摘要：热绝缘性织物可以有效减弱高温对人体的伤害,生物质材料因其可再生和来源丰富的特点备受青睐,但在隔热材料领域的应用中仍面临挑战。以纤维素粉为原料,LiOH/尿素/水溶液为溶解体系,通过湿法纺丝和冷冻干燥相结合,制备再生纤维素气凝胶纤维,采用万能机械试验机测试纤维素气凝胶纤维的机械强度;并通过单因素实验分析了凝固浴、纺丝液浓度、纺丝速率、凝固时间和洗涤时间这5个因素对再生气凝胶纤维结构和性能的影响。结果表明:二级凝固浴,6%的纺丝液浓度,1.8mL/min的纺丝速率,2min的凝固时间和20min的洗涤时间制备的再生纤维素气凝胶纤维表现出优异的力学性能。此外,基于该纤维组装的织物表现出良好的隔热能力,红外热像仪观测到其在100℃下产生30℃的温差,拓宽了可再生生物质材料在隔热领域的应用。

摘要：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。

摘要：目的采用Box-Behnken响应面法优化白及多糖(BSP)/聚乙烯醇(PVA)湿法纺丝工艺,制备复合纤维,并进行结构表征及性能评价。方法以纤维的断裂强力、断裂强度和断裂伸长率3个力学性能数据的总评归一值为评价指标,对BSP质量分数、PVA质量分数、BSP/PVA体积混合比、凝固时间和纺丝速度5个因素进行单因素考察。在单因素考察的基础上,对BSP质量分数、BSP/PVA体积混合比和凝固时间3个因素进行响应面设计,优化BSP/PVA复合纤维的纺丝工艺。通过扫描电子显微镜、红外光谱、差示量热扫描、吸湿性测试,表征和分析纤维的形貌与结构、热学性能、吸湿性能。以盐酸小檗碱(BH)作为模型药物,评价复合纤维的载药性能及载药纤维的抗菌活性。结果最佳纺丝工艺为BSP质量分数7.5%,BSP/PVA体积混合比1∶1,凝固时间3min。复合纤维的表面致密,内部形成三维网状结构,产生分子间作用力,热/力学性能增强,吸湿性能表现优良。复合纤维载药包封率达70.2%,载药纤维在抑菌圈测试中形成明显的抑菌圈,对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌具有良好的抑菌效果。结论优化的纺丝工艺可行、成本低廉,制备的BSP/PVA复合纤维具有较好的物理性能,且具有一定包载能力,其在生物医用纺织品领域的应用值得进一步研究。

摘要：高分子溶液聚合与湿法纺丝实验对实验条件要求较高,实验本身操作难度较大,实体生产线建设成本较高。通过虚拟仿真技术进行实验设计,可以有效克服上述问题,在时间和空间上更为灵活,满足更广大学生“学习—实验—考核”的需求;实验内容设计围绕实验教学目的,紧贴工艺流程,从溶液聚合到湿法纺丝成纤,其间结合专业知识重点难点设计了多步互动实验,进一步强调了学生主动思考,积极参与。

摘要：基于Minitab软件设计全因子实验,以试验效果为响应变量,分析影响壳聚糖原液成纤性能因子的主效应以及其中存在的交互效应。结果表明壳聚糖溶液质量浓度、纺丝温度、凝固浴温度效应显著并且效应依次减弱,纺丝温度、凝固浴温度效应二因子的交互效应相对明显,简化分析模型后得到初步有效的回归方程。

摘要：黏胶短纤维生产中,因纺丝过程中丝束携带大量的凝固浴溶液,后处理工序中需要使用大量的水对丝束进行清洗。基于降低硫酸消耗和降低外排污水含盐量的目的,设计了新型凹形单股丝束刮酸器,并应用于黏胶纤维湿法纺丝中。结果表明:凹形单股丝束刮酸器结构合理、紧凑,通过将丝束置于刮酸槽内,使刮酸器完成对丝束刮酸作业,可有效地降低丝束上附着的凝固浴溶液含量;与在拉伸工序加装气压活动式刮酸器相比,凹形单股丝束刮酸器安装在纺丝盘和导丝器之间,采取对单根丝束物理除酸的方式,安装简单、易操作,除酸效果明显,且不消耗能源;凹形单股丝束刮酸器投用后,冲毛水酸含量降低4~9 g/L,硫酸单耗降低约20 kg/t,总排污水中盐含量减少37.38 t/d,经济效益和环境效益明显。

