Antibacterial thermoplastic polyurethane electrospun fiber mats prepared by 3-aminopropyltriethoxysilane-assisted adsorption of Ag nanoparticles

Antibacterial thermoplastic polyurethane(TPU) electrospun fiber mats were prepared by adsorption of Ag nanoparticles(Ag NPs) onto TPU/3-aminopropyltriethoxysilane(APS) co-electrospun fiber mats from silver sol. The use of APS can functionalize TPU fibers with amino groups, facilitating the adsorption of Ag NPs. The effects of p H of silver sol and APS content on Ag NP adsorption and antibacterial activity were investigated. Ag NP adsorption was evidenced by TEM, XPS and TGA. Significant Ag NP adsorption occurred at p H = 3-5. The main driving force for Ag NP adsorption is electrostatic interaction between ―NH3~+ of the fibers and ―COO-derived from the ―COOH group capped on the surfaces of Ag NPs. The antibacterial activity of the Ag NP-decorated TPU/APS fiber mats was investigated using both gram-negative Escherichia coli and gram-positive Bacillus subtilis. The antibacterial rate increases with increasing APS content up to 5% where the antibacterial rates against both types of bacteria are over 99.9%.     

玻璃纤维对碳纳米管填充聚合物/热塑性聚氨酯共混体系导电性能的影响

研究了表面带有环氧基团的玻璃纤维(GF)对聚丙烯(PP)/热塑性聚氨酯(TPU)/多壁碳纳米管(MWCNT)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/TPU/MWCNT和聚乳酸(PLA)/TPU/MWCNT体系导电性能的影响.研究结果表明,未添加GF时,由于MWCNTs选择性地分布在TPU分散相中,PP/TPU/MWCNT,PMMA/TPU/MWCNT和PLA/TPU/MWCNT材料的导电性能很差;加入20%的GF使3个体系的电阻率均大幅度下降,最高下降约13个数量级,表明填充GF是一种具有普适性的改善以TPU为分散相的共混体系导电性能的有效方法.GF使体系电阻率降低的机理主要是形成了TPU包覆GF结构,该结构可以看作长径比较高的导电棒,可以有效协助导电通路的构建;同时GF还起到了体积占位的作用,提高了体系中导电组分在基体中的有效浓度.     

聚甲基丙烯酸甲酯在纳米氧化铝表面的吸附和氢键作用

研究了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在纳米氧化铝表面的吸附行为,采用透射红外光谱研究了吸附的PMMA中的羰基和纳米氧化铝表面羟基之间的氢键作用.结果表明,PMMA在纳米氧化铝表面的吸附曲线为典型的Langmuir曲线,饱和吸附值为1.2mg/m2,受氢键作用影响,键合羰基在红外光谱中的吸收峰向低波数方向移动.根据计算,羰基的最大键合值(即含键合羰基的甲基丙烯酸甲酯单元的总质量)为0.36mg/m2,其余为自由羰基.随着吸附量的增加,羰基的键合比例逐渐降低.吸附达到饱和时,羰基键合比例为0.30,说明PMMA主要以平铺的方式覆盖在纳米氧化铝的表面.     

PS/SiO2纳米复合粒子的制备及反应机理研究

采用一步法合成出Ps／SiO2纳米复合粒子,得到产物的产率和接枝效率均在95％以上．与传统的预处理方法相比,一步法在工艺上简单易行,重复性好;复合粒子粒径、形态及分散状况与预处理方法无明显差别．对一步法制备中硅烷偶联剂的作用机理进行了探讨,通过调节偶联剂添加量可以使偶联剂在复合粒子中起到偶联剂或交联剂或二者兼有的作用．动力学研究表明,在实验配方条件下,反应遵循与前人类似工作截然不同的机理模型．此外,对复合粒子的形态与结构进行计算表明,在实验条件下,产物中平均每个复合粒子内含有5～6个初始的SiO2纳米粒子,这些粒子团聚在一起形成核,PS接枝并包覆于团聚体外形成壳．     

氨基官能化聚乳酸电纺纤维的制备、表征和应用

通过聚乳酸(PLA)和氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)混合进行静电纺丝制备氨基官能化聚乳酸纳米纤维.采用滴定法测定了纤维表面氨基含量,证明当KH550的添加量为3%~13%(质量分数)时,有19%~26%的氨基出现在纤维的表面.利用场发射扫描电子显微镜、差示扫描量热(DSC)仪、接触角测试仪和电子拉伸机对纤维形貌、PLA的玻璃化转变温度和熔点以及纤维膜的亲水性和力学性能进行了表征.结果表明,KH550的加入可以在电纺纤维表面引入氨基,同时使纤维直径变细,使PLA的玻璃化转变温度上升,熔点下降,电纺纤维膜的亲水性略有增加,力学性能有所下降.通过吸附将金纳米粒子负载到氨基官能化聚乳酸电纺纤维膜上,得到负载型催化剂,对硼氢化钠还原对硝基苯酚的反应具有良好的催化活性和重复使用性.     

