利用細菌和真菌制備纖維——生物技術獲得原材料的機遇
隨著基因工程的出現(xiàn),使用改性的微生物合成可持續(xù)發(fā)展的生物材料技術已達到一定水平,使后石化的未來可使用細菌和真菌來制備紡織品。
由德國Hohen-stein研究所主持的研究項目,主要通過生物技術和濕紡制備海藻酸和殼聚糖纖維。研究認為,調(diào)節(jié)原材料的特性會對生物聚合物制備的纖維性能產(chǎn)生直接影響。文章中詳細介紹了Hohen-stein研究所與不同工業(yè)合作方采用生物技術制備的海藻酸聚合物進行穩(wěn)定的濕法紡絲以及由真菌殼聚糖制備的高技術纖維情況以及這些纖維的應用。
具有抗菌能力和超親水性的含有電氣石納米顆粒的靜電紡聚氨酯復合纖維
敘述了一步法制備具有超親水性和抗菌能力的摻雜電氣石(TM)納米顆粒(NPs)的聚氨酯(PU)復合納米纖維的工藝。采用多種表征技術研究復合納米纖維的物理化學性能。場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)和掃描電子顯微鏡(SEM)圖像證實,在PU納米纖維中存在分散良好的TMNPs。
對比純PU納米纖維,含有質(zhì)量分數(shù)3%的均勻分散的TMNPs-PU復合納米纖維,其拉伸強度和模量分別提高75%和87%。對比純PU纖網(wǎng),TM-PU復合纖網(wǎng)的親水性有所改善,向PU中添加質(zhì)量分數(shù)5%的TM時,復合纖網(wǎng)超親水表面的接觸角達到13°。傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜證實,TMNPs與PU基質(zhì)通過氫鍵相互作用。細菌檢驗結(jié)果表明,TM-PU復合纖網(wǎng)對大腸埃希氏菌(革蘭氏陰性菌)和腸球菌(革蘭氏陽性菌)的抑菌效率隨TMNPs含量的增加而增加。TM-PU纖網(wǎng)具有較好的力學性能、超親水表面和良好的抗菌性能,可作為抗菌材料,在衛(wèi)生防護紡織品和水過濾領域具有潛在的應用前景。
靜電紡聚己內(nèi)酯-凝膠納米纖維的結(jié)構(gòu)和形態(tài)
聚己內(nèi)酯(PCL)和凝膠(Ge)的混合物是應用于組織工程領域的有效材料,分別以不同的聚合物質(zhì)量比和在各種條件下進行靜電紡絲。相對于靜電紡絲工藝和PCL-Ge的質(zhì)量比,進一步分析了亞微米纖維的形態(tài)、超分子結(jié)構(gòu)以及力學性能。與純的PCL作對照,添加Ge后的PCL纖維直徑減小,終層纖維以峰-谷的形式,然后鋪設第二層纖維層,同時通過熱熔融黏結(jié)將層纖維和第二層纖網(wǎng)黏合起來。
靜電紡納米纖維制備的抗納米顆粒物防護服的研究
敘述了對靜電紡納米纖維制備的納米顆粒物防護服的研究。通過靜電紡絲技術將聚酰胺6(PA6)納米纖網(wǎng)沉積在非織造粘膠基質(zhì)上?刂旗o電紡絲工藝參數(shù),包括溶液的濃度、黏度和電導率,使靜電紡納米纖維的直徑分布控制在66~195nm。通過調(diào)整多種工藝參數(shù),制得納米纖維層厚度和透氣性不同的織物。使用熱塑性樹脂作為膠黏劑,采用熱層壓工藝,改善納米纖維層與基質(zhì)載體的黏附性能。附著納米纖維層的基質(zhì)載體經(jīng)重復壓縮和扭轉(zhuǎn)1500次后,雖然納米纖維層存在可見的機械性損傷,但是仍牢固地附著在載體上。直徑為15~300nm的氯化鈉顆粒對于織物的滲透能力在很大程度上取決于納米纖維層的厚度。一種超薄納米纖維涂層可以過濾高達80%粒徑為20nm的顆粒物和大約50%粒徑為200nm的顆粒物。增加納米纖網(wǎng)的厚度,對所有粒徑范圍的納米顆粒物的過濾效率將達到近99%。從實驗中得出的結(jié)論突顯了納米纖維在有效防護納米顆粒物的個體防護裝備中的應用潛力