国家自然科学基金(51373121)
- 作品数：30 被引量：108H指数：7
- 相关作者：刘延波马营陈文洋杨媛媛曹红更多>>
- 相关机构：天津工业大学武汉纺织大学浙江伟星实业发展股份有限公司更多>>
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- 相关领域：轻工技术与工程化学工程医药卫生电气工程更多>>
- PVDF/PVDF混纺纳米纤维防水透湿膜的开发被引量：4
- 2016年
- 利用多针头静电纺丝技术制备PVDF1/PVDF2双组份混纺纳米纤维膜,考察热轧温度对该电纺膜的表面形貌、机械性能及防水透湿性能的影响,以确定最合适的电纺膜热轧温度.采用Co-PA热熔网做热熔粘合剂,将此混纺电纺膜与防水织物进行层压复合,制备防水透湿织物,研究复合织物的抗剥离性能和防水透湿性能,并与PTFE拉伸膜层压复合织物进行对比.结果表明:在热轧温度为135℃、压力为0.3 k Pa、热轧时间为1 s条件下,双组分PVDF电纺膜拉伸断裂强度为24.22 MPa,耐静水压达到3 324 mm H2O,透湿量接近10 000 g/(m2·24 h);采用该电纺膜与Co-PA热熔胶、防水织物在135℃、0.3 k Pa条件下热轧15 s制备层压复合织物,其抗剥离强度(12.28 N/(2.5 cm))和透湿量(5 202 g/(m2·24 h))均优于PTFE拉伸膜层压织物,而耐静水压值(10 130 mm H2O)低于PTFE层压织物,但仍然可以达到商业化使用要求.
- 刘延波赵雪菲杨文秀刘凯强孙健
- 关键词：纳米纤维膜防水透湿透湿量
- 双向拉伸取向复合增强电纺膜技术被引量：1
- 2016年
- 对PVDF/PA12混纺电纺膜进行热牵伸取向处理,然后将2张取向电纺膜进行90°交叉铺叠,再进行热轧粘合,所得电纺膜在大幅提升机械性能的同时,获得了准各向同性电纺膜结构.研究发现:虽然热轧粘合后过滤效率和透气性会略有下降,但所得电纺膜具有更小的孔隙尺寸、更均匀的孔隙分布,纤维排列规整,结晶度增加,纵横向机械强度均得到大幅提升.
- 刘延波马素梅曹红石梦媛
- 关键词：纳米纤维
- 水性聚合物纳米纤维PM_(2.5)过滤材料开发被引量：1
- 2018年
- 通过静电纺丝技术制备PAA与PVA共混纳米纤维膜并对其进行热处理,采用SEM、FTIR对其进行表征,并对其抗水解性能和过滤性能进行评价。结果表明:PVA/PAA溶液的最佳纺丝质量分数为17%,PVA与PAA的质量比为1∶1,160℃热处理后PVA/PAA纳米纤维过滤膜具有优异的抗水解性能和过滤性能,针对0.3μm及以上直径颗粒的过滤效率为99.477%,过滤阻力仅为88 Pa,且在85℃热水中仍能保持良好形态。
- 任倩李芳颖黄政田文军郝铭刘延波
- 关键词：静电纺丝聚丙烯酸
- 水溶性聚合物PVA纳米纤维基PM_(2.5)过滤材料研究被引量：5
- 2019年
- 利用多针头静电纺丝技术制备水溶性聚合物PVA纳米纤维基PM_(2.5)过滤材料,基于单因素试验及正交试验探究最佳纺丝工艺,测试其抗水解性能、红外光谱、孔径分布及过滤性能。结果表明:最佳纺丝工艺为纺丝液质量分数10%、纺丝电压30 kV、喂液速率1.0 mL/h,所得纳米纤维形貌最佳,纤维平均直径为116.99 nm、纤维直径CV值为15.09%。抗水解性能及红外光谱测试表明,与GA交联后再进行热处理能有效改善PVA的水解性。孔径分布及过滤性能测试表明,水溶性聚合物PVA纳米纤维基PM_(2.5)过滤材料是优秀的空气过滤材料,由PP纺黏布、水溶性聚合物PVA纳米纤维基PM_(2.5)过滤材料、PP纺黏布组合形成的复合过滤材料,对直径在0.3μm及以上的颗粒的过滤效率超过99%且过滤阻力仅为90 Pa,完全符合相关国家标准。
- 李芳颖任倩黄政郝铭田文军刘延波
- 关键词：静电纺纳米纤维膜交联改性抗水解孔径分布
- 丝素蛋白-聚乙烯醇共混改性电纺膜的制备被引量：1
- 2014年
- 采用静电纺丝技术,以特殊设计的金属丝螺旋盘绕滚筒作为接收装置,制备了具有一定取向的丝素蛋白(SF)-聚乙烯醇(PVA)共混纳米纤维材料。利用扫描电子显微镜(SEM)对纤维形貌进行观察,并通过Image-Pro Plus软件对纤维细度进行测试,探讨了SF与PVA的配比以及纺丝电压、接收距离等静电纺丝参数对所得纳米纤维形貌、细度及其分布的影响。结果表明:将质量浓度为25 kg/L的SF与质量分数为8%的PVA以质量比15∶3.2共混,并采用20 kV的纺丝电压和13 cm的接收距离静电纺时,所得纳米纤维的平均直径约为238 nm,且直径分布较为均匀。采用该法制得的纳米纤维材料具有一定的纤维取向,有利于细胞生长,可应用于生物医药领域。
