摩擦纳米发电机用皮芯结构纤维的制备及其性能

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作者 于梦菲 高文丽 +3 位作者 任婧 曹雷涛 彭若铉 凌盛杰 《纺织学报》 北大核心 2025年第5期1-9,共9页

针对具有皮芯结构的摩擦纳米发电机用纤维传统制备工艺复杂的难题,采用微流控纺丝技术,以高介电常数聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)为皮层材料,丝素蛋白-1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMImAC)离子液体(SE)溶液为导电芯层材料,一步法制备了... 针对具有皮芯结构的摩擦纳米发电机用纤维传统制备工艺复杂的难题,采用微流控纺丝技术,以高介电常数聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)为皮层材料,丝素蛋白-1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMImAC)离子液体(SE)溶液为导电芯层材料,一步法制备了单电极聚偏氟乙烯-六氟丙烯-丝素蛋白离子液体(PSE)摩擦纳米发电机用纤维(PSE-TENG纤维)。分别借助扫描电子显微镜、万用材料力学测量仪对PSE-TENG纤维的形貌、结构、力学性能进行了表征。使用疲劳测试机进行运动模拟,采用示波器对PSE-TENG纤维的电输出性能进行信号采集。探讨了纺丝参数对PSE-TENG纤维结构的影响,评估了PSE-TENG纤维的力学性能,并探究了PSE-TENG纤维在不同机械运动条件下的输出性能和长期使用稳定性。研究发现:PSE-TENG纤维具有稳定的皮芯结构,拉伸断裂强度为(3.32±0.19)MPa,拉伸断裂应变为(176.83±27.14)%;在不同频率的机械运动下,PSE-TENG纤维的电压信号峰值与频率呈正相关;在超过2万次接触-分离运动后,PSE-TENG纤维仍可稳定输出信号。所制备的PSE-TENG纤维具有优异的能量转换效率和力学稳定性,能够为可穿戴技术提供稳定且高效的自供能解决方案。 展开更多

关键词 摩擦纳米发电机 皮芯结构纤维 微流控技术 丝素蛋白离子液体 聚偏氟乙烯-六氟丙烯 纺丝参数

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丝素在离子液体中的溶解及再生丝素纤维的结构 被引量：5

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作者 张慧慧 胡晨光 +1 位作者 邵惠丽 胡学超 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期66-68,72,共4页

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)为溶剂,研究了丝素蛋白在[BMIM]Cl中的溶解情况,结果表明,温度对丝素在[BMIM]Cl中的溶解有较大影响,当温度<90℃时,即使延长溶解时间,丝素也难以溶解,而当温度≥90℃时,随着温度升高,溶解... 以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)为溶剂,研究了丝素蛋白在[BMIM]Cl中的溶解情况,结果表明,温度对丝素在[BMIM]Cl中的溶解有较大影响,当温度<90℃时,即使延长溶解时间,丝素也难以溶解,而当温度≥90℃时,随着温度升高,溶解速率明显加快。考虑到高温会使丝素降解,因此,选择100℃为丝素的最佳溶解温度。此外,还讨论了合适凝固浴的选取,并对10%的丝素/[BMIM]Cl溶液进行干喷湿法纺丝,以甲醇作为凝固浴制得再生丝素纤维。在此基础上,测试了再生丝素纤维的热性能和结构,证实了所制得的再生丝素纤维主要为Silk II结构。 展开更多

关键词 丝素 离子液体 溶解 纤维 结构

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丝素蛋白在室温离子液体中的溶解与再生性能研究 被引量：11

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作者 朱海霖 冯新星 +2 位作者 陈建勇 郭玉海 张华鹏 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1710-1713,共4页

