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电纺纳米纤维在构建功能性织物方面的最新研究
2019/11/28 22:19:13 admin

Fabric with multiple functional properties.

  电纺非织造膜的高孔隙率和小孔径意味着由它制成的织物具有高度透气性。 除了其物理特性所提供的优点之外,用来防止来自化学和生物的威胁的电纺纤维,如:易于功能化的电纺丝纤维和制造具有化学功能性的电纺丝纤维,也引起了研究者们极大的关注。这些特性使电纺纤维不但应用于民用设备,也用于人们可能接触的有害物质和细菌的行业中,此外,还涉及其他的功能性应用,如构建具有自清洁能力的织物。

  各国之间的旅行和飞行的增加增大了传播威胁生命的疾病的可能性,将织物掺入抗菌材料将有助于保护佩戴者免受因身体接触而传播的疾病。棉花是制造织物中使用最广泛的材料之一,因此,制备掺入抗菌物质的棉基纳米纤维将提高其潜在用途。 Kampeerapappun(2012)通过电纺经过三氟乙酸为溶剂预处理的棉花废物,将抗微生物剂溶液,3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化铵(AEM)喷涂到电纺垫上使其具有抗微生物的性质。为了使纳米纤维垫表现出抗菌性能,需要将至少2%w/w的AEM添加到纳米纤维垫中。虽然加入抗菌添加剂,但是,电纺纤维的机械性能并不会因此被削弱。此外,当织物丢弃时,具有天然的抗菌添加剂也会减少对环境的影响。Andersson等(2014)使用Lanasol,一种从红海藻提取的溴化环状化合物,作为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚环氧乙烷(PEO)纳米纤维中的抗菌剂添加剂。使用Lanasol作为添加剂的潜在好处是它是溶液,而不是固体。因此,在高达25重量%的PMMA / PEO(75/25重量%)的高负载下,纤维垫强度没有显着变化,但是,模量增加,韧性下降。 当负载量低至4重量%时,对金黄色葡萄球菌亚种具有抑制作用,金黄色葡萄球菌的存活率降低99.99%。

  电纺毡可作为独立织物使用,其潜在的缺点是生产率低。为了克服这一困难,研究者们将纳米纤维作为涂层涂覆在基底上。 Dhineshbabu等人(2014)使用静电纺丝技术将纳米纤维与尼龙6复合纳米纤维沉积在棉织物上,利用复合纳米纤维提供抗菌和阻燃性能。发现MgO /尼龙6杂化纳米纤维垫在抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌方面是有效的,此外,在棉花上加入MgO /尼龙6复合纳米纤维也增加其燃烧时间和灰分值。

  防护服应具有重量轻的特点,同时又能保护使用者免受化学和生物试剂的伤害。Agarwal等(2012)研究了沸石负载在电纺丝纤维上对神经刺激剂的除毒性能。通过同时电喷射分散的沸石溶液将沸石负载到电纺纤维素/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)复合纳米纤维上,纳米纤维表面上负载沸石颗粒的复合纳米纤维垫能够有效去除神经刺激剂的毒性。

  纳米纤维的大表面积使其成为含有自清洁剂的纳米纤维独立织物的潜在候选者。这是由于其大表面积使清洁剂能够更好的暴露在环境中以及污染物附近。Bedford和Steckl(2010)以醋酸纤维素为核制备了核-壳结构的纳米纤维,并以TiO2纳米粒子为分散相。与同时电喷射相比,该方法表现出在纳米纤维表面上更好的分布和负载TiO2纳米颗粒。因此,与通过电喷雾制备的负载TiO2纳米颗粒的纳米纤维相比,用核-壳静电纺丝制备的负载TiO2纳米颗粒的纳米纤维的表现出更好的光催化性能。

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