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非对称结构纤维膜的制备及其热调控性能

纺织学报 2024年第2期45卷 11-20页

作者：田博阳王向泽杨湙雯吴晶北京服装学院北京市纺织纳米纤维工程技术研究中心北京100029 北京服装学院服装材料研究开发与评价北京市重点实验室北京100029

为获得在寒冷环境下可通过零能耗的方式使人体保持合适体温的织物,将浸渍法和静电纺丝法相结合,以二维过渡金属碳氮化合物(MXene)、聚多巴胺(PDA)、聚氨基甲酸酯(PU)为原料,棉织物(Fc)为基底,制备了二维过渡金属碳氮化合物黏附聚多巴胺... 详细信息

为获得在寒冷环境下可通过零能耗的方式使人体保持合适体温的织物,将浸渍法和静电纺丝法相结合,以二维过渡金属碳氮化合物(MXene)、聚多巴胺(PDA)、聚氨基甲酸酯(PU)为原料,棉织物(Fc)为基底,制备了二维过渡金属碳氮化合物黏附聚多巴胺-棉织物(MXene/PDA-C)为亲水层,PU纤维膜为疏水层的非对称结构(PU/MXene/PDA-C)纤维膜复合材料。借助扫描电子显微镜、液态水分管理仪、接触角测试仪、傅里叶红外光谱仪等对所制备的PU/MXene/PDA-C进行表征测试。结果表明:当疏水层静电纺丝时间为15 min时,非对称结构纤维复合膜的单向液体运输能力最好,具有优异的水蒸气透过率,可将人体皮肤的汗液快速导出;此外,MXene赋予非对称结构纤维复合膜出色的光热转化性能,在模拟太阳光照射下,与普通棉织物相比,能够升温约30℃。

关键词：静电纺丝纤维膜非对称结构热调控单向液体运输功能棉织物聚氨基甲酸酯

二维导电纳米材料在聚合物燃烧预警及阻燃应用中的研究进展

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材料导报 2024年第17期38卷 114-122页

作者：崔晓晴王水莲王锐张洪艳北京服装学院材料设计与工程学院北京100029 北京服装学院服装材料研究开发与评价北京市重点实验室北京市纺织纳米纤维工程技术研究中心北京100029

石墨烯、MXene等二维导电纳米材料由于具有独特的结构和导电性,在火灾预警和阻燃领域展现出优异的性能和广阔的应用前景。聚合物及其复合材料的广泛应用带来了一定的安全隐患和火灾风险。但传统火灾报警器难以在未见明火的预燃阶段及时... 详细信息

石墨烯、MXene等二维导电纳米材料由于具有独特的结构和导电性,在火灾预警和阻燃领域展现出优异的性能和广阔的应用前景。聚合物及其复合材料的广泛应用带来了一定的安全隐患和火灾风险。但传统火灾报警器难以在未见明火的预燃阶段及时发出警报信号,进而导致救援人员错失最佳救援时间,因此火灾的早期预警对保护人身安全和财产具有重要意义。广大科研工作者分别从绿色、环保、舒适、消防安全等角度出发,致力于提高材料的阻燃性、灵敏度以及响应时间。本文综述了近年来预警阻燃涂层的响应机制及研究现状,介绍了以石墨烯、MXene二维导电纳米材料为主的预警阻燃涂层的制备方法、预警阻燃机制及性能改进策略,总结了目前研究工作中仍旧存在的不足以及未来的发展方向,能够为阻燃预警相关工作的开展提供参考。

关键词：温度传感器二维导电材料涂层阻燃剂火灾预警

共聚阻燃改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备及其性能

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纺织学报 2024年第6期45卷 1-10页

作者：吴雨航魏建斐顾伟文王玉萍张安莹王锐北京服装学院材料设计与工程学院北京100029 北京服装学院服装材料研究开发与评价北京市重点实验室北京100029 江苏新视界先进功能纤维创新中心有限公司江苏苏州215228