室温离子液体1-烯丙基-3-甲基氯代咪唑和1-(2-羟乙基)-3-甲基氯代咪唑是丝素蛋白的新型良溶剂。丝素蛋白在1-烯丙基-3-甲基氯代咪唑和1-(2-羟乙基)-3-甲基氯代咪唑中的溶解度分别为14.5%(质量分数)(100℃)和8.0%(质量分数)(80℃)。向离... 室温离子液体1-烯丙基-3-甲基氯代咪唑和1-(2-羟乙基)-3-甲基氯代咪唑是丝素蛋白的新型良溶剂。丝素蛋白在1-烯丙基-3-甲基氯代咪唑和1-(2-羟乙基)-3-甲基氯代咪唑中的溶解度分别为14.5%(质量分数)(100℃)和8.0%(质量分数)(80℃)。向离子液体丝素溶液中加入乙醇或正丁醇可获得再生丝素蛋白。XRD和FT-Raman研究表明再生丝素蛋白膜的构象主要是β-折叠结构。TGA数据表明再生丝素蛋白的热稳定性比天然丝素纤维有所降低,热失重残留物有所增加。同时,机械性能和溶失率分析结果显示从离子液体中再生的丝素蛋白表现出良好的湿态机械性能和优异的稳定性。 展开更多

关键词 丝素蛋白 室温离子液体 溶解 再生

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桑蚕丝在离子液体中的溶解及再生性能 被引量：11

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作者 李秀艳 丰丽霞 《北京服装学院学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2010年第2期42-47,共6页

合成了2种离子液体,1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物[AMIMCl]和1-(2-甲基)烯丙基-3-甲基咪唑氯化物[(MA)MIMCl];考察了丝素蛋白在2种离子液体中的溶解特性,及在离子液体中的最佳溶解温度和最大溶解度.通过X-ray衍射,红外光谱(IR-FTIR)和热重... 合成了2种离子液体,1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物[AMIMCl]和1-(2-甲基)烯丙基-3-甲基咪唑氯化物[(MA)MIMCl];考察了丝素蛋白在2种离子液体中的溶解特性,及在离子液体中的最佳溶解温度和最大溶解度.通过X-ray衍射,红外光谱(IR-FTIR)和热重分析(TGA)等手段对再生蚕丝素制品性能进行了初步的测试.结果表明:在90℃下,2种离子液体能够在30 min内溶解最大质量分数为15%的桑蚕丝丝素蛋白;经过离子液体溶解后,桑蚕丝的分子构象不发生变化,不发生衍生化反应,热稳定性有所下降,热分解温度降低.桑蚕丝丝素在离子液体中的溶解属于直接溶解. 展开更多

关键词 丝素蛋白 室温离子液体 溶解 再生

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丝素蛋白在离子液体中的溶解特性研究 被引量：12

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作者 严国良 谢桂军 +3 位作者 陈小军 朱方亮 张玉梅 王华平 《合成技术及应用》 2009年第4期1-5,共5页

文章以离子液体为溶剂,研究了丝素蛋白在离子液体中的溶解特性。首先研究了丝素蛋白在不同结构的离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物([AMIM]Cl)和1-丁基-3-甲基咪唑氯化物([BMIM]Cl)中的溶解速率和溶解度。结果发现,相同条件下,丝素蛋白... 文章以离子液体为溶剂,研究了丝素蛋白在离子液体中的溶解特性。首先研究了丝素蛋白在不同结构的离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物([AMIM]Cl)和1-丁基-3-甲基咪唑氯化物([BMIM]Cl)中的溶解速率和溶解度。结果发现,相同条件下,丝素蛋白在[AMIM]Cl中具有较快的溶解速率和较大的溶解度;随温度的升高,溶解速度加快,合适的温度为95～105℃;随着丝素蛋白浓度的增大,相同条件下丝素蛋白在离子液体中的溶解速度减慢。XRD结果表明,丝素蛋白的非晶相部分首先被溶解,晶相部分结构被破坏后与溶剂作用逐渐被溶解。采用粘度法测定了丝素蛋白分子质量随溶解时间和温度的变化,结果表明:随加热时间增加和温度升高,蛋白质分子质量减小。为保证丝素蛋白的稳定性和溶解速率,温度一般控制在100℃以下,溶解时间小于5 h。 展开更多

