检索结果-南通市图书馆

作者：关琳长春师范大学

学位级别：硕士

家禽羽毛表面结构是自然界中较为复杂的结构,是理想的仿生研究对象。本文以四种家禽羽毛为样本,通过软刻蚀法制备具有羽毛表面微观结构的高分子PDMS仿生膜,并对家禽羽毛及PDMS仿生膜进行微观结构观察、红外光谱和表面自由能分析、双疏... 详细信息

家禽羽毛表面结构是自然界中较为复杂的结构,是理想的仿生研究对象。本文以四种家禽羽毛为样本,通过软刻蚀法制备具有羽毛表面微观结构的高分子PDMS仿生膜,并对家禽羽毛及PDMS仿生膜进行微观结构观察、红外光谱和表面自由能分析、双疏性测定及PDMS仿生膜抑菌性评价。主要研究内容包括:（1）通过光学显微镜和扫描电子显微镜,观察四种家禽的羽毛以及PDMS仿生膜上的羽小枝结构有三种主要类型:节状羽小枝、有钩羽小枝和无钩羽小枝。反面羽小枝成覆瓦状排列,PDMS仿生膜完整地复刻了羽毛表面的微观结构。（2）通过红外光谱测定,家禽羽毛表面的糖类、脂质、蛋白质等是构成羽毛表面高级一元醇和高级脂肪酸等脂类物质的主要成分,同时也是羽毛表面具有双疏性的原因之一。（3）四种家禽羽毛和PDMS仿生膜均具有疏水特性,鸽羽PDMS仿生膜具有双疏特性,其他三种家禽羽毛PDMS仿生膜具有疏水性和一定的疏油性;四种家禽羽毛与PDMS仿生膜能抵抗较低浓度有机溶剂的浸润,随着有机溶剂浓度的逐渐增加,其双疏性逐渐降低,直至从疏油性向亲油性转变。（4）根据表面自由能测定结果,检测液的表面自由能均高于四种家禽羽毛正、反面以及PDMS仿生膜的固体表面自由能,因此四种家禽羽毛以及PDMS仿生膜表现出良好的双疏性与其表面的粗糙结构和化学成分有关。（5）PDMS仿生膜抑菌性结果表明,四种家禽羽毛正、反面PDMS仿生膜均具备一定的抑菌特性,但随着时间的增加其抑菌效果逐渐减弱。仿生膜的抑菌性是通过物理和化学效应实现的。具有双疏性和抑菌特性的微观表面结构材料,可以应用到医疗卫生领域,减少抑菌抗生素的滥用和环境污染,展现出广阔的应用前景。

关键词：微观结构 PDMS仿生膜双疏性表面自由能抑菌性

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氟化双疏性聚氨酯纤维膜的制备及防水透湿性能的研究

氟化双疏性聚氨酯纤维膜的制备及防水透湿性能的研究

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作者：葛建峰东华大学

学位级别：硕士

防水透湿织物是一种集防水、透湿、防风、保暖于一体的功能型织物。在许多极端的条件下,防水透湿织物作为服装面料使用能够保护人体不受风、雨和化学试剂的影响;与此同时,它又能够向外部环境传输水蒸气。因此,防水透湿面料的需求量持续... 详细信息

