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喷雾干燥结合紫外交联制备甲基丙烯酸缩水甘油酯改性丝胶中空微球及其性能

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高分子材料科学与工程 2024年第3期40卷 30-38页

作者：谭宇浩杜姗韩璐张祎李勇周金利周伟涛中原工学院纺织学院河南郑州451191 中原工学院纺织服装产业研究院河南郑州451191 中原工学院郑州市绿色染整技术重点实验室河南郑州451191

为了制备高耐水性光固化丝胶蛋白(SS)微球,采用喷雾干燥与紫外交联相结合的方法,以丝胶为原料制备了甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)交联SS中空微球(GMA-g-SS),该法赋予了其良好的耐水稳定性和紫外光固化性能。优化的喷雾干燥工艺参数包括:S... 详细信息

为了制备高耐水性光固化丝胶蛋白(SS)微球,采用喷雾干燥与紫外交联相结合的方法,以丝胶为原料制备了甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)交联SS中空微球(GMA-g-SS),该法赋予了其良好的耐水稳定性和紫外光固化性能。优化的喷雾干燥工艺参数包括:SS浓度、进风温度及进液速度;研究了GMA浓度、二苯甲酮(BP)用量及紫外辐照时间对接枝率的影响。借助扫描电镜、红外光谱及热分析对微球表面形貌结构及稳定性进行了表征与分析。结果表明,喷雾干燥SS微球呈单分散空心结构,直径约5~20μm;GMA-g-SS微球红外光谱在1152 cm^(-1)和764 cm^(-1)处出现环氧基的吸收峰,表明GMA与SS交联成功。交联后微球呈黏连聚集状态,具有较高的紫外光固化性能且耐水稳定性大幅提升,溶失率仅为17.1%。所制备的GMA-g-SS微球具有可调的耐水稳定性和紫外光固化性,是一种有潜力的光固化3D打印生物材料。

关键词：丝胶喷雾干燥交联空心微球紫外光固化

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非溶相共混熔喷非织造技术的研究进展

纺织学报 2024年第3期45卷 219-226页

作者：秦子轩张恒李晗翟倩甄琪钱晓明中原工学院纺织学院河南郑州451191 中原工学院服装学院河南郑州451191 天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387

为明确非溶相共混熔喷非织造技术制备超细纤维材料过程中的微相分离机制,并进一步明晰超细纤维材料结构和性能的调控规律,挖掘熔喷非织造技术的产业化应用潜力,从非溶相共混熔喷机制出发,介绍了利用多种聚合物进行非溶相共混熔喷时的微... 详细信息

为明确非溶相共混熔喷非织造技术制备超细纤维材料过程中的微相分离机制,并进一步明晰超细纤维材料结构和性能的调控规律,挖掘熔喷非织造技术的产业化应用潜力,从非溶相共混熔喷机制出发,介绍了利用多种聚合物进行非溶相共混熔喷时的微相分离特点,综述了非溶相共混熔喷的聚合物匹配体系现状以及不同种类聚合物共混对超细纤维材料性能的影响,阐述了非溶相共混熔喷超细纤维材料的功能性应用形式和领域,最后探讨了非溶相共混熔喷目前存在问题及未来发展方向,以期为共混熔喷非织造技术制备超细纤维材料的进一步研究提供参考。

关键词：熔喷非织造材料非溶相共混聚合物超细纤维

蚕丝基柔性可穿戴传感器在人体健康监测中的研究进展

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材料导报 2024年第12期38卷 244-254页

作者：杜姗魏云航谭宇浩周金利杨红英周伟涛中原工学院纺织学院郑州451191 中原工学院纺织服装产业河南省协同创新中心郑州450007 中原工学院纺织服装产业研究院郑州451191 郑州市智能织物与柔性电子技术重点实验室郑州451191

传感器是智能可穿戴器件的关键组成部分之一,通过信号转换机制能够全天候、实时连续采集人体生命体征和生理信息,被广泛应用于实时健康监测、医疗诊断及科学化运动训练领域。蚕丝材料具有易再生成型、富含功能化基团、结构可控及生物相... 详细信息

传感器是智能可穿戴器件的关键组成部分之一,通过信号转换机制能够全天候、实时连续采集人体生命体征和生理信息,被广泛应用于实时健康监测、医疗诊断及科学化运动训练领域。蚕丝材料具有易再生成型、富含功能化基团、结构可控及生物相容等特点,被广泛研究并应用在柔性可穿戴传感器中。本文结合蚕丝的组成、结构与性能特点,聚焦蚕丝基可穿戴传感器的构筑及在健康监测领域的应用,围绕其构筑方法及应用领域,系统地阐述了蚕丝基柔性可穿戴传感器的研究进展,并对蚕丝基可穿戴传感器面临的挑战和未来的发展趋势进行了探讨。