关键词 丝素蛋白 离子液体 溶解

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丝素蛋白/聚乙烯醇复合膜的制备及其表征 被引量：8

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作者 王宗乾 杨海伟 +1 位作者 汤立洋 李长龙 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期14-19,26,共7页

为探讨离子液体共溶法对所制备丝素蛋白复合膜的结构与性能的影响,用离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([Amim]Cl)分别溶解脱胶蚕丝和聚乙烯醇粉末,然后将2个溶解体系按不同质量比共混后倒入成膜器,经甲醇浸泡去除[Amim]Cl后自然风干成... 为探讨离子液体共溶法对所制备丝素蛋白复合膜的结构与性能的影响,用离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([Amim]Cl)分别溶解脱胶蚕丝和聚乙烯醇粉末,然后将2个溶解体系按不同质量比共混后倒入成膜器,经甲醇浸泡去除[Amim]Cl后自然风干成膜。借助紫外分光光度计、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、光学接触角仪、紫外灯耐气候试验箱对复合膜的性能进行测试与表征。结果表明:[Amim]Cl共溶法成膜可提高丝素蛋白与聚乙烯醇组分的相容性,成膜过程中丝素蛋白组分向膜的表面迁移,并主要以Silk II构象存在;随着复合体系中丝素蛋白配比的增加,复合膜表面粗糙度增加,膜的亲水性能提升,同时还加速了复合膜的光老化进程。 展开更多

关键词 离子液体 蚕丝 丝素蛋白 聚乙烯醇 复合膜 光老化

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蚕丝在功能化离子液体中的溶解与再生 被引量：3

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作者 卢杨敏 李毅群 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期73-75,79,共4页

功能化离子液体氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑是蚕丝的优良溶剂,在70℃时对脱胶蚕丝的溶解能力达到5.2%左右。向离子体液蚕丝溶液中加入甲醇可获得再生蚕丝。用数码相片、傅里叶变换红外光谱、扫描电镜和热重分析对再生蚕丝进行了表征。... 功能化离子液体氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑是蚕丝的优良溶剂,在70℃时对脱胶蚕丝的溶解能力达到5.2%左右。向离子体液蚕丝溶液中加入甲醇可获得再生蚕丝。用数码相片、傅里叶变换红外光谱、扫描电镜和热重分析对再生蚕丝进行了表征。数码相片显示,经研磨后的再生蚕丝外观与脱胶蚕丝一样;扫描电镜表明再生蚕丝和脱胶蚕丝的微观结构基本一致,主要为5μm～10μm蚕丝纤维缠绕组成;再生蚕丝和脱胶蚕丝的傅里叶变换红外光谱谱图相同。实验表明,功能化离子液体是蚕丝的直接溶剂;热重分析数据表明再生蚕丝的分解温度略低于天然脱胶蚕丝,分解残留略高于天然脱胶蚕丝。对溶解机理进行了初步探讨。 展开更多

关键词 功能化离子液体 蚕丝 溶解

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离子液体中丝素/聚乙烯醇共混膜的制备及表征 被引量：1

8

作者 刘华丽 刘秀英 陈雍雍 《武汉纺织大学学报》 2011年第6期30-33,共4页

采用离子液体氯化1-丁基-3-甲基咪唑(BMIMCl)溶解丝素(SF),获得BMIMCl/SF溶液,再与聚乙烯醇(PVA)水溶液共混,制备得到PVA/SF共混膜。共混膜经红外光谱、紫外可见光谱、对水接触角、拉力试验等表征。结果表明,溶液共混使共混膜中SF与PVA... 采用离子液体氯化1-丁基-3-甲基咪唑(BMIMCl)溶解丝素(SF),获得BMIMCl/SF溶液,再与聚乙烯醇(PVA)水溶液共混,制备得到PVA/SF共混膜。共混膜经红外光谱、紫外可见光谱、对水接触角、拉力试验等表征。结果表明,溶液共混使共混膜中SF与PVA发生了化学键键合,乙醇处理使共混膜中SF主要以β-折叠结构存在。随着SF含量的增加,共混膜的透光率逐渐变小,亲水性则逐渐增大。 展开更多

