为改善再生丝素长丝力学性能差的问题,选用氯化钙-甲酸溶解体系溶解脱胶蚕丝制备浓度为15%的再生丝素溶液并采用湿法纺丝技术制备再生丝素长丝。研究结果表明:与传统的三元溶剂溶解丝素至分子水平有所不同,氯化钙-甲酸可在常温条件下溶解蚕丝,更重要的是在溶解过程中保留了原纤结构,在牵伸作用下再生丝素长丝的断裂应力较传统溶解方法提高了近1倍,纤维表面均匀光滑,在放线菌蛋白酶溶液中表现出相对缓慢的降解速度。该方法工艺简单,环境友好、高效,并可实现再生丝素长丝的连续制备。
采用离心纺丝及预氧化碳化技术制备纳米聚丙烯腈基碳纤维,通过正交实验,对离心纺丝制备纳米聚丙烯腈纤维的4个工艺参数(溶液浓度、转速、针头直径和接收距离)进行优化组合,探究最佳的组合工艺;并对聚丙烯腈纤维预氧化工艺中的温度和时间进行组合优化。结果表明:在离心纺丝工艺中,浓度是对纤维直径影响最大的工艺参数,而转速则是对纤维均匀度影响最大的参数;预氧化处理的温度应在250℃以上,以280℃为宜,且适宜的预氧化时间为2h。
以对苯二甲酸 (PTA)、乙二醇(EG)、间苯二甲酸(IPA)、聚乙二醇(PEG)为单体合成了一种新型分散染料常压可染聚酯(NEDDP),其Tg低于60℃,Tcc为120℃,Tm为252℃。以NEDDP为岛组分,易水解聚酯(EHDPET)为海组分纺制的海岛型复合纤维,用稀碱溶液水解剥离制备NEDDP超细纤维时,岛组分不会被刻蚀。0.06dtexNEDDP超细纤维织物可在100℃下染成中深色,在120℃下染成黑色或深棕色。NEDDP也可纺制多种规格1.0~1.5dtex的POY-DTY及FDY,该NEDDP纤维织物可以在100℃下染成黑色。NEDDP纤维织物具有优良的染色牢度。与以往的PET纤维织物在130℃染色相比较,可节省能量30%,染中深色时可节约染料20%左右,可缩短染色时间25%,提高了劳动生产率。
采用熔融共混法制备了质量比为100/0、75/25、50/50、25/75、0/100的熔喷非织造用PHBV/PLA共混材料,分别采用热重分析法(TG)、熔融指数法(MFI)、热台偏光镜法(POM)和毛细管流变法对共混材料的可纺性能进行了研究,并对其初生纤维的纺丝性能给予了初步评价。研究表明:PHBV的热稳定性差、加工窗口窄且熔体流动性差,PHBV/PLA共混材料的热稳定性和熔体流动性明显改善;PHBV结晶速率快, PLA对PHBV的结晶具有稀释作用;PHBV/PLA共混物为典型的切力变稀型流体,PHBV对温度和剪切速率变化敏感度高,PHBV/PLA共混材料的表观粘度随着PLA含量的提高而有所增大,但均小于纯PLA;PHBV纤维发粘现象严重,纺丝困难,随着共混材料中PLA含量的提高,纺丝性能提高,初生纤维表面变得光滑。
同等质量的L-乳酸(PLLA)和D-乳酸(PDLA)共混后,能够形成立体复合聚乳酸(sc-PLA)。论文主要研究了五种不同分子量(Mw=0.6~12.0×104)的PLLA和PDLA共混物的热性能、结晶动力学以及球晶的形态结构。聚合物均是通过L-LA或D-LA熔融-固相聚合相结合的方法获得。与相应的均聚物比较,PLLA和PDLA溶液共混后形成的立体复合PLA具有明显更好的结晶性能和更高的熔点。分别以5,10,20和30 ℃/min为降温速率进行结晶动力学研究。研究发现较高分子量样品具有更好的结晶速率,可能是因为样品中分子链在结晶发生之前具有更快的链复合能力。最后,通过偏光显微镜(POM)成功地在较低分子量sc-PLA球晶结构中观察到了可逆的裂纹现象,证明裂纹的出现与结晶过程中形成的晶体间内应力有关。
针对聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜制备过程中孔径与孔隙率调控之间存在的矛盾,通过包缠法在中空纤维膜表面包缠平板膜,构建不对称微孔结构,制备孔径小、孔隙率高的PTFE包缠中空纤维膜。此外,提出“藤缠树”亲水改性方法,在疏水PTFE包缠中空纤维膜的原纤及节点表面稳定地包覆亲水剂,赋予其优异的表面润湿性能,拓展其在水处理中的应用。
针对废弃纺织纤维利用率不高的问题,采用共混-热压工艺,以废弃纤维为增强材料,以热塑性聚氨酯为基体材料,制备废弃纤维/聚氨酯复合材料。将废弃纤维/聚氨酯复合材料加工成穿孔板,并与废弃涤纶织物贴合,构成吸声复合材料。重点研究吸声复合材料中穿孔直径、穿孔板厚度、穿孔率及废弃涤纶织物层数四种结构参数对材料吸声性能的影响。结果表明,穿孔直径主要影响吸声材料的吸声系数峰值;穿孔板厚度、穿孔率和废弃涤纶织物的层数主要影响吸声材料的吸声频带范围。
