多组分高分子复合物纤维的制备与性能调控

多组分是实现纤维性能提升和调控的有效手段.利用传统方法制备的多组分纤维,不同高分子之间很难达到分子层面相容.高分子复合物是不同高分子高度相容的聚集组装体系.本工作研究聚氧化乙烯(PEO)、聚乙烯醇(PVA)和聚丙烯酸(PAA) 3种组分制备复合物纤维.利用红外光谱、X射线衍射、示差扫描量热、扫描电子显微镜和力学拉伸等方法分别表征氢键复合、纤维的聚集态结构和力学性质.研究结果表明,PEO/PVA/PAA纤维不同组分高度相容,通过改变纤维中组分的含量,可以实现对多组分复合物纤维的性能调控.纤维中柔性PEO组分含量增加,可以实现由塑性到弹性的转变,并且纤维在湿度场下表现出形状记忆与可修复行为.     

改性海藻酸钠聚集行为对电纺纳米纤维形貌的影响

以过硫酸钾(KPS)为引发剂, 采用双丙酮丙烯酰胺(DAA)对海藻酸钠(SA)进行改性, 制备了海藻酸钠-聚双丙酮丙烯酰胺两亲性共聚物(SA-PDAA). 将SA-PDAA与聚乙烯醇(PVA)复配, 并进行静电纺丝, 制得SA-PDAA/PVA电纺纳米纤维. 通过红外光谱、 差示扫描量热和荧光光谱表征了SA-PDAA的结构和性能, 通过黏度仪、 表面张力仪和电导率仪测试了SA-PDAA纺丝液的物理性能, 用扫描电子显微镜表征了SA-PDAA/PVA电纺纳米纤维的形貌, 考察了SA-PDAA/PVA电纺纳米纤维的释药性能. 结果表明, DAA接枝到SA分子链上, SA-PDAA的临界聚集浓度为0.072 g/L, SA-PDAA具有良好的两亲性, SA-PDAA/PVA电纺纳米纤维具有均一的形貌. 改性后的SA可以有效地减缓药物释放速度, 提高SA-PDAA/PVA电纺纳米纤维的缓释性能.     

疏水性聚丙烯酸/聚乙烯醇/葡萄糖淀粉酶复合纳米纤维膜的制备及酶学性质

利用混合静电纺丝将葡萄糖淀粉酶(GA)固定于聚丙烯酸(PAA)/聚乙烯醇(PVA)纳米纤维膜上,并通过鉴定固定化GA的酶学特征检验PAA/PVA可否成为一种优良的酶固定化载体。 对其理化性质和酶学特征进行鉴定,经红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)表征发现,GA可成功包埋于PAA/PVA纳米纤维膜内部;对包裹固定的GA进行酶学性质鉴定,发现固定化GA的最适反应温度为68 ℃,比游离GA提高了9 ℃;固定化GA的适用pH值范围明显变宽;热稳定性和存贮稳定性显著增强且可以重复使用。PAA/PVA纳米纤维膜是一种优良的酶固定化载体,可以通过混合静电纺丝包埋法简便地将蛋白质分子固定于其内部,具有一定的应用前景。     

静电喷雾结合热压处理制备荷负电PVA-SA/PAN纳米纤维基复合滤膜及其纳滤性能研究

以静电纺丝聚丙烯腈(PAN)纳米纤维作为多孔支撑层,以亲水材料聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠(SA)为亲水表层材料,通过静电喷雾技术将亲水表层材料沉积在纳米纤维多孔基膜表面,然后将表层PVA-SA纳米串珠层通过水蒸气加湿辅助热压成膜处理在PAN基膜上软化压延形成完整的致密薄膜,最后经过戊二醛交联制备PVA-SA/PAN纳米纤维基复合滤膜.通过对加湿时间、热压温度、热压时间以及PVA-SA静电喷雾时间等成膜工艺条件和交联条件进行优化制备出结构完整的PVA-SA/PAN纳米纤维基复合滤膜.所制备的复合滤膜荷负电,它对阴离子染料具有较好的过滤效果:在0.6 MPa的操作压力下对100 mg/kg的固绿染料的渗透通量为57.1 L/(m~2h),截留率为96.8%.     