- 王一川刘延波唐兵兵
- 关键词：丝素蛋白聚乙烯醇纳米纤维可纺性
- PI/PE/PI纳米纤维基复合锂电隔膜的开发被引量：2
- 2017年
- 选用热稳定性好、介电性能优良的聚酰亚胺(PI)聚合物,采用静电纺丝技术制备PI纳米纤维膜,改性后再与改性PE商业隔膜复合,制备PI/PE/PI复合隔膜,用于锂离子电池隔膜。测试结果表明,复合膜相对于商业隔膜在热安全性、电化学性能方面优于商业PP/PE/PP三层隔膜,兼具低温热闭孔性和高温热暴走性能,机械性能完全满足锂电隔膜的要求,具有良好的应用前景。
- 刘延波刘凯强刘凯强杨文秀杨文秀杨媛媛曹红韦春华
- 关键词：聚酰亚胺PE静电纺丝
- 规模化静电纺丝过程中场强的改善研究被引量：2
- 2017年
- 多针头静电纺丝技术被认为是提高纳米纤维产量的有效方法,但是实际生产中针头的场强分布会出现严重"边缘效应(End effect)",场强均匀性控制存在困难,影响了纺丝产量的提高和静电纺丝技术的工业化实施。通过采用COMSOL Multiphysics多物理场有限元模拟软件对多针头静电纺丝过程中场强的分布及大小进行模拟研究,提出了一种在纺针周围加金属套管的屏蔽措施对多针头静电纺场强的大小及均匀度实施改进,并通过有限元软件对上述解决措施进行仿真和评价。结果表明,在最佳工艺参数下,场强大小及分布均匀性可得到有效控制和改善,从而减轻或消除规模化静电纺丝过程中场强不均衡现象、提高纺丝场强,达到提高纺丝效率和产量、降低生产成本、提高生产利润的目的。
- 刘延波张立改杨媛媛任倩Samman H.Bukhari曹红陈文洋
- 螺线式无针头静电纺丝过程中场强的分布与改善被引量：3
- 2021年
- 为获得场强分布均匀且场强值较高的最佳螺线式无针头静电纺丝结构参数,采用COMSOL有限元模拟软件对无针头式静电纺丝过程中场强大小和分布规律进行仿真,研究螺线式无针头线圈的长度、螺距、半径以及金属丝的半径等参数对电场强度及其分布的影响。结果表明:对于螺线式无针静电纺丝,纺丝头的电场强度普遍呈两端高中间低的分布规律,存在所谓的边缘效应(edge effect);此外,增加线圈长度、线圈直径、金属丝直径都会导致纺丝头场强逐渐下降,而增大电压、缩小螺距以及接收距离则使电场强度显著上升;当线圈长度为200 mm、线圈直径为60 mm、螺距为40 mm、金属丝直径为1 mm时,螺线式无针头静电纺丝头的场强大且分布均匀,场强平均值为1.81×106 V/m,场强CV值为7.08%;再对纺丝头两端增加逐渐缩小的螺旋线圈作为辅助电极,纺丝头电场强度分布均匀性的改善效果最佳,得到的场强平均值为1.62×106 V/m,场强CV值为2.53%,有效地克服了边缘效应。
- 刘延波罗鑫郝铭刘垚
- 关键词：有限元分析电场优化
- 多针头静电纺丝过程中电场强度与分布的有限元分析被引量：19
- 2014年
- 采用COMSOL Multiphysics有限元模拟软件对多针头静电纺丝过程中的电场场强大小与分布进行了模拟分析,对过程参数如纺针数量、直径、长度、间距以及电压对各针场强大小与分布的影响进行了系统研究,以探寻过程参数对场强分布的影响和出现"边缘效应(end effect)"的理论依据。结果发现,对于单针头静电纺丝,场强峰值出现在针尖部位,而在线性排列的多针头静电纺丝中,中间纺针的场强受到抑制变小,场强峰值出现在两侧纺针的针尖外侧,从而导致"边缘效应"现象。此外,随着纺针数量、直径和长度的增加,两侧纺针场强峰值下降显著,而电压的增大和接收距离的减小则使场强峰值明显增大。
- 陈威亚刘延波王洋知沈烨伟郭岭岭
- 关键词：静电纺丝电场强度有限元分析
- 聚乙烯醇电纺膜/PP纺黏布复合过滤材料的制备被引量：5
- 2019年
- 利用静电纺丝技术制备聚乙烯醇/淀粉(PVA/SS)纳米纤维膜,再将其与PP纺黏布复合。通过SEM和FTIR表征纤维表面形貌和分子结构,探究PVA/SS纳米纤维膜的最优纺丝工艺参数,并测试PVA/SS纳米纤维膜的抗水解性能及PVA/SS/PP复合膜的过滤性能。结果表明,当纺丝液质量分数为11%、PVA/SS质量比为3∶1、纺丝电压为30kV、喂液速率为0.8mL/h、接收距离为19cm时,纤维表面形貌最优,经160℃热处理的PVA/SS纳米纤维膜的抗水解性能优异。采用最优工艺参数纺制的PVA/SS纳米纤维膜的孔径分布在378.00~742.00nm,平均孔径为689.00nm。PVA/SS/PP复合膜对直径大于0.3μm的细微颗粒的过滤效率最高可达到99.363%,过滤阻力为137Pa,低于相关国家标准的规定。
- 郝铭任倩田文军李芳颖刘延波
- 关键词：静电纺丝聚乙烯醇淀粉