针对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)阻燃性较差的问题,以[(6-氧代-6H-二苯并[c,e][1,2]氧磷杂己环-6-基)甲基]丁二酸(DDP)和明胶基碳点(gCDs)构建复合阻燃体系,采用原位聚合法制备了阻燃DDP-gCDs-PET,借助扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光... 详细信息

针对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)阻燃性较差的问题,以[(6-氧代-6H-二苯并[c,e][1,2]氧磷杂己环-6-基)甲基]丁二酸(DDP)和明胶基碳点(gCDs)构建复合阻燃体系,采用原位聚合法制备了阻燃DDP-gCDs-PET,借助扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪对其结构进行分析,通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)及锥形量热指标研究了不同质量分数的gCDs与DDP复配后对PET阻燃性能的影响,并利用热重-傅里叶变换红外光谱分析探究了阻燃PET在气相中的热分解产物,提出了DDP、gCDs对PET的阻燃机制。结果表明:当添加DDP质量分数为8%、gCDs质量分数为1.0%时,DDP-gCDs-PET的UL-94等级提升至V-0级,LOI值可达到35%;相较于纯PET,DDP-gCDs-PET的热释放速率峰值降低39.77%,总热释放量降低25.00%,引燃时间延长25 s,阻燃效果显著改善;在燃烧过程中DDP促进了PET基体分解并在气相中淬灭自由基,gCDs使热量迅速扩散,提升了PET基体的热稳定性能,且gCDs在凝聚相促进成炭使DDP中的P留存于炭层中,二者共同作用提升了PET的阻燃性能。

关键词：聚对苯二甲酸乙二醇酯明胶基碳点磷系阻燃剂原位聚合法复配阻燃阻燃机制

SiO_(2)/正十八烷相变微胶囊的制备及性能研究

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化工新型材料 2024年第9期52卷 89-93页

作者：马丽美刘红茹王晓春王银雁北京服装学院材料研究开发与评价北京市重点实验室北京100029

以SiO_(2)为壁材,正十八烷为芯材,通过溶胶-凝胶法制备相变微胶囊,探讨乳化剂用量、乳化转速、乳化时间、芯壁比及氨水用量对微胶囊储热性能的影响,对最佳工艺条件下制得的微胶囊进行性能表征,并将其应用到织物上以制备调温织物。结果表... 详细信息

以SiO_(2)为壁材,正十八烷为芯材,通过溶胶-凝胶法制备相变微胶囊,探讨乳化剂用量、乳化转速、乳化时间、芯壁比及氨水用量对微胶囊储热性能的影响,对最佳工艺条件下制得的微胶囊进行性能表征,并将其应用到织物上以制备调温织物。结果表明:在乳化剂用量2.5g、乳化转速8000r/min、乳化时间15min、芯壁比1/1和氨水用量1mL的工艺条件下制得的微胶囊,其表面光滑,呈圆球形,具有较好的耐热性和调温性能,熔融温度31.9℃,熔融焓154.7J/g,结晶温度22.5℃,结晶焓154.4J/g,调温织物也表现出良好的调温性能。

关键词：相变材料微胶囊正十八烷智能调温

丝网印刷制备同心圆型平面柔性电容器及其电化学储能性能研究

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北京服装学院学报（自然科学版） 2024年第1期44卷 56-64页

作者：张通关芳兰张珺赫李昕北京服装学院材料设计与工程学院北京100029 服装材料研究开发与评价北京市重点实验室北京100029

柔性微平面超级电容器(MPSCs)的研究已经取得很大的进展,但由于其能量密度较低,仍然无法满足可穿戴电子设备的应用要求。石墨烯(Graphene)作为电极材料时的高惰性限制了其作为超级电容器电极的活性。通过对Graphene进行^(60)Coγ射线辐... 详细信息