PVA/DTC纳米纤维的制备及对铅离子的吸附行为

通过高压静电纺丝技术制备了聚乙烯醇/聚乙烯亚胺(PVA/PEI)纳米纤维膜, 对纤维膜进行功能化使其转化为对重金属离子具有高络合能力的聚乙烯醇/二硫代氨基甲酸盐功能化聚乙烯亚胺(PVA/DTC)纳米纤维膜. 研究了PVA/PEI纳米纤维膜的交联和功能化以及PVA/DTC纤维膜对铅离子的吸附行为. 结果表明, 高压静电纺丝法可制备出纤维直径分布均匀、 形貌良好的纳米纤维膜, 且交联、 功能化后仍能保持蓬松纳米纤维状的网状结构. PVA/DTC纳米纤维膜对铅离子吸附速率快, 吸附量容量高, 且具有良好的再生吸附能力, 是一种潜在的重金属离子高效吸附材料.     

物理交联聚乙烯醇/羟基末端聚酰胺-胺树型高分子水凝胶的制备与性质研究

聚乙烯醇(PVA)是一种水溶性的生物相容性好并可降解的合成高分子,PVA通过化学或物理方法交联可以形成水凝胶,PVA与聚丙烯酸(PAA)、聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPA)、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)及壳聚糖形成互穿网络型水凝胶,改善凝胶的性质,另一方面,树型高分子是一     

微相分离结合氢键复合构筑弹性体

通过嵌段聚合物的微相分离和高分子氢键复合,使用聚苯乙烯-b-聚丙烯酸-b-聚苯乙烯(SAS)三嵌段聚合物和聚氧化乙烯(PEO)均聚物构筑了具有多层次结构的弹性体(SA/E).聚丙烯酸(PAA)与PEO形成柔性的氢键复合物(PAA/PEO),刚性的聚苯乙烯(PS)与PAA和PEO不相容而发生微相分离,PS作为交联点连接着柔性的PAA/PEO.与PAA/PEO氢键复合物相比,SA/E弹性体力学性能明显提升,通过控制PS质量分数可调节弹性体的模量和强度等力学性能. SA/E弹性体表现出湿度敏感性.并且弹性体经拉伸训练后可获得一定的取向性,弹性回复率保持在98%以上.本弹性体在湿度传感、柔性器件、医用材料等领域具有潜在应用,为构筑新型弹性体提供思路.     

聚乙烯醇/海藻酸钠互穿网络水凝胶结构与性能研究

采用天然高分子海藻酸钠(SA)与聚乙烯醇(PVA)复合,通过化学交联法制备PVA/SA互穿网络水凝胶。SA的加入减弱了PVA分子间的氢键作用,而随SA含量增加,SA分子与PVA分子间的氢键作用增强。同时凝胶网络由致密变得疏松,网孔增大,出现微相分离的"核壳"结构。由于交联后的SA与PVA分子的Tg较接近,水凝胶仅有一个Tg,两相仍为部分相容。应变及频率扫描曲线中低应变区的储能模量远大于损耗模量,其网络松弛因子n值接近0,证明该凝胶具有较完整的网络结构,并表现为弹性。适量的SA可提高凝胶的力学及溶胀性能。     

金纳米棒负载的静电纺丝纤维的制备及其表面增强拉曼光谱性能

为简单有效地制备高活性表面增强拉曼光谱(Surface-enhanced Raman Spectroscopy,SERS)基底。本文采用静电纺丝聚乙烯醇(PVA)/聚丙烯酸(PAA)纳米纤维为支撑材料,通过直接浸泡的方法,利用金纳米棒与电纺纤维之间的静电力,使纳米棒在纤维表面自组装,得到了性能优异的SERS基底。通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜对金纳米棒以及不同状态下的电纺纤维的形貌进行表征,结果表明,金纳米棒均匀且密集地负载在纤维表面。通过设置不同的浸泡时间确定了金纳米棒组装平衡的时间为12 h,并通过调控纺丝时间和金纳米棒的浓度发现随着纺丝时间和金纳米棒浓度的增加,复合纤维膜SERS增强效果随之提升。该复合纤维膜具有优异的SERS均匀性,并且能够检测到浓度低至10~(-10)mol/L的4-氨基苯硫酚的存在。     

