以离子液体氯化1-丁基-3-甲基咪唑([BMIM]Cl)和醋酸1-乙基-3-甲基咪唑([EMIM]Ac)为溶剂,通过干喷湿法纺丝工艺成功制备了高强型、高抗原纤化型和普通型3种典型的再生纤维素纤维,采用纤度-强伸度仪、湿摩擦和小角X射线散射法对再生纤维素纤维的力学性能、孔尺寸及其取向分布进行了表征,并探讨了其成型的机制。结果表明:纺丝成型时的溶剂种类、原料聚合度、原液挤出胀大、拉伸应力、取向效应等因素决定了再生纤维素纤维的聚合度和取向度,进而促进具有不同力学性能、孔径及孔取向分布再生纤维素纤维的形成。
以物理共混法制备了质量比为60:40的不同碳链长度脂肪醇和聚甲基丙烯酸十八烷基酯共混物(CnOH60/PSMA40),并利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、X-射线衍射(XRD)、热重分析(TG)和偏光显微镜(POM)等方法对CnOH60/PSMA40共混物的结构、热性能、相转变及结晶行为进行了研究。结果表明,对于CnOH/PSMA(60/40)共混物,当n=14、16时共混物出现黑十字消光球晶,尺寸大约在250μm左右;当n=18、26时没有观察到球晶形态。CnOH60/PSMA40共混物的热焓和热稳定性随脂肪醇侧链长度的增加而逐渐增加,并呈现出复杂化的趋势。从结晶成核和侧链结晶角度对共混物的结晶形态进行了探讨,同时分析了共混物作为热能储存材料使用的可能性。
通过静电纺丝及后续的水热处理工艺制备载有二氧化钛的聚丙烯腈纤维膜,该纤维膜具有可见光响应光催化性能。静电纺丝得到的初生纤维中含有钛酸四丁酯、硝酸钆、聚丙烯腈和聚乙烯吡咯烷酮,纤维表面光滑(直径约320 nm)。再将初生纤维膜置于特氟龙水热釜中进行水热处理;纤维变成表面凹凸不平的多孔纤维(直径约350 nm,BET 比表面积17.45 m2/g);结合XPS和XRD测试结果证实载有anatase 相二氧化钛(Gd/N-TiO2)晶体的聚丙烯腈纤维膜制备成功。在室温条件下,这种有机/无机杂化纤维膜对罗丹明B水溶液具有明显的可见光光降解效果。
普通聚酯纤维吸湿性差,易产生静电现象,染色需要在高温高压条件下进行,为改善聚酯纤维的综合服用舒适性,在聚酯中引入聚乙二醇柔性链段、季戊四醇、二氧化钛经共聚制备得到多组分改性共聚酯。对纤维形态结构调控,制备得到截面十字异形仿棉纤维。对仿棉共聚酯纤维的吸湿、抗静电性及染色性进行了测试表征。结果表明共聚酯具有良好的成纤性、力学性能,制备出的短纤维在标准温湿度环境下的回潮率为0.93%,5次洗涤后的比电阻为4.23×108Ω.cm,对气态水分具有快吸速干的特点,可以实现常压沸染。
股线的强力增强效应一直都还停留在定性描述上,作为组成纱线强力的两大因素,纤维性能和纱线结构对强力的贡献情况尚不明朗。为了量化这两部分,从建立双股线模型的几何配置出发,分析了单纱短片段在拉伸载荷下轴向和径向的力学状态对拉伸行为的影响,体现在拉伸模量与单纱性能参数和捻回角的关系;并且考虑了单纱之间的抱合力作为组成股线强力的一部分,推导了单纱在无滑移情况下的股线强力表达式,并定量分析讨论了单纱性能参数与纺纱参数对股线最大强力的影响情况,其结果符合一般认识,可用于开发纱线新产品的强力预测。
