纳米纤维增强海藻酸钠基复合材料的制备及其性能研究
发布时间：2021-11-24 23:55
海藻酸钠来源广,安全无毒,具有较好的生物相容性和可降解性等,在生物医用领域有较好的应用,但其较差的力学性能限制了其发展。纳米纤维具有优越的机械性能如高强度、高模量等,作为增强材料在能源、服装、医疗、环保等诸多领域有较好的应用,但是纳米纤维增强复合材料的宏量化制备困难,且纳米纤维增强复合材料的增强机理尚不完全清楚。本文通过超声波辅助分散和冷冻干燥制得可长久保存的PVA-co-PE纳米纤维粉体,再与抗菌药物、海藻酸钠通过简单机械搅拌的方法得到混合液,最后制备了二维膜结构和三维多孔结构的PVA-co-PE纳米纤维增强基海藻酸钠复合材料。通过SEM、FTIR、TG等测试方法表征了复合材料的基本物理化学结构;通过拉伸和压缩实验对复合材料的力学性能进行了表征。最后,通过测定复合水凝胶的药物释放动力学、抗菌性能和细胞相容性,用以评价复合水凝胶在生物医用材料的领域的应用前景。复合材料的机械强度、弹性和热稳定性皆展现出了其对纳米纤维浓度依赖的增强规律。PVA-co-PE纳米纤维在复合材料中分布较均匀,纳米纤维与海藻酸钠高分子链通过氢键作用可以提高复合材料的机械性能和热稳定性。纳米纤维对复合材料力学性能的...
【文章来源】：武汉纺织大学湖北省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
静电纺丝工艺基本装置的示意图[19]
1绪论6出的一种生产超细纤维的方法。海岛纺丝法是将不同熔点的海组分和岛组分加热熔融挤出，拉伸形成一根纤维，溶解去除海组分就得到了岛组分的纳米纤维。该方法的工艺流程与高分子熔融工艺相仿，可以大批量生产，产量高。但其生产来源仅限高分子聚合物，其生产种类有限。本文所用的PVA-co-PE纳米纤维就是海岛纺丝法制备的。PVA-co-PE纳米纤维的制备原理如下图1.2所示[20]。图1.2PVA-co-PE纳米纤维的制备原理图[20]（3）生物制备法自然界的蜘蛛丝和细菌纤维素都是生物制备法生产的纳米纤维。该方法生产的纳米纤维聚合度高、结晶度高，具有较强的机械性能和良好的生物相容性；但其来源太少、产量极低。细菌纤维素早在1886年由Brown发现，至今仍然有人在探索提高细菌纤维素的产量，如贾青慧等[21]研究了不同增效因子对木醋杆菌生产细菌纤维素的影响。纳米纤维的制备方法很多，但很多都无法进行大规模工业化生产。如静电纺丝法制备纳米纤维需要高压电源，且效率很低；生物制备法制备纳米纤维生产条件苛刻。而海岛纺丝法是较理想的宏量制备纳米纤维的方法。而本团队已实现PVA-co-PE纳米纤维的批量化生产，并且研究了其在过滤和吸附[22，23]、传感器[24，25]和抗菌[26]等方面的应用前景，推动了其实际工业化应用。1.2.3纳米纤维增强材料研究图1.320年来静电纺丝纳米纤维及其复合材料的文章数量[27]
1绪论6出的一种生产超细纤维的方法。海岛纺丝法是将不同熔点的海组分和岛组分加热熔融挤出，拉伸形成一根纤维，溶解去除海组分就得到了岛组分的纳米纤维。该方法的工艺流程与高分子熔融工艺相仿，可以大批量生产，产量高。但其生产来源仅限高分子聚合物，其生产种类有限。本文所用的PVA-co-PE纳米纤维就是海岛纺丝法制备的。PVA-co-PE纳米纤维的制备原理如下图1.2所示[20]。图1.2PVA-co-PE纳米纤维的制备原理图[20]（3）生物制备法自然界的蜘蛛丝和细菌纤维素都是生物制备法生产的纳米纤维。