防水透湿织物是一种集防水、透湿、防风、保暖于一体的功能型织物。在许多极端的条件下,防水透湿织物作为服装面料使用能够保护人体不受风、雨和化学试剂的影响;与此同时,它又能够向外部环境传输水蒸气。因此,防水透湿面料的需求量持续增加,并且它的应用已经从军需用品和专业化的医疗防护用品扩张到了恶劣气候下的户外休闲运动服装。防水透湿织物发展至今,已经形成了一个很大的体系,大致可以分为以下三类：紧密织物、涂层织物、层压织物。传统的防水透湿织物具有优异的防水、防风性能,但是其透湿性能较低,从而导致穿着者不舒适感。对于防水透湿织物来说,其防水和透湿性能对于穿着者的舒适性都非常重要。低透湿的防水织物会快速的在服装下冷凝汗水湿气,造成过高热。因此,开发出一种既能防水又具有高透湿水平的防水透湿面料尤为重要。静电纺丝技术被广泛应用于制备直径在几十个纳米到几个微米的无纺布状纤维膜。这种高新技术的出现将可以在维持织物高水平的防护性能的同时获得优异的透湿性。同时,静电纺纤维膜的性能由所使用的聚合物的性质决定。聚氨酯材料具有优异的弹性、耐磨性及水解稳定性。因此,我们采用聚氨酯作为原料制备具有防水透湿性能的纤维膜。本文首先利用静电纺丝技术制备了不同浓度（4、5.5、7wt%）的聚氨酯纤维膜,考察了静电纺丝溶液组成对聚氨酯纤维膜的形貌、润湿性能和力学性能的影响。此外,制备的聚氨酯纤维膜呈现高透湿量（7868g/m2·24h）、透气率（5.1mm/s）及抗张强度（16.28MPa）,但静水压（5.7kPa）还有待提高。因此,我们引入全氟端基含氟聚氨酯,制备出了具有优异的防水透湿性能的双疏性聚氨酯复合纤维微孔膜。含氟聚氨酯的加入使得聚氨酯纤维膜的疏水角高达156°,达到超疏水;疏油角则达到145°。并且,讨论了含氟聚氨酯的加入对于聚氨酯纤维膜的表面形貌、表面润湿性能、防水透湿性能及力学性能的影响,并且提出了静电纺纤维膜两步断裂理论。采用氮气吸附法-分型维数定量分析法确定了多级粗糙结构和纤维膜双疏性能之间的关系。此外,测试结果显示：这种制备的双疏性聚氨酯纤维膜具有优异的防水（39kPa）、透气（8.46mm/s）、透湿（9524g/m2·24h）陛能及抗张强度（10MPa）。因此,这种聚氨酯纤维膜在防护服、生物分离、水纯化、组织工程、催化剂载体等领域具有广泛的潜在应用,并且这种通过引入含氟聚氨酯制备纤维膜的方法也为设计和开发新型功能膜提供了新的途径。此外,本课题还通过密度法分析了不同类型聚氨酯纤维膜的孔隙率及孔隙半径。结果表明：NF、FPUNF-1、FPUNF-2、FPUNF-3纤维膜的孔隙率分别为29.58%、35.24%、40.89%、40.69%,平均孔径分布在0.4-1.4gm,这就证实了FPUNF-3纤维膜透气透湿性能最优。

关键词：静电纺丝聚氨酯含氟聚氨酯防水透湿双疏性

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仿家鸡羽毛微纳结构的PDMS膜的双疏性研究

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农村科学实验 2019年第27期 78-80页

作者：关琳孙刚蓝蓝纪丁琪房岩长春师范大学生命科学学院吉林长春130032 三明学院资源与化工学院福建三明365004

采用软刻蚀法,以PDMS为基材复制羽毛表面微纳结构,使用电子显微镜观察羽毛及PDMS膜表面微纳结构,使用光学接触角测量仪测量家鸡羽毛及PDMS膜表面对水和不同浓度有机溶剂的浸润性,结果表明:家鸡的羽毛及及PDMS膜表面呈非光滑形态,有凸起... 详细信息

采用软刻蚀法,以PDMS为基材复制羽毛表面微纳结构,使用电子显微镜观察羽毛及PDMS膜表面微纳结构,使用光学接触角测量仪测量家鸡羽毛及PDMS膜表面对水和不同浓度有机溶剂的浸润性,结果表明:家鸡的羽毛及及PDMS膜表面呈非光滑形态,有凸起的脊和凹陷的沟槽;羽毛正、反面接触角分别为132.58°和128.04°,家鸡羽毛疏75%的甲醇溶液,疏60%的丙酮溶液,家鸡羽毛为双疏材料.羽毛正面PDMS膜接触角为133.86°,羽毛反面PDMS膜接触角为132.40°,与低浓度和高浓度有机溶剂的接触角度数相差不大,PDMS膜较好地复制了羽毛表面的微纳结构,提高了羽毛的疏水性.