关键词 丝素 离子液体 聚乙烯醇 共混 表征

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不同溶剂下丝素蛋白膜对药物缓释的影响 被引量：3

9

作者 梁晴晴 李露 《化工科技》 CAS 2018年第1期41-44,共4页

分别以LiBr溶液和离子液体为溶剂制备的丝素蛋白膜为载体,利用双膜夹心法将待测的药物包裹在丝素蛋白膜内,然后对目标药物Vc进行缓释研究。结果表明:以离子液体为溶剂制备的丝素蛋白膜结构致密,分子间隙较小,当pH=2.5,释药时间在100min... 分别以LiBr溶液和离子液体为溶剂制备的丝素蛋白膜为载体,利用双膜夹心法将待测的药物包裹在丝素蛋白膜内,然后对目标药物Vc进行缓释研究。结果表明:以离子液体为溶剂制备的丝素蛋白膜结构致密,分子间隙较小,当pH=2.5,释药时间在100min,释药率达到最大,约为79%,释药效果较传统膜好,其优良的性能扩大了在药物缓释上的应用。 展开更多

关键词 丝素蛋白膜 离子液体 药物缓释

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再生丝素蛋白分子量分布及丝素蛋白/[bmim]ac溶液的流变性能 被引量：1

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作者 甘锋 李颖梅 +2 位作者 王明 米凯 汪青 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期441-447,共7页

以1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐([bmim]ac)作为一种绿色溶剂用于丝素蛋白的溶解。对溶解后再生丝素蛋白分子量的分布采用SDS-PAGE凝胶电泳法测试,并研究丝素蛋白/[bmim]ac溶液稳态流变性和动态粘弹性等流变性能。结果表明:溶解后再生丝素蛋... 以1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐([bmim]ac)作为一种绿色溶剂用于丝素蛋白的溶解。对溶解后再生丝素蛋白分子量的分布采用SDS-PAGE凝胶电泳法测试,并研究丝素蛋白/[bmim]ac溶液稳态流变性和动态粘弹性等流变性能。结果表明:溶解后再生丝素蛋白分子量在25kDa^250kDa有较宽分布,分子量分布随溶解温度升高逐渐变宽;丝素蛋白/[bmim]ac为假塑性流体,丝素蛋白质量分数和温度对流体流变性有很大的影响:随着丝素蛋白质量分数的增加,溶液表观粘度变大;溶液非牛顿指数随质量分数及温度的增高而降低。在小振幅振荡剪切的作用下,丝素蛋白/[bmim]ac弹性模量G′和粘性模量G″随频率增加而增大,随温度增高而减小,且溶液损耗角在频率0~20Hz内下降较快。 展开更多

关键词 离子液体 丝素蛋白 SDS-PAGE 分子量 流变性

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离子液体对丝素蛋白溶解性能的影响 被引量：3

11

作者 任厚朋 孙仕芹 李露 《应用化工》 CAS CSCD 2014年第7期1255-1257,1262,共4页

合成了一系列碱性离子液体,其中离子液体1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐([Bmim]AC)对丝素蛋白具有良好的溶解性能。考察了丝素蛋白在该离子液体中的溶解特性及在离子液体中的溶解温度和溶解时间,结果表明,在75℃下,溶解840 min,该离子液体对... 合成了一系列碱性离子液体,其中离子液体1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐([Bmim]AC)对丝素蛋白具有良好的溶解性能。考察了丝素蛋白在该离子液体中的溶解特性及在离子液体中的溶解温度和溶解时间,结果表明,在75℃下,溶解840 min,该离子液体对丝素蛋白的溶解能力达到15%(质量分数)。XRD和FTIR分析表明,再生丝素蛋白的构象以α-螺旋为主,丝素蛋白在溶解过程中没有发生衍生化。因此,[Bmim]AC离子液体是丝素蛋白的优良溶剂。 展开更多

关键词 碱性离子液体 丝素蛋白 溶解

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