该方法生产的纳米纤维聚合度高、结晶度高，具有较强的机械性能和良好的生物相容性；但其来源太少、产量极低。细菌纤维素早在1886年由Brown发现，至今仍然有人在探索提高细菌纤维素的产量，如贾青慧等[21]研究了不同增效因子对木醋杆菌生产细菌纤维素的影响。纳米纤维的制备方法很多，但很多都无法进行大规模工业化生产。如静电纺丝法制备纳米纤维需要高压电源，且效率很低；生物制备法制备纳米纤维生产条件苛刻。而海岛纺丝法是较理想的宏量制备纳米纤维的方法。而本团队已实现PVA-co-PE纳米纤维的批量化生产，并且研究了其在过滤和吸附[22，23]、传感器[24，25]和抗菌[26]等方面的应用前景，推动了其实际工业化应用。1.2.3纳米纤维增强材料研究图1.320年来静电纺丝纳米纤维及其复合材料的文章数量[27]
【参考文献】：
期刊论文
[1]航空复合材料加筋板压缩屈曲及后屈曲力学性能[J]. 高志刚,冯宇,马斌麟,杜旭,宋雨键. 航空材料学报. 2020(01)
[2]快速膨胀海藻酸钠/二氧化硅纤维复合支架的制备及其快速止血功能的应用[J]. 舒华金,吴春萱,杨康,刘廷武,李晨,曹传亮. 材料工程. 2019(12)
[3]热塑性复合材料为中国电动汽车外观带来新变化[J]. 魏晓娟. 现代塑料加工应用. 2019(06)
[4]汽车顶盖复合材料前横梁铺层多目标优化设计[J]. 乔鑫,夏天,李红,祝振林. 汽车工艺与材料. 2019(12)
[5]纤维复合材料在建筑工程中的应用研究[J]. 刘薇. 粘接. 2019(12)
[6]HDPE/CF复合材料双壁波纹管的研制[J]. 宋波,黄进荣. 新型建筑材料. 2019(10)
[7]兔毛角蛋白/海藻酸钠复合纤维的制备及其性能研究[J]. 王晓清,陈思,张晓慧. 毛纺科技. 2019(09)
[8]海藻酸钠/聚丙烯酰胺凝胶纤维的制备与性能研究[J]. 谢丹,黄涛. 人造纤维. 2019(04)
[9]电泳沉积纳米粒子增强树脂基碳纤维复合材料界面性能的研究进展[J]. 杨玉,徐海兵,颜春,刘东,陈明达,祝颖丹,王冬梅. 塑料科技. 2019(08)
[10]建筑设计过程中的材料能动性——基于FRP复合材料的思考[J]. 刘一歌,李立,袁烽. 建筑学报. 2019(06)
本文编号：3517000
【文章来源】：武汉纺织大学湖北省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
静电纺丝工艺基本装置的示意图[19]
1绪论6出的一种生产超细纤维的方法。海岛纺丝法是将不同熔点的海组分和岛组分加热熔融挤出，拉伸形成一根纤维，溶解去除海组分就得到了岛组分的纳米纤维。该方法的工艺流程与高分子熔融工艺相仿，可以大批量生产，产量高。但其生产来源仅限高分子聚合物，其生产种类有限。本文所用的PVA-co-PE纳米纤维就是海岛纺丝法制备的。PVA-co-PE纳米纤维的制备原理如下图1.2所示[20]。图1.2PVA-co-PE纳米纤维的制备原理图[20]（3）生物制备法自然界的蜘蛛丝和细菌纤维素都是生物制备法生产的纳米纤维。该方法生产的纳米纤维聚合度高、结晶度高，具有较强的机械性能和良好的生物相容性；但其来源太少、产量极低。细菌纤维素早在1886年由Brown发现，至今仍然有人在探索提高细菌纤维素的产量，如贾青慧等[21]研究了不同增效因子对木醋杆菌生产细菌纤维素的影响。纳米纤维的制备方法很多，但很多都无法进行大规模工业化生产。如静电纺丝法制备纳米纤维需要高压电源，且效率很低；生物制备法制备纳米纤维生产条件苛刻。而海岛纺丝法是较理想的宏量制备纳米纤维的方法。而本团队已实现PVA-co-PE纳米纤维的批量化生产，并且研究了其在过滤和吸附[22，23]、传感器[24，25]和抗菌[26]等方面的应用前景，推动了其实际工业化应用。1.2.3纳米纤维增强材料研究图1.320年来静电纺丝纳米纤维及其复合材料的文章数量[27]