PEDOT-PSS/Co-Fe_3O_4/PVA电磁功能复合纤维结构与性能

将化学共沉淀法合成的Co掺杂的Fe_3O_4(Co-Fe_3O_4)磁性粒子和化学氧化法合成的聚苯乙烯磺酸钠(PSS)掺杂的聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(PEDOT-PSS)与聚乙烯醇(PVA)混合制备复合纺丝原液,然后经过湿法纺丝得到具有电、磁性能的PEDOT-PSS/Co-Fe_3O_4/PVA复合纤维.通过SEM、FTIR、XRD、TG、VSM以及电导率和机械性能的测试研究了不同牵伸倍率对复合纤维的结构和性能的影响.结果表明,随着牵伸倍率的增加,复合纤维的结晶性能、热稳定性能和机械性能都有所提升,其电导率则成倍增加,而其饱和磁化强度(M_s)则变化不大,约为1.7 A·m~2/kg.当牵伸倍数为4倍时,复合纤维的电导率可达到2.3 S/cm.     

碱催化PVA酯化交联膜的制备

在氢氧化钠催化条件下,将聚乙烯醇(PVA)与草酸(OA)酯化交联,制得了一种新的PVA-OA均质膜并利用红外光谱表征了交联膜的化学结构。考察了均质膜的耐水性能和机械性能,发现随着交联度的增加,其耐水性和拉伸强度增强,而断裂伸长率下降。将PVA与聚偏氟乙烯(PVDF)制成PVA/PVDF蒸汽渗透膜复合膜,利用乙醇-水混合物考察了其分离性能,结果表明PVA理论交联度在6%～7%时,其综合性能较优。     

PVA/GA/β-CD纳米纤维的制备及染料吸附性能

利用静电纺丝技术,以六氟异丙醇(HFIP)和水为溶剂,制备了环糊精(β-CD)含量为70%(质量分数)的聚乙烯醇(PVA)/β-CD纳米纤维,并经戊二醛(GA)交联处理得到了可用于染料吸附的PVA/GA/β-CD纳米纤维.通过红外光谱和扫描电子显微镜研究了交联反应前后纳米纤维组成和形貌的变化;考察了PVA/GA/β-CD纳米纤维对7种水溶性染料的吸附性能.结果表明,PVA/GA/β-CD纳米纤维对孔雀石绿、甲基紫和刚果红的吸附效果较好,最大吸附量分别为124.71,121.14和127.39 mg/g,4次吸附-解吸附循环后,染料去除率仍保持80%左右,在染料废水处理中具有良好的应用前景.     

钯/聚乙烯醇纤维膜催化水相中的Heck偶联反应

通过静电纺丝和热交联技术、以聚乙烯醇( PVA)作为载体制备了一种电纺纤维膜负载型钯催化剂.利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)对其进行了表征.SEM结果显示:PdCl2的加入导致PVA纤维直径增加、形貌变差,而热交联过程可以减小纤维直径、改善纤维形貌.XPS表征则表明PVA可以还原pd...     

电纺聚乙烯醇超细纤维膜的性能研究

由电纺制备聚乙烯醇(PVA)超细纤维膜,以扫描电镜观察纤维的微观形貌,用X射线衍射研究超细纤维膜的结晶行为,并测定了PVA超细纤维膜的力学性能和吸水性.结果表明,PVA超细纤维的平均直径为(184±26)nm,超细纤维中PVA的结晶度和晶体有序程度较浇铸膜低.超细纤维膜的拉伸强度、模量和断裂伸长率均较浇铸膜差,吸水率在300%以上,高于浇铸膜.     

盐浓度与海藻酸钠/磷虾蛋白复合体系性能的相关性

采用湿法纺丝技术制备了海藻酸钠/磷虾蛋白(SA/AKP)复合纤维, 通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析了SA/AKP复合体系的氢键相互作用, 用X射线衍射仪、 流变仪及SEM研究了盐(NaCl)浓度对复合体系的结晶、 流动性和形态结构的影响. 结果表明, SA/AKP复合体系中存在分子内和分子间氢键, 分子间氢键的强度随复合材料中盐浓度的增加而增强. 盐浓度的增加导致SA/AKP复合材料的结晶度增加, 流动黏度先降低后增加, 力学性能先增加后降低. SA/AKP纤维的SEM照片显示结晶的盐与纤维分离, 并且复合纤维表面沟槽结构逐渐减少, 表面更加致密光滑. AKP在SA/AKP复合体系中呈完全取向状态.     