关键词：蚕丝基先进材料丝素蛋白柔性可穿戴传感器健康监测生理信息

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空气过滤用聚氨酯纳米纤维膜的制备及其性能

现代纺织技术 2024年第5期32卷 18-22页

作者：李金超梅硕杜雨佳马骉李虹河南工程学院纺织工程学院郑州451191 中原工学院纺织学院郑州450007

为拓展静电纺纳米纤维在空气过滤领域中的应用,以聚氨酯(PU)为原料,加入不同种类的盐,采用静电纺丝法制备树枝状PU纳米纤维膜。利用扫描电镜(SEM)、接触角测试仪、红外光谱仪、自动滤料测试仪测试纳米纤维膜的微观结构、亲疏水性、化学... 详细信息

为拓展静电纺纳米纤维在空气过滤领域中的应用,以聚氨酯(PU)为原料,加入不同种类的盐,采用静电纺丝法制备树枝状PU纳米纤维膜。利用扫描电镜(SEM)、接触角测试仪、红外光谱仪、自动滤料测试仪测试纳米纤维膜的微观结构、亲疏水性、化学结构和过滤性能。结果表明:在PU质量分数14%条件下,添加有机盐TBAC,纺丝电压35 kV时,制备的纳米纤维膜的树枝状分叉结构明显;TBAC的加入使纤维膜的接触角由99.1°减小到82.8°;分叉结构使纳米纤维膜的过滤性能显著提高,与纯PU纳米纤维膜相比,过滤效率从50.8%提高到93.6%,品质因子从0.009提高到0.073,可满足高效低阻空气过滤材料的需求。

关键词：聚氨酯静电纺丝纳米纤维膜空气过滤过滤性能

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仿生竹节纤维基加湿材料的叠层设计及其导湿快干性能

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纺织学报 2024年第2期45卷 1-10页

作者：翟倩张恒赵珂朱文辉甄琪崔景强中原工学院纺织学院河南郑州451191 中原工学院服装学院河南郑州451191 河南驼人医疗器械集团有限公司河南新乡453400

为开发兼具快速导液能力和一定抗拉强度的新型纤维基加湿芯,利用熔喷原位牵伸工艺制备的高定向排列聚乳酸(PLA)微纳米纤维材料与大孔隙粘胶纤维材料进行叠层复合,得到筒状纤维集合体,并对其形貌特征、吸湿速率、干燥速率以及力学性能等... 详细信息

为开发兼具快速导液能力和一定抗拉强度的新型纤维基加湿芯,利用熔喷原位牵伸工艺制备的高定向排列聚乳酸(PLA)微纳米纤维材料与大孔隙粘胶纤维材料进行叠层复合,得到筒状纤维集合体,并对其形貌特征、吸湿速率、干燥速率以及力学性能等进行表征与测试。结果表明:筒状纤维集合体表现出类竹节形貌的层状定向微孔结构,密度为1.1~1.8 g/cm^(3);受益于纤维平均直径和密度的有效调控,吸湿速率和干燥速率分别增加到112.4 mg/s和1.03 mL/h,同时拉伸断裂强力保持在255.2 N以上。仿生竹节纤维基加湿材料样品在实际使用过程中的加湿量为39 mL/h,既可作为高性能纤维基加湿芯用于室内微环境湿度调节,又可为高导液纤维材料的功能性结构设计和绿色制备提供参考。

关键词：聚乳酸熔喷非织造仿生竹节导湿快干加湿芯粘胶

聚己内酯/MgO复合纳米纤维膜的制备及其性能

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纺织学报 2024年第4期45卷 59-66页

作者：贾琳董晓王西贤张海霞覃小红河南工程学院纺织工程学院河南郑州450007 东华大学纺织学院上海201620

为制备集多种功能于一体的纳米纤维膜,将MgO纳米颗粒加入至可降解聚己内酯(PCL)溶液中,通过静电纺丝技术制备PCL/MgO复合纳米纤维膜,研究了其微观形态、结晶结构、过滤性能和抗菌性能等。结果表明:PCL/MgO复合纳米纤维的直径比纯PCL略... 详细信息