柔性微平面超级电容器(MPSCs)的研究已经取得很大的进展,但由于其能量密度较低,仍然无法满足可穿戴电子设备的应用要求。石墨烯(Graphene)作为电极材料时的高惰性限制了其作为超级电容器电极的活性。通过对Graphene进行^(60)Coγ射线辐照改性,再将改性后的Graphere与赝电容电极材料过渡金属碳化物(MXene)共混复合,借助丝网印刷方法,在柔性织物基底上制备复合改性电极的同心圆型平面电容器。结果表明:^(60)Coγ射线辐照Graphene后缺陷增加;比表面积增大,孔隙率增加。与MXene复合后所制备的平面电容器具有较高的面积比电容和能量密度(分别为119 mF/cm^(2)和20μWh/cm^(2));当平面电容器进行5000次充放电循环时,电容保持率为102%,表现出优异的循环寿命和机械稳定性,在微型柔性电子器件储能设施领域具有潜在应用价值。

关键词： MXene 石墨烯平面电容器 ^(60)Coγ辐照

溶剂热法制备尼龙66基碳点及其指纹识别、荧光防伪、光线阻挡应用

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精细化工 2024年第10期41卷 2150-2157页

作者：杨佳怡杨丽琴何璞祯唐川江王锐魏建斐北京服装学院材料设计与工程学院北京100029 北京服装学院服装材料研究开发与评价北京市重点实验室北京市纺织纳米纤维工程技术研究中心北京100029

以尼龙66(PA66)和植酸(IP6)为前驱体、乙酸为溶剂,采用溶剂热法制备了PA66基碳点(66CDs)。利用TEM、FTIR、XPS、荧光光谱对其进行了表征,对其光学性能、离子稳定性和时间稳定性进行了测试,探究了其指纹识别、荧光防伪、光线阻挡的应用... 详细信息

以尼龙66(PA66)和植酸(IP6)为前驱体、乙酸为溶剂,采用溶剂热法制备了PA66基碳点(66CDs)。利用TEM、FTIR、XPS、荧光光谱对其进行了表征,对其光学性能、离子稳定性和时间稳定性进行了测试,探究了其指纹识别、荧光防伪、光线阻挡的应用。结果表明,将1.6 g PA66、1.1 g IP6加入20 mL乙酸中,于260℃下反应36h,制备的66CDs具有最大荧光强度。66CDs为球形结构,平均粒径4.00nm,表面含有羧基、羟基、氨基等官能团;66CDs的荧光为非激发波长依赖型,最佳激发波长和发射波长分别为360和490 nm,荧光量子产率可达11.69%,其荧光强度不受常见金属阳离子影响,30 d内具有稳定性。由66CDs与水溶性淀粉制备的荧光粉末可用于指纹识别,不仅可将66CDs制成油墨用于荧光防伪,还可将其制成防蓝光膜,用于蓝光防护。

关键词：尼龙66 碳点溶剂热法回收利用指纹检测荧光防伪功能材料

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湿法纺丝制备拉伸电阻不敏感液态金属导电纤维

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北京服装学院学报（自然科学版） 2024年第1期44卷 19-27页

作者：侯思彤许倩陈彦锟张秀芹邝旻翾北京服装学院材料设计与工程学院北京100029 北京服装学院服装材料研究开发与评价北京市重点实验室北京市纺织纳米纤维工程技术研究中心北京100029

液态金属导电纤维在拉伸、折叠等状态下仍可保持导电性,在智能纺织品领域具有广阔的应用前景。然而,大多数液态金属导电纤维在拉伸状态下导电性能大幅下降。以液态金属(LM)/聚氨酯弹性体(TPU)为芯层材料,TPU为皮层材料,通过同轴湿法纺... 详细信息

液态金属导电纤维在拉伸、折叠等状态下仍可保持导电性,在智能纺织品领域具有广阔的应用前景。然而,大多数液态金属导电纤维在拉伸状态下导电性能大幅下降。以液态金属(LM)/聚氨酯弹性体(TPU)为芯层材料,TPU为皮层材料,通过同轴湿法纺丝工艺制备拉伸电阻不敏感的液态金属导电纤维,探究液态金属含量及芯层内径对纤维结构和性能的影响。结果表明:液态金属导电纤维具有良好的力学性能,拉伸模量为17.7 MPa,断裂伸长率约为475%,断裂强度约为29.5 MPa。此外,所制备的导电纤维具有明显的皮芯结构,芯层直径越大,液态金属含量越高,拉伸电阻稳定性越好。当芯层直径为0.6 mm,液态金属质量分数为97%时,在0~300%的应变范围内纤维电阻几乎保持不变。