滑石粉及混炼顺序对PA6/PP/MAPP合金相形态及力学性能的影响

通过挤出和注射成型制备了滑石粉(Talc)填充的尼龙6/聚丙烯/马来酸酐接枝聚丙烯(PA6/PP/MAPP)合金, 研究了Talc和混炼顺序(一步法和PA6母料法)对合金相形态和力学性能的影响. 场发射扫描电镜(FESEM)分析结果表明, 添加Talc后注射样条中心部分的PP相由球状转变为沿流动方向取向的有分支的条状结构, 且用PA6母料法制样比用一步法制样的相形态更为精细. 溶解PA6相后对PP相进行热重分析(TGA), 确定了Talc在PA6相和PP相中的分布比例, Talc选择性分布于PA6相中. PA6母料法中Talc的分散好于一步法. 研究了材料的拉伸、 弯曲、 冲击、 热变形温度和动态力学性能, Talc的添加能够明显提高材料的刚性, 且母料法样品的性能优于一步法样品.     

玻璃纤维对聚甲醛基导电复合材料性能的影响

采用在转矩流变仪中熔融混合的方法制备了聚甲醛(POM)/多壁碳纳米管(MWCNTs)/玻璃纤维(GF)和POM/炭黑(CB)/GF复合材料,研究了GF的加入对复合材料的导电性能、结晶行为和动态力学性能的影响.采用场发射扫描电镜(FESEM)观察了复合材料中导电填料的分散状态,发现GF的加入对MWCNTs和CB的分散状态没有明显影响.虽然GF为导电惰性填料,但因其加入起到了占位作用,明显提高了导电填料的有效浓度,从而使复合材料的体积电阻率明显降低.采用示差扫描量热仪(DSC)研究了复合材料中POM的结晶行为,发现GF的加入对POM的结晶温度、熔点和结晶度均无明显影响.采用动态机械分析仪(DMA)对复合材料的动态力学性能进行了研究,表明GF的加入能够明显地提高复合材料的储能模量.     

苯乙烯对高密度聚乙烯的扩散聚合行为研究

针对苯乙烯(St)对高密度聚乙烯(HDPE)的扩散聚合行为,及其产物粒子中聚苯乙烯(PS)的分布和形态特征进行了研究.结果表明:在70~90℃的扩散温度条件下,St对HDPE的扩散行为符合Fickian扩散的特征,且在90℃下当引发剂的过氧化苯甲酰(BPO)添加量在St的0.5 wt%~1 wt%之间时,HDPE粒料中PS含量将达到11 wt%,而当BPO大过量添加至5 wt%时PS的含量将达到16 wt%左右的最大值;无论BPO的添加量如何改变,HDPE粒料中的PS分布曲线均呈"M"形的形态,其峰值出现在距粒料表面200μm附近的区域且和HDPE粒料的结晶结构有关,但在HDPE粒料中生成的所有PS分散相的平均尺寸均小于100 nm;BPO添加量为0.5 wt%的体系即使在熔融挤出后,其PS分散相也仅略微发生聚集而不发生显著的聚并,呈现出一种类似于糍米团的复合结构,且其尺度分布在数十至200 nm的范围内;在BPO添加量为0.5 wt%的体系中,PS分散相和HDPE基体之间存在着良好的相互作用,不仅在其伸长率达到600%时仍未断裂,而且在各点上的拉伸应力值均大于纯HDPE,对制备HDPE/PS纳米合金或其他HDPE改性材料应为较理想的条件     

聚芳酯树枝状分子接枝改性纳米二氧化硅

功能化改性二氧化硅广泛应用于色谱分离、异相催化、酶和蛋白质的固定及高分子复合材料等领域 [1] .通过改性 ,不仅可以使二氧化硅粉体的表面功能化 ,而且可以显著改善纳米二氧化硅在聚合物基体中的分散性和相容性 ,从而提高聚合物基纳米复合材料的综合性能 [2 ] .二氧化硅的表面改性主要涉及表面硅醇基的化学反应和接枝聚合反应 [1] ,所接枝的有机分子一般为线型结构 ,而具有规则枝化结构的树枝状分子近年来也受到了关注 [3～ 8] .Tsubokawa等 [3 ]用发散法将聚酰胺类树枝状高分子 (PAMAM)接枝到了纳米二氧化硅的表面 ,经改性后的产品在…     

多壁碳纳米管对聚甲醛性能的影响

将多壁碳纳米管(MWCNTs)和聚甲醛(POM)在转矩流变仪中熔融混合得到POM/MWCNT复合材料.研究了复合材料的形态,导热性能,导电性能,流变性能和结晶性能.结果表明,MWCNTs在没有经过处理的情况下能够均匀地分散在POM基体中;当向POM中添加1.0 wt%含量MWCNTs时,复合材料的导热系数上升到0.5289 W/(K m),比纯POM的导热系数0.198 W/(K m)提高1.5倍,通过有效介质方法(EMA)验证了体系导热系数提高幅度不大的原因是MWCNTs与POM之间形成了很高的界面热阻;当MWCNTs的含量为1.0 wt%时,体系产生了导电逾渗效应,逾渗值在0.5 wt%~1.0 wt%之间;MWCNTs对POM有显著的成核作用,当向POM中添加0.5 wt%含量的MWCNTs时,POM的结晶温度提高6℃左右,但当MWCNTs的添加量进一步增加时,结晶温度几乎不再变化,成核效果呈现"饱和"状态.另外,材料的复数黏度,储能模量和损耗模量随MWCNTs含量的增加而增加.