因关于转杯纺假捻盘的阻捻及捻陷作用的研究尚存争议,为此,在分析转杯纺假捻盘两段纱条的运动分析以及建立加捻区的捻度变化模型建立的基础上,对假捻盘的阻捻及捻陷作用进行系统地研究。首先,定义了纱条的公转运动以及自转运动的概念,经分析认为假捻盘存在捻陷作用,但不存在阻捻作用。之后,制作了实验装置,采用模拟实验的方法进一步研究了假捻盘的捻陷作用,得到了捻陷作用发生时纱条的捻度传递曲线。研究结果表明,随着纱条张力的增大,捻陷作用不易发生。
分析了电磁屏蔽织物的纱线和织物的细微结构,提取了由具有加捻结构的金属纤维纱线构成的有效屏蔽网格结构,提出了对应的等效电路及通用影响参数。在1~18GHz内,采用屏蔽室法,对裸铜丝、金属纤维纱线及织物样品的屏蔽效能(SE)进行了研究。表明,网格结构很好的反映了该类织物的有效屏蔽结构;金属纱线的周期间距是SE的关键影响因素;金属纤维单向排列织物的SE具有显著方向性;金属纤维纱线在交叉点处的导通概率对SE的影响难以判断,尚需要进一步研究;研究结果对于电磁屏蔽织物具有普适性,为屏蔽效能定量数值计算提取了有效参数。
为分析线圈类型对织物形态的影响,在STOLL公司生产的3.5.2机号的HP530型电脑横机上编织一系列成圈、浮线、集圈和移圈结构单元组合的织物,利用超景深显微镜拍摄并测量线圈结构参数,总结出不同结构对织物形态的影响规律。从力学角度研究织物线圈变形的根本原因,得出由于织物中线圈类型的改变,打破旧的受力平衡,引起纱线张力,在张力作用下纱线在相邻线圈之间互相转移,最终导致织物形态改变。将织物中的线圈简化为质点,线圈的变形规律被转化为质点系统的位移规律,该研究为利用质点系统进行横编织物的计算机模拟仿真提供理论研究基础。
以碳纤维2.5D衬经结构织物为例,初步研究了2.5D角联锁织物厚度方向压缩特性,利用岛津万能材料试验机测得织物厚度与压缩应力的关系。研究发现,当压缩应力小于3MPa时,经验指数取为3的多层平纹织物压缩模型可以用于2.5D衬经织物厚度与压缩应力关系估算。进一步,在四种不同压缩应力下制备2.5D衬经结构复合材料,观测经向和纬向截面内经纱、衬经纱和纬纱屈曲变化情况,引用纱线段局部屈曲角分布定量表征纱线的屈曲程度,结果发现,经纱的屈曲程度最高,随压缩应力的增加,经纱的屈曲程度降低,当压缩应力超过一定范围时,经纱屈曲程度反而增加;衬经纱和纬纱基本呈伸直状态,当压缩应力超过一定范围时,衬经纱屈曲程度增加,纬纱伸直度增加。
在对经编无底无缝织物分类与成形编织原理深入研究的基础上,从理论上建立该织物的垫纱数码、穿经设计、贾卡意匠以及垫纱效应的数学模型,用于指导WKCAD软件程序的开发。在实现WKCAD软件功能的基础上,结合人体结构特征,建立经编无底无缝织物设计与工艺的原型纸样,以连裤袜为例,研究经编直筒型成形编织结构与人体结构的对应关系,得出兼容设计与工艺软件的.bmp格式二维连裤袜原型模板,形成了经编无底无缝提花织物快速新产品开发的有效途径。
传统的乒乓海绵要经过烘料、配料、过滤、混炼、海绵的回炼、海绵硫化、切割海绵、胶海绵块、剖海绵、晒海绵等过程,工序繁多,过程复杂,本研究欲采用纺织复合材料代替乒乓海绵。选用聚氨酯为基体,以多层结接织物为增强体,经过浸轧、涂覆等过程制备复合材料。并对涂覆材料的耐水、耐酸、耐碱以及拉伸性能进行了测试与分析,得出最适合涂覆的树脂的种类和最佳成膜温度。通过对复合材料的硬度、厚度和回弹性的测试分析,得出在厚度和硬度方面,制备的复合材料基本符合要求,但是在回弹性方面代替乒乓海绵还有待改进。