关键词：液态金属可拉伸导电纤维拉伸电阻不敏感湿法纺丝耐水性

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自愈性石墨烯基柔性传感器研究进展

北京服装学院学报（自然科学版） 2024年第1期44卷 1-9页

作者：梁苗青李科宇聂锦梅关芳兰鲍利红北京服装学院材料设计与工程学院北京100029 北京市服装材料研发与评价重点实验室北京100029

自愈性柔性传感器具有良好的传感性、机械性能和自愈性,相较于传统柔性传感器,可以修复因形变造成的损伤,使用寿命长。石墨烯基复合材料具有优良的力学性能和高导电性,在制备自愈性柔性传感器领域获得广泛关注。重点论述自愈性石墨烯基... 详细信息

自愈性柔性传感器具有良好的传感性、机械性能和自愈性,相较于传统柔性传感器,可以修复因形变造成的损伤,使用寿命长。石墨烯基复合材料具有优良的力学性能和高导电性,在制备自愈性柔性传感器领域获得广泛关注。重点论述自愈性石墨烯基柔性传感器实现自愈的机理,即基于可逆共价键如Diels-Alde(D-A)反应、可逆二硫键、可逆硼酸酯键等的自愈,及基于可逆非共价键,如氢键、金属配位键和基于双动态键的自愈。总结了制备此种传感器的基质材料,主要为聚二甲基硅氧烷、聚氨酯、聚丙烯酸、聚乙烯醇基等,并对比了不同基质材料制备的自愈性石墨烯基传感器的各项性能。最后对自愈性石墨烯基柔性传感器目前存在的问题进行讨论,对其未来进行展望。

关键词：石墨烯柔性传感器自愈机理基质材料

薄荷叶源荧光碳点制备及其光催化降解有机染料性能

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材料工程 2024年 186-195页

作者：韩雨赵忆赵前丹李雪童魏建斐张洪艳北京服装学院材料设计与工程学院北京服装学院北京服装材料研发与评估重点实验室北京服装学院北京纺织纳米纤维工程技术研究中心

以薄荷叶作为碳源，采用一步水热法制备出N掺杂碳点（N-CDs）和B,N共掺杂碳点（B,N-CDs）绿色荧光碳点。通过TEM,XRD,FT-IR,XPS,UV-Vis,XRF表征了CDs的形貌结构、元素成分、表面官能团及荧光性质。结果表明：制备的CDs尺寸均匀，表面有... 详细信息

以薄荷叶作为碳源，采用一步水热法制备出N掺杂碳点（N-CDs）和B,N共掺杂碳点（B,N-CDs）绿色荧光碳点。通过TEM,XRD,FT-IR,XPS,UV-Vis,XRF表征了CDs的形貌结构、元素成分、表面官能团及荧光性质。结果表明：制备的CDs尺寸均匀，表面有亲水的―OH，―COOH等基团。两种CDs均是典型的芳香体系，最大荧光发射峰分别在490 nm和440 nm，且表现出激发光依赖特性。经过在模拟太阳光光照120 min,N-CDs和B,N-CDs的对亚甲基蓝（MB）降解率分别为84%和67%。在活性物质捕获剂捕获实验中发现N-CDs在光催化过程产生活性物质主要是h+，·O2-和e-，而B,N-CDs在光催化过程中产生的活性物质主要是h+和·O2-。采用电子自旋共振谱（ESR）验证活性氧的类型和强度，两种碳点都检测出·O2-，而N-CDs光催化过程还产生的1O2要多于B,N-CDs，进而使得N-CDs太阳光光催化降解MB的效率高于B,N-CDs。

关键词：荧光碳点掺杂光催化亚甲基蓝