摘要：以湿法纺丝技术制备的碳纳米管纤维的结构、功能以及性能十分良好,被广泛用于航天航空、生物传感等电子领域。目前制备碳纳米管分散液成为热点研究。此前合成的碳纳米管分散液原料复杂且耗时,本实验从制备分散液原料入手,对用于分散单壁碳纳米管的表面活性剂脱氧胆酸铵的制备原料及过程进行改进,从经济和安全的角度设计出一套操作简单、耗时短的实验方案。通过脱(去)氧胆酸与氨水混合,制备分散碳纳米管的新型表面活性剂脱氧胆酸铵(ADC)。利用红外光谱测定和热重分析,确定本品中含铵根离子。对比脱氧胆酸钠(DOC),探究脱氧胆酸铵(ADC)对碳纳米管的分散能力,结果显示脱氧胆酸铵性能优异,且制出的碳纳米管纤维性能良好。

摘要：气凝胶具有高孔隙率、低密度、高比表面积和低热导率等优异性能,广泛应用于隔热、隔音和吸附等领域,已经成为21世纪以来新型纳米多孔材料的研究热点。但是由于气凝胶的网络结构导致其缺点也十分突出,首先,气凝胶的力学性能较差、脆性大,使其加工、处理变得困难,且易产生粉尘污染;其次,由于原料和制备工艺等限制,气凝胶的价格昂贵;另外往往只能静态成型难以连续生产,形态多是与模具或反应相对应的块状或粉末状,不能满足更多的应用。因此提高气凝胶的力学性能、寻找更简单廉价的合成方式和拓宽气凝胶形态等成为亟待解决的问题。设计制备纤维态气凝胶和纤维复合气凝胶是解决上述不足的方法之一。可通过湿法纺丝、管中浇铸、纤维状基材自组装、静电纺丝、纤维热解碳化、原纤化堆积等成型方法和超临界、冷冻、常压等干燥工艺,制备无机纤维气凝胶、有机纤维气凝胶、有机/无机杂化纤维气凝胶和纤维复合气凝胶材料,实现气凝胶的骨架结构的增强、纤维态气凝胶的成型和连续生产,可避免附聚并方便回收处理,还可设计调控特殊的中空结构和分级孔结构,或利用嵌入纤维的独特物理、化学特性,在保持气凝胶原有优秀性能的基础上,赋予其新的性能。本文对近五年纤维气凝胶及纤维复合气凝胶材料的研究现状进行了概览,介绍了纤维气凝胶的类型、制备方法及原理,说明了纤维气凝胶在吸附、隔热、传感、能量存储、催化和微波屏蔽等传统及新兴领域的应用,并提出了未来可尝试的研究方向,对纤维气凝胶的改进提出一些建议。

摘要：气凝胶纤维具有良好的柔韧性,其织物在可穿戴保温隔热领域受到了人们高度的关注。聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)具有优异的耐热性、耐化学品腐蚀等性能,是制备气凝胶纤维的理想材料。然而,目前利用PPTA纤维(对位芳纶)的纳米纤维分散液制备气凝胶纤维的过程复杂、耗时且成本高,因此本工作通过合成具有良好可加工性的PPTA溶液,利用湿法纺丝和冷冻干燥工艺制备PPTA气凝胶纤维,极大地简化了工艺流程。实验分析表明,通过改变PPTA溶液的浓度可以有效地控制气凝胶纤维的孔结构及机械强度。当PPTA溶液的质量分数为2%时,制得的气凝胶纤维的孔隙率高达94.5%,断裂强度可达7.8 MPa;除此之外,该气凝胶纤维还具有高的比表面积(291 m2/g)和低的热导率,其织物的热导率为29.65 mW/(m·K)。当PPTA溶液的质量分数为5%时,气凝胶纤维的断裂强度高达20.5 MPa。本工作中所制备的气凝胶纤维具有极高的孔隙率、超低的密度和热导率以及良好的力学性能,为新一代保温隔热纺织品的设计和制造开辟了新的途径。