关键词：羽毛微纳结构 PDMS 双疏性

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用于空气净化的双疏膜制备及应用进展

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化工学报 2021年第1期72卷 71-85页

作者：朱肖冯厦厦仲兆祥邢卫红南京工业大学材料化学工程国家重点实验室国家特种分离膜工程技术研究中心江苏南京210009

工业烟气中经常含有大量油性气溶胶,而传统过滤材料基本都是亲油性的,导致吸附污染严重。双疏型膜材料在面向高湿、含油性气溶胶的复杂烟气体系时,具有分离效率高、抗污染性强和易清洁等优点。本文系统总结了用于空气净化过程的双疏膜... 详细信息

工业烟气中经常含有大量油性气溶胶,而传统过滤材料基本都是亲油性的,导致吸附污染严重。双疏型膜材料在面向高湿、含油性气溶胶的复杂烟气体系时,具有分离效率高、抗污染性强和易清洁等优点。本文系统总结了用于空气净化过程的双疏膜材料制备方法,通过对应用过程油性气溶胶与膜表面之间的微观作用分析,阐释了影响膜污染形成与控制的表界面作用机理。最后,对双疏膜材料在空气净化领域的发展前景做了分析和研讨。

关键词：空气净化双疏性膜过滤纳米纤维气溶胶

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氟功能化疏水材料的设计、制备及其性能表征

氟功能化疏水材料的设计、制备及其性能表征

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作者：邵晋渝海南大学

学位级别：硕士

如今,介孔材料因其良好的热稳定性和较大的比表面积,广泛应用于催化和吸附等领域。其中,较为典型的介孔材料是介孔二氧化硅和介孔氧化铝,它们因其独特的孔结构在催化领域展现出了巨大的潜力。然而,由于其表面存在着大量的羟基,这使得其... 详细信息

如今,介孔材料因其良好的热稳定性和较大的比表面积,广泛应用于催化和吸附等领域。其中,较为典型的介孔材料是介孔二氧化硅和介孔氧化铝,它们因其独特的孔结构在催化领域展现出了巨大的潜力。然而,由于其表面存在着大量的羟基,这使得其表面是亲水的。因此,介孔二氧化硅和氧化铝在油水分离领域并没有得到很好的发展。与此同时,纳米纤维素作为一种可再生材料,由于其生物可降解性而受到广泛关注。在传统的研究中,纳米纤维素常作为高聚物的一种广泛应用于乳液和柔性电子传感器的制备之中。而其受到表面大量羟基和羧基的影响,鲜少应用于疏水防污领域。在本论文中,我们将原本亲水的介孔材料和纤维素的表面通过改性的方式,使其表面由亲水转变为疏水。这为其在油水分离和防污抗菌的领域拓展了一个新的平台。(1)利用含氟有机硅烷(1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷)在介孔二氧化硅(MS)表面接枝全氟烷基团制备了疏水MS。具体地,对疏水MS样品的结构、比表面积、孔体积和热性能进行了表征。表面接枝后,氟化MS的介孔结构保持不变。比表面积由808 m/g降至390 m/g,孔径由6.2 nm降至4.3nm。随着氟硅烷含量的增加,MS样品逐渐从最初的亲水表面转变为超疏水表面,接触角最高可达156.50。此外,由于表面粒子的明显附着,氟化MS呈现出典型的“丘陵和峡谷”表面类型。在油水混合物和油包水乳状液分离中,分离效率高(>99%),稳定性好。并且,在分离油水混合物十次后,其分离效率仍高达99.5%。因此,含氟MS有望为油水修复提供潜在的解决方案。(2)通过在介孔氧化铝表面接枝1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷,制备了一种具有超疏水表面的氟化氧化铝材料。疏水氧化铝的水接触角最高高达163。与介孔氧化铝相比,氟化氧化铝的比表面积小得多,从136 m/g降至44 m/g,同时具有较大的表面粗糙度(Rq=35.7 nm)。有趣的是,随着接枝反应中氟化硅烷含量的增加,氟化氧化铝的水接触角先增大后减小。油水分离通量高达6.084×10L/m·h·pa,分离效率高(>99%),重复性好。特别地,这种氟化氧化铝也可以有效地分离油包水乳状液。因此,本工作为超疏水介孔氧化铝在油水分离中的应用开辟了新的平台。(3)采用全氟辛酰氯接枝到纤维素表面,制备了具有双疏性和抗菌性能的多功能含氟纤维素材料。扫描电子显微镜结果表明,氟化纤维素表面出现了大量纳米粒子,增加了其表面粗糙度,与亲水性和亲油性纤维素相比,氟化纤维素的水接触角高达100.2,油接触角高达113.1。同时,氟化纤维素对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有较好的抑菌效果。当全氟辛酰氯为1.2 m L时,氟化纤维素能有效降低细菌数量1.2个数量级,抑菌效率高达93%。因此,我们期望氟功能化的纤维素在疏水、疏油和抗菌应用方面有很大的潜力。