针对吊装捆绑带在循环使用过程中,因其力学性能和抗冲击性能急剧恶化,而影响其使用寿命,本文通过对柔性涤纶吊装捆绑带分别进行多次循环定伸长和定载荷处理,对其耐疲劳性能进行了研究。结果表明:柔性涤纶吊装捆绑带在拉伸过程中呈现明显的胡克区、屈服区和增强区三个变化阶段;在较小形变(小于1%)或较小负载(小于断裂强力的10%)时,以急弹性形变为主;在较大形变或较大负载时,产生了破坏性的塑性形变,且不断累积;经过循环处理后,吊装捆绑带的断裂强力、断裂伸长率以及耐疲劳性能,都急剧衰减而恶化,抗冲击性能下降显著,大大影响了其使用寿命。
为实现泡沫染色中残余泡沫的回收和循环再使用,以四甲基胍和溴代十二烷为原料,合成并表征了开关表面活性剂十二烷基四甲基胍(DTMG)。DTMG在CO2的作用下,通过离子化形成泡沫性良好的十二烷基四甲基胍碳酸氢盐(DTMG?CO2),其发泡比为11.23,半衰期126 s,可作为发泡剂应用于涂料泡沫染色体系中。经过涂料泡沫染色,残余泡沫中DTMG?CO2在80 oC加热作用下,释放出CO2重新回复到泡沫性差的DTMG结构,实现了残余泡沫的快速破灭和回收。此开关过程循环可逆,涂料泡沫染色中涂料、黏合剂、稳泡剂对泡沫开关性及开关循环性影响不大,且染色效果良好,利用烷基胍开关控制泡沫性的作用,可应用于循环涂料泡沫染色。
选用酸性蓝NHFS研究了3种锦纶纤维(生物基PA56、PA6和PA66)的染色动力学数据进行了对比。通过测定上染速率曲线,计算出了扩散系数、染色速率常数及半染时间,探讨了锦纶56结构与染色性能的关系。结果表明,生物基锦纶56的扩散系数明显高于锦纶6和锦纶66,染色速率常数也明显高于锦纶6和锦纶66,半染时间最短;3种锦纶纤维在相同的染色温度下各自的半染时间染色后,锦纶56染色后的K/S 值明显高于锦纶6、锦纶66。因此采用酸性蓝NHFS对锦纶56进行染色时,需要较短时间就可得到较深的颜色。
采用原位聚合法分别制备了聚氨酯微胶囊和以聚氨酯为内壳,壳聚糖为外壳的双壳光致变色微胶囊。所制备的聚氨酯-壳聚糖双壳光致变色微胶囊和聚氨酯微胶囊与未包覆的偶氮光致变色化合物相比,表现出增强对偶氮光致变色化合物的密封性和通过双壳结构改变偶氮光致变色化合物所接受的光辐照强度的优势。在变色过程中,与偶氮化合物溶液相比,聚氨酯微胶囊和聚氨酯-壳聚糖微胶囊整理液使得达到变色稳态的时间分别减慢了1.6 s 和4.8 s。在褪色过程中,偶氮光致变色化合物溶液褪色达到稳态需要20 s;聚氨酯单壳光致变色微胶囊整理液的速度减缓至它的36%;而聚氨酯-壳聚糖双壳光致变色微胶囊整理液的速度减缓至它的40%。
温敏纺织品作为智能纺织品的重要组成部分,可响应环境温度的变化而调节自身的性能,在调温调湿、抗浸储水、生物医用等领域具有良好的应用前景。然而,如何将温敏聚合物高效温和地接枝到纺织品上是温敏纺织品制备过程中的难题。本文介绍了一种简单易行、普适性强的接枝方法,采用氨基硅油整理法在织物表面引入高活性的反应基团——氨基,再通过原子转移自由基聚合(ATRP)技术接枝温敏高分子链。经由氨基硅油整理的棉织物,柔顺性提高、水洗稳定性良好,红外和接触角等实验结果均证明温敏性单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)被成功接枝聚合到织物表面,且接枝率高达41.2%。所得织物具有良好的温敏性能,可通过改变温度实现织物表面亲/疏水性的可逆转变。