18-C-6+mSA/mCS双极膜的制备及表征

18-冠醚-6(18-C-6)和聚乙烯醇(PVA)改性海藻酸钠(SA)制备了阳膜层(18-C-6+m SA),戊二醛(GA)和PVA改性壳聚糖(CS)制备了阴膜液(m CS),将阴膜液流延于上述阳膜层上,制备了18-C-6+m SA/m CS双极膜。红外谱图表明18-C-6与海藻酸钠已成功交联。分别从双极膜的氢离子渗透性能、溶胀度、I-V工作曲线、交流阻抗、热稳定性能等方面表征了双极膜的性能,实验结果表明,经18-C-6改性的双极膜具有较低的溶胀度,较低的工作电压和膜阻抗,较高的氢离子渗透性能和热稳定性,是一种性能优异的双极膜。     

化学-物理法制备聚乙烯醇/壳聚糖/纳米羟基磷灰石复合水凝胶及其性能

采用化学-物理交联法制备了聚乙烯醇/壳聚糖/纳米羟基磷灰石(PVA/CS/n-HA)复合水凝胶材料。通过对比其含水率、拉伸强度、红外光谱和TG谱图,探讨了PVA含量及戊二醛加入量对材料性能的影响。结果表明,m(PVA)∶m(CS+n-HA)=5∶1,戊二醛质量分数为2%时,复合水凝胶材料具有较好的综合性能:含水率为82.0%、拉伸强度为2.14 MPa、断裂伸长率为343.26%;同步热分析表明,25~140℃,仅存在水分的蒸发,直至360℃材料才发生分解,说明材料的热稳定性良好;红外分析表明,CS与戊二醛发生了交联反应。     

辐射接枝苯乙烯和磺化对聚四氟乙烯强酸性纤维力学性能的影响

采用共辐射引发将苯乙烯接枝到聚四氟乙烯(PTFE)纤维上后,然后磺化可以制备出强酸性离子交换纤维PTFE-g-St-SO3H.辐射、磺化和氧气可以使纤维力学性能大幅度下降,当接枝率较低时,断裂强度高于原纤维,随着接枝率的增大,断裂强度呈下降趋势.轻度交联能够改善纤维的力学性能,但是对纤维力学性能的影响比接枝率小.断裂强度与磺化率关系不大,主要受磺化反应温度影响,反应温度越高,断裂强度越低,断裂伸长率也相应较低.磺化后模量大幅度降低,断裂伸长率和屈服伸长率显著增大,断裂强度明显降低,纤维韧性提高.采用氮气保护,控制适当接枝率和较低磺化反应温度可以得到力学性能较好的PTFE基强酸性离子交换纤维.     

电场条件下高分子共混物组分浓度梯度化的研究

研究了聚乙烯醇/聚丙烯酸高分子共混物水溶液中,共混物各组分在电场诱导条件下沿电场方向的浓度梯度分布情况.通过测定不同时刻PVA/PAA高分子共混物水溶液在电场的不同区域内的pH值,研究了电场诱导下共混物各组分沿电场方向的迁移过程.结果表明,PAAn-向电场正极迁移,同时由于浓差梯度,PVA向负极迁移,并形成浓度梯度分布.随时间的延长,高分子共混物的组分梯度程度逐渐加大.     

抗污染PVA/PVDF电纺纳米纤维复合超滤膜的制备及过滤性能

以聚对苯二甲酸二醇酯(PET)无纺布为基底,聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维为支撑层,聚乙烯醇(PVA)纳米纤维膜为分离层,采用静电纺丝法制备超滤膜,并用水/丙酮混合溶液对复合纳米纤维膜表面进行溶液处理,再加入戊二醛交联改性得到致密分离层.采用扫描电子显微镜(SEM)和红外光谱(FTIR)表征了复合超滤膜的表面,用水接触角(WCA)表征复合超滤膜的亲水性.在0.02 MPa恒压下死端过滤油/水乳液,测试复合超滤膜的过滤性能.结果表明,最优条件下制备的复合超滤膜死端过滤油/水乳液的通量为(42.50±4.78)L/(m~2·h),截留率达到(95.72±0.33)%;循环使用5次后,依然具有较好的过滤性能,常压下死端过滤复合超滤膜的纯水通量为(3469±28)L/(m~2·h).