1绪论6出的一种生产超细纤维的方法。海岛纺丝法是将不同熔点的海组分和岛组分加热熔融挤出，拉伸形成一根纤维，溶解去除海组分就得到了岛组分的纳米纤维。该方法的工艺流程与高分子熔融工艺相仿，可以大批量生产，产量高。但其生产来源仅限高分子聚合物，其生产种类有限。本文所用的PVA-co-PE纳米纤维就是海岛纺丝法制备的。PVA-co-PE纳米纤维的制备原理如下图1.2所示[20]。图1.2PVA-co-PE纳米纤维的制备原理图[20]（3）生物制备法自然界的蜘蛛丝和细菌纤维素都是生物制备法生产的纳米纤维。该方法生产的纳米纤维聚合度高、结晶度高，具有较强的机械性能和良好的生物相容性；但其来源太少、产量极低。细菌纤维素早在1886年由Brown发现，至今仍然有人在探索提高细菌纤维素的产量，如贾青慧等[21]研究了不同增效因子对木醋杆菌生产细菌纤维素的影响。纳米纤维的制备方法很多，但很多都无法进行大规模工业化生产。如静电纺丝法制备纳米纤维需要高压电源，且效率很低；生物制备法制备纳米纤维生产条件苛刻。而海岛纺丝法是较理想的宏量制备纳米纤维的方法。而本团队已实现PVA-co-PE纳米纤维的批量化生产，并且研究了其在过滤和吸附[22，23]、传感器[24，25]和抗菌[26]等方面的应用前景，推动了其实际工业化应用。1.2.3纳米纤维增强材料研究图1.320年来静电纺丝纳米纤维及其复合材料的文章数量[27]
【参考文献】：
期刊论文
[1]航空复合材料加筋板压缩屈曲及后屈曲力学性能[J]. 高志刚,冯宇,马斌麟,杜旭,宋雨键. 航空材料学报. 2020(01)
[2]快速膨胀海藻酸钠/二氧化硅纤维复合支架的制备及其快速止血功能的应用[J]. 舒华金,吴春萱,杨康,刘廷武,李晨,曹传亮. 材料工程. 2019(12)
[3]热塑性复合材料为中国电动汽车外观带来新变化[J]. 魏晓娟. 现代塑料加工应用. 2019(06)
[4]汽车顶盖复合材料前横梁铺层多目标优化设计[J]. 乔鑫,夏天,李红,祝振林. 汽车工艺与材料. 2019(12)
[5]纤维复合材料在建筑工程中的应用研究[J]. 刘薇. 粘接. 2019(12)
[6]HDPE/CF复合材料双壁波纹管的研制[J]. 宋波,黄进荣. 新型建筑材料. 2019(10)
[7]兔毛角蛋白/海藻酸钠复合纤维的制备及其性能研究[J]. 王晓清,陈思,张晓慧. 毛纺科技. 2019(09)
[8]海藻酸钠/聚丙烯酰胺凝胶纤维的制备与性能研究[J]. 谢丹,黄涛. 人造纤维. 2019(04)
[9]电泳沉积纳米粒子增强树脂基碳纤维复合材料界面性能的研究进展[J]. 杨玉,徐海兵,颜春,刘东,陈明达,祝颖丹,王冬梅. 塑料科技. 2019(08)
[10]建筑设计过程中的材料能动性——基于FRP复合材料的思考[J]. 刘一歌,李立,袁烽. 建筑学报. 2019(06)
本文编号：3517000
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