采用电化学驱动水溶胶在织物表面定向原位沉积一层均匀、致密薄膜,赋予棉织物无氟超疏水性能。以表面活性剂为乳化剂制备SiO2水溶胶,并以辛基三乙氧基硅烷为疏水改性剂。研究了电化学沉积电压、沉积时间及表面活性剂质量浓度对织物疏水性能的影响,并分析了织物的疏水耐久性。电化学沉积棉织物与水的接触角可达157.7°,达到超疏水效果。经皂洗后织物接触角仍可达151.1°,具有一定的疏水耐久性。电化学沉积后棉织物力学性能及白度变化不大,而透气性略有降低,但不影响其服用性能。
输棉通道的几何形状以及输棉通道与转杯的空间位置关系对通道和转杯内部气流流动有很大的影响,进而影响纤维在输棉通道内的伸直状态。本文通过数值计算的方法研究了输棉通道和转杯内部气流流动特征,并讨论了输棉通道特征数和空间位置角对通道和转杯内部气流流动特性及纤维伸直状态的影响。模拟结果表明,梳棉通道负压从出口到入口呈现先平稳增加,后急剧增加的趋势,特征数越大,该趋势越明显;输棉通道内部速度差随着特征数增大而增大;空间位置角α增加,输棉通道轴向负压先减小后增大,而输棉通道轴向速度差增大;空间位置角β对输棉通道静压和速度的分布影响较小,它主要改变纤维与转杯的初始接触位置。
为实现经编提花间隔织物的快速设计,在对间隔织物的编织原理和贾卡提花原理分析的基础上,研究这类织物的计算机辅助设计模型。采用数学矩阵的方法,分别建立垫纱数码、穿经设计和贾卡意匠设计等数学模型,用于指导计算机软件进行提花间隔织物的工艺设计。以双针床拉舍尔经编机生产的鞋材用提花间隔织物为例,介绍经编提花间隔织物的CAD设计方法,并结合人体足部特征和运动特点进行鞋面功能分区,用于指导贾卡意匠图的设计,达到经编提花间隔织物功能性与装饰性的统一,实现织物的快速、高效设计。
为解决弹簧-质点模型在模拟组织结构复杂的纬编织物时模拟效果不真实、立体感不足等问题,对传统弹簧-质点模型进行改进,提出了立体化的弹簧-质点模型。改进的弹簧-质点模型能够很好地模拟组织结构较复杂的纬编织物,通过非线性的弹簧力模拟织物动态仿真中出现的超弹性现象。同时采用Velocity-Verlet数值积分方法对质点的空间位移进行计算,实现了对纬编织物受到三维状态多外力作用时的动态模拟,所提方法计算速度快,实时性好。
针对经编生产过程中经编生产数据采集方式落后与数据反馈实时性差的问题,提出了一种基于ARM的经编生产数据实时采集系统。详细探讨了经编生产数据实时采集系统的工作原理与系统体系结构,从系统软件与硬件的角度实现实时多任务操作系统在嵌入式微处理器上的移植,并分析设计了经编生产数据实时采集系统的数据采集模块、液晶显示模块和通信传输模块等主要部分,为经编制造执行系统(WKMES)在终端数据采集部分的构建提供技术基础,进一步加快经编制造执行系统在经编企业的推广应用。
针对当前纺织品数码印花技术的能耗、水耗以及污染等瓶颈问题,提出将纺织品数码印花技术与蓝光固化技术相结合,以实现安全、高效、环保以及具有广泛织物承印适应性的纺织品印花新技术。从单体和聚氨酯丙烯酸酯低聚物的复配体系入手,研究了单体对聚合体系的流变性能、蓝光聚合性能以及固化膜物理机械性能的影响,优化出适用于数码印花加工的蓝光固化聚合体系构成。模拟印花实验表明,印花织物具有良好的花纹清晰度以及耐摩擦色牢度和手感。