关键词：氟化材料疏水性介孔材料纳米纤维素双疏性抗菌性能

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双疏膜制备技术研究进展

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膜科学与技术 2021年第6期41卷 261-268页

作者：卢鑫周勇高从堦浙江工业大学膜分离与水科学技术研究院杭州310014

双疏表面的研究是目前材料特性研究的热点之一,在分离膜领域,双疏膜的研究主要集中在膜蒸馏方面,用于处理含低表面张力液体的废水,具有分离效率高、抗污染性强和易清洁等优点.重点综述了静电纺丝法、浸涂法、喷涂法、等离子体处理等双... 详细信息

双疏表面的研究是目前材料特性研究的热点之一,在分离膜领域,双疏膜的研究主要集中在膜蒸馏方面,用于处理含低表面张力液体的废水,具有分离效率高、抗污染性强和易清洁等优点.重点综述了静电纺丝法、浸涂法、喷涂法、等离子体处理等双疏膜材料的制备技术,并简要介绍了双疏膜在膜蒸馏和空气过滤领域的应用.最后,对这几类常见的双疏膜表面构筑技术的优势与不足进行了总结,并对双疏膜材料的应用和发展进行了展望.

关键词：双疏性膜制备技术

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仿家鸽羽毛微纳结构多功能高分子仿生膜的制备与表征

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东北师大学报（自然科学版） 2020年第4期52卷 112-116页

作者：房岩孙刚关琳龙彪黄俊江三明学院资源与化工学院药用植物开发利用福建省高校工程研究中心福建省资源环境监测与可持续经营利用重点实验室福建三明365004 长春师范大学生命科学学院吉林长春130032

采用软刻蚀和二次转写法,研究了以聚二甲基硅氧烷(PDMS)仿生膜为基材复制家鸽羽毛表面微纳结构的方法.使用电子显微镜观察了羽毛及仿生膜的微观形貌,使用光学接触角测量仪测定了仿生膜表面的浸润性.结果表明:PDMS仿生膜成功复制了羽毛... 详细信息

采用软刻蚀和二次转写法,研究了以聚二甲基硅氧烷(PDMS)仿生膜为基材复制家鸽羽毛表面微纳结构的方法.使用电子显微镜观察了羽毛及仿生膜的微观形貌,使用光学接触角测量仪测定了仿生膜表面的浸润性.结果表明:PDMS仿生膜成功复制了羽毛表面的多级粗糙结构,包括初级结构(羽枝)、次级结构(羽小枝)和三级结构(钩突).羽毛和仿生膜表面均具有双疏性,二者表面的蒸馏水接触角分别为141.3°和139.5°,乙二醇、丙三醇和甲酰胺接触角分别为110.8°~133.4°和96.6°~124.6°.羽毛和仿生膜表面对不同种类的有机溶剂(醇、胺、酮)均具有较高的疏油性.羽枝-羽小枝-钩突结构模型符合Cassie浸润模式,钩突半径越大、间距越小、接触角越大,疏水性越强.羽毛表面的超疏水性是结构耦元与材料耦元共同作用的结果.为构建多功能仿生表面材料提供了新思路和新方法.

关键词：羽毛微纳结构 PDMS 双疏性仿生

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