相对复杂,因此,色纺企业十分关注能够制备出彩色纱线的新型环保工艺。随着静电纺丝工艺的不断成熟,有企业及学者将其与传统棉纺工艺相结合制备混纺纱线。通过将染料加入纺丝液制备有色微纳米纤维,再将其与棉纤维混合可以得到有色混纺纱线,此种制备有色纱线的方法在缩短工艺流程的同时能够降低企业生产成本,减少甚至消除了印染废水产生,但制备出的纱线颜色不匀,始终无法满足均匀显色的需求。因此本文从聚合物浓度、喷头与接收板的距离以及喷头间距等工艺参数出发,分析造成纱线显色不匀的原因;利用COMSOL模拟软件对喷头处电场进行模拟实验,深入分析显色不匀的产生机理,探究较为合适的纺丝参数;再通过环锭纺和转杯纺制备出显色均匀的混纺纱线,对比分析两种纱线的物理机械性能,得到显色效果较好的纺纱工艺。具体研究内容如下:（1）彩色微纳米纤维混纺纱线显色不匀的因素研究。通过改变聚合物浓度、喷头与接收板的距离以及喷头间距制备了10种不同的样品,并对这些样品进行荧光示踪、表观颜色深度以及有色纤维占比的分析;（2）彩色微纳米纤维混纺纱线均匀显色的工艺研究。利用COMSOL Multiphysics软件对不同喷头间距时喷头及周边处场强进行模拟,分析了喷头间距对有色纤维分布造成影响的机理,并且确定了混纺棉条显色均匀时的喷头间距。随后,对该棉条进行荧光示踪、表观颜色深度、以及有色纤维占比的测试;（3）彩色微纳米纤维混纺纱线的制备研究。通过环锭纺纱工艺和转杯纺纱工艺制备了两种显色均匀的混纺纱线,并对其进行了表观颜色深度、色牢度以及纱线强力的测试。研究结果表明:（1）聚合物浓度、喷头与接收板距离的改变对颜色的深浅程度有影响,但对有色纤维分布的均匀性没有明显影响。其中,随着聚合物浓度的不断增加,有色棉条颜色逐渐加深;当喷头与接收板之间距离不断增加时,有色棉条的颜色逐步变浅;另外,随着喷头与喷头之间距离的增大,棉条显色不匀的现象在不断减轻,即有色纤维分布的均匀性得到改善。（2）喷头间距通过影响电场的叠加效果,影响了有色纤维的缠结程度,调整参数后制备的棉条中有色纤维分布更为均匀,纤维缠结现象基本消失,同时有色纤维占比也趋于稳定。（3）环锭纱呈现的表观颜色深度比转杯纱浅,但纱线强力比转杯纱高。同时在对转杯纱不同颜色的色牢度测试中发现,分散蓝染料制备的纱线色牢度比分散红染料制备的纱线色牢度高,但整体满足国家标准的要求,由此可知在这种显色均匀的混纺纱线制备工艺中转杯纺纱工艺的显色效果较好。

关键词：静电纺丝混纺工艺亚微米纤维电场模拟