织物的表面结构和性质是影响喷墨印花颜色效果的重要因素。采用两种不同的纯棉织物,并用改性聚丙烯酰胺、石油加氢轻馏物、丙烯酸共聚物以及海藻酸钠分别对棉织物进行表面处理,分析了织物组织结构和表面处理工艺对5种活性染料喷墨印花颜色的影响。结果表明,密度高的织物经过活性染料喷墨印花后所得到的颜色比密度低的深,湿摩擦牢度略差。非离子且亲水性较好的聚丙烯酰胺处理后织物的活性染料喷墨印花颜色效果优于石油加氢轻馏物、丙烯酸共聚物以及海藻酸钠。元明粉对活性染料喷墨印花的颜色没有明显的增深作用规律。
冷转移印花技术有圆网印花的高产量和低成本优势,同时具有媲美数码直喷印花产品的高品质,极具发展潜力。文章从冷转移印花的工艺特点出发,分别从转印纸这个转印载体的制造,湿态前处理以及转印设备这三个着手出发,以实验数据为依据对生产细节进行优化控制。通过对冷转移印花工艺、设备装置和应用领域的不断创新,探讨新印花加工技术,随着锦纶和涤纶面料冷转移印花工艺的开发,突破了转移印花对纤维品种的应用限制,拓宽了转移印花在服装和家纺领域的应用。
喷墨印花是一种非接触的纺织品清洁印花方式,是当前最具发展潜力的纺织品印花技术。印花织物摩擦牢度差是当前喷墨印花颜料墨水在纺织领域推广应用的主要障碍。本研究以提高颜料墨水印花牢度为主线,综述了近年来课题组在墨水固色专用固色剂开发、多功能分散剂合成和纳米包覆颜料/乳胶粒制备等方面取得的一些进展,重点阐述了不同方法在织物表面的固色过程和机理,期望该研究能够为开发高品质、高牢度的纺织品印花颜料墨水提供帮助。
简要回顾了纯棉热升华转移印花的技术成果,针对现有方法中纯棉化学处理对环境的污染和膨化剂处理纯棉印花颜色不鲜艳的问题,提出采用聚酯乳液涂层实现纯棉织物热转移印花的新思路,分析了聚酯乳液涂层剂的结构特点,对纯棉转移印花工艺的适应性,以及该技术的优缺点,阐明了该方法具有转印色彩鲜艳、保持棉纤维优点、工艺简单环保、便于推广应用的技术优势。
根据数码印花的生产实践,分析了活性染料数码直喷印花技术应用的现状,总结了活性染料直喷印花在生产应用过程中存在着不适合的调色方法、较差的颜色重演性、不够高的颜色鲜艳度、无法按花型的墨滴大小调节、以及不够完善上浆体系等几大问题,通过分析这些问题存在的原因,提出了相应建议,以引起从事活性染料数码直喷印花及其相关技术人士的关注,并引导数码印花的设备生产和工艺技术的改进和提高,全面提高数码印花的产品质量和档次。
介绍了迷彩图案的分类、特点及发展趋势,指出迷彩图案向多色渐变、迷彩基布向多元混纺、迷彩功能向多频谱伪装方向发展的趋势,并向传统的平网和圆网迷彩印花技术提出了挑战。现行的分散/还原一浴两相圆网印花技术,通过对染化料、糊料、设备等的优选,实现了军警迷彩印花对色牢度、颜色一致性、近红外伪装方面的高要求,在传统的斑块迷彩印花方面具有技术优势。新型印花技术,包括转移印花和数码印花,可以极好的实现多色渐变迷彩的效果,但是还存在一些急需解决的问题。
纺织业正处在深化转型升级与结构调整时期,数字化的数码印花技术与信息化的网络平台结合,创造出纺织品大批量个性化定制C2B商业模式,给传统纺织业注入新的活力。通过分析消费者个性化需求下的规模化经济向范围化经济转变,商业模式也随之由B2C升级到C2B,来探求纺织品个性化定制C2B模式的市场背景。又从三个方面论证了数码印花是支撑纺织品大批量个性化定制的关键技术:数码印花技术特点使纺织品个性化定制成为可能;数码印花技术进步又将纺织品个性化定制推向规模化发展阶段;由众多数码印花机整合而成的工业互联网,在纺织品个性化定制中发挥更大的作用。最后阐述纺织品大批量个性化定制C2B的运作模式。