为制备集多种功能于一体的纳米纤维膜,将MgO纳米颗粒加入至可降解聚己内酯(PCL)溶液中,通过静电纺丝技术制备PCL/MgO复合纳米纤维膜,研究了其微观形态、结晶结构、过滤性能和抗菌性能等。结果表明:PCL/MgO复合纳米纤维的直径比纯PCL略有增加,且纤维膜中MgO依然保持着结晶状态;与纯PCL纤维膜相比,PCL/MgO复合纳米纤维膜的透气率增加,水接触角增大,透湿率减小;PCL/MgO复合纳米纤维膜的过滤效率为97.57%~98.87%,紫外线防护系数均大于50,具有良好的过滤性能和优异的紫外线防护性能,其对大肠杆菌的抑菌率为73.78%~98.55%,对金黄色葡萄球菌的抑菌率为53.61%~97.56%;对大肠杆菌的抑菌率优于金黄色葡萄球菌是因为MgO纳米颗粒具有晶格缺陷,更易与带有负电荷的大肠杆菌形成较强的相互作用。

关键词： MgO纳米颗粒聚己内酯纳米纤维静电纺丝抗菌性能过滤性能

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静电纺丝纳米纤维在光催化领域的应用研究

印染 2024年第4期50卷 83-87页

作者：杨海贞曾庆龙马闯魏肃桀周泽林中原工学院纺织学院河南郑州450007

根据光催化技术在去除有害气体、处理污水以及抗菌等方面的重要作用,综述了静电纺丝纳米纤维(包括静电纺丝PAN、纤维素、PVA、GO、PAA、CS、PU、PES复合纳米纤维)和无机复合纳米材料在光催化领域的研究进展,讨论了溶胶-凝胶与静电纺丝... 详细信息

根据光催化技术在去除有害气体、处理污水以及抗菌等方面的重要作用,综述了静电纺丝纳米纤维(包括静电纺丝PAN、纤维素、PVA、GO、PAA、CS、PU、PES复合纳米纤维)和无机复合纳米材料在光催化领域的研究进展,讨论了溶胶-凝胶与静电纺丝技术相结合在光催化领域的应用,分析了其存在的问题,并展望未来的发展趋势。

关键词：静电纺丝纳米纤维光催化光降解水处理

静电纺丝碳纳米纤维复合材料的制备及应用进展

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印染 2024年第6期50卷 84-88页

作者：杨海贞马闯周泽林李旭茹朱湘妮中原工学院纺织学院河南郑州450007

碳纳米纤维(CNFs)是由碳元素组成的一维材料,由于其具有尺寸可调、高导热性、高导电性和良好的机械阻力等优点,在能源和储能领域可以赋予材料更多新的性能。综述了近年来静电纺丝碳纳米纤维在电极、吸波、催化、吸附、传感器、储能材料... 详细信息

碳纳米纤维(CNFs)是由碳元素组成的一维材料,由于其具有尺寸可调、高导热性、高导电性和良好的机械阻力等优点,在能源和储能领域可以赋予材料更多新的性能。综述了近年来静电纺丝碳纳米纤维在电极、吸波、催化、吸附、传感器、储能材料等领域的应用进展,简要介绍了CNFs的制备方法,包括静电纺丝法和化学气相沉积(CVD)法,同时分析了CNFs复合材料在增强电化学性能方面的优势。在应用层面上,介绍了基于CNFs复合材料的匹配性,为高性能CNFs纳米材料的应用和研究提供参考依据。如何操控CNFs材料表面和化学性质,优化CNFs结构,将CNFs复合材料灵活用于特定应用,促进碳纳米纤维复合材料的应用发展。

关键词：静电纺丝碳纳米纤维传感器储能材料吸波

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静电纺丝纳米纤维膜在过滤材料中的应用研究

印染 2024年第2期50卷 89-93页

作者：杨海贞朱湘妮李旭茹杨羽柔马闯中原工学院纺织学院河南郑州450007

综述了近年来国内外通过静电纺丝技术制备高效过滤材料的最新研究成果,包括抗菌过滤、高温过滤、空气过滤、液体过滤、自清洁、可降解和可重复利用。发现空气中的杂质主要通过纳米纤维膜的截留、惯性碰撞和扩散、重力和静电沉积来拦截,... 详细信息

综述了近年来国内外通过静电纺丝技术制备高效过滤材料的最新研究成果,包括抗菌过滤、高温过滤、空气过滤、液体过滤、自清洁、可降解和可重复利用。发现空气中的杂质主要通过纳米纤维膜的截留、惯性碰撞和扩散、重力和静电沉积来拦截,纳米纤维膜的过滤性能主要由过滤效率和阻力压降决定。认为将静电纺丝法与其他新技术、新方法相结合,并通过掺杂其他支撑材料以纺成筛网状,可以拓宽纳米纤维膜的应用领域,使过滤材料具有可生物降解、抗菌、自清洁等功能。

关键词：静电纺丝纳米纤维膜过滤抗菌耐高温自清洁