为开发具有实际意义的负泊松比织物,探讨工艺参数对织物拉胀效果的影响。基于歪斜的六角网眼,采用旋转结构受到拉伸时展开扩张的原理进行负泊松比经编织物的设计。选用了涤纶低弹丝编织地组织,锦纶编织前梳的缺垫加编链,并设计了四种组织方案,对每种组织方案下的织物都进行前梳送经量的调节,从而对各要素的影响进行分析和探究。实验结果表明,原料的性能,特别是纱线的刚度和弹性,对织物负泊松比效果有很重要的影响。前梳的组织结构和前梳编链部分的送经量对织物的负泊松比效果也有一定的影响,同时织物的负泊松比性能与地组织的歪斜程度关系具有明显的关系。
针对织物的各向异性,研究了纯棉平纹和斜纹织物的折皱回复性能随取向角变化的情况。取向角定义为折痕方向从纬纱方向逆时针旋转到试样长边方向的夹角。实验中,采用织物折皱回复动态测试仪测量不同取向角的动态回复指标,包括初始回复速率、急弹时间、急弹回复角度、缓弹时间、缓弹回复角度。结果表明,仅回复角度随取向角变化存在一定规律性,平纹织物的折皱回复角度随着取向角的增加呈现先增大后减小的趋势,斜纹织物正面对折和反面对折试样的趋势有所不同。试验证明了织物对角线方向能较全面反映结构均匀平纹织物的折皱回复性能,斜纹斜向和其垂直方向能作为斜纹织物的测试角度。
为进一步提高毛衫设计师对开发复杂花型与设计的能力,以电脑横机技术为依托,重点对局编技术的编织原理和设计应用进行阐述。利用局编工艺进行基本组织与提花组织的结构设计,通过特殊结构的编织实例,分析编织工艺与技术细节。结合局编技术编织特殊结构具有较强肌理优势等特点提出了将其应用到毛衫中的设计方法。应用局编技术可以开发出具有功能性与装饰性的优良的毛衫服装,也为毛衫生产提供设计思路,满足现代消费者追求个性的穿着需求。
经编网眼织物设计的研究都只是进行规律性概括,缺乏从数学角度进行描述。为此,对变化经平类网眼织物进行分类,并针对不同种变化经平类网眼织物的设计方法进行了探讨,建立了经编网眼织物穿经循环纵行数、组织循环横列数与垫纱组织、最大垫纱数码及基础组织针数等参数的数学关系,并在已知穿经循环针数,组织循环针数,移针针数等条件情况下,通过简单计算判断网眼织物分布类型以及网眼位置,为该类网眼织物设计提供理论依据,有效提高设计效率。
为研究汽车座椅面料在使用过程中的接缝强力,首先根据花型各自不同特点选取了基本组织和提花组织两类共12种样品,使用针织面料生产中常用的4种接缝线迹进行试样加工,然后采用条样法分别对经纬二个方向进行接缝强力及织物自身强力的拉伸断裂测试。对试验结果进行处理分析得到了可最大程度发挥经编提花间隔织物强力优势的缝迹,并总结不同花型结构对经纬向接缝强力的影响,以期对经编提花间隔汽车座椅面料的花型设计提供参考。
为制备超高分子量聚乙烯/聚苯胺复合导电纱线,以超高分子量聚乙烯(Ultra High Molecular Weight Polyethylene,UHMWPE)长丝纱为基材,对其进行常压等离子体预处理后采用基于原位聚合的纱线连续导电处理方法制备了超高分子量聚乙烯/聚苯胺(UHMWPE/PANI)复合导电纱线。利用制得的复合导电纱线制备了圆筒状纬平针织物作为应变传感器,进行了传感织物的应变-电阻传感性能研究。研究结果表明:导电针织物表现出明显的应变-电阻传感性能,其电阻随应变的增大先增大,至一定值后随着应变的增大而减小。传感织物具有较高的敏感度,在应变小于20%时,其传感因子可达30以上。多次拉伸时,传感织物的传感重复性逐渐提高,拉伸3次以后,传感织物表现出良好的传感重复性。
为同步实现纺织品着色与功能整理并改善低分子染料的耐热迁移性,通过共价键合方式将N, N-二羟乙基偶氮苯发色体引入聚氨酯分子链,制备具有抗皱功能的偶氮苯-聚氨酯基高分子染料。结果表明,偶氮苯发色体的反应率为87.81%,占聚氨酯链的3.53%,偶氮苯-聚氨酯基高分子染料色光未发生变化,且涂层织物色泽鲜艳饱满,K/S值从1.50提高到4.61,急弹折皱回复角从110°增大到183°,缓弹折皱回复角从136°提高到227°,且热迁移率下降至5%。因此,偶氮苯-聚氨酯基高分子染料不仅具有良好的抗皱性及耐热迁移性,而且为缩短纺织品加工工艺流程提供了一条新途径。
为改进传统浆纱工艺对环境带来的污染,并提升上浆性能,需要开发新型浆纱工艺。为此,基于纤维素低温溶解体系,建立无需使用浆料的纤维素基纱线的浆纱方法,利用部分溶解或溶胀纱线中纤维表面成分,形成较为均匀且较薄的浆膜,以实现纱线的增强与毛羽的贴附。与传统上浆处理的对比研究,经过无浆料浆纱工艺处理的纱线拥有与传统工艺处理后相当的强度、耐磨性,还具更优的保伸性,实现永久大量减少有害毛羽数量,提升纱线染色性能,且浆纱后纱线柔软,可无需进行退浆处理。该工艺生产成本低、能耗小、低碳环保,具有工业化的潜力。
为能较全面深入地探索桑椹对棉织物的染色性能,对棉织物桑椹铁媒染色的媒染方式、媒染材料、染色温度、缓染促染和湿色牢度等进行了实验研究,提出了棉织物桑椹铁媒染色的两种可选工艺:一是氯化铁前媒法冷媒后直接桑椹冷染的工艺;二是氯化铁、硝酸铁和硫酸铁任择其一前媒法冷媒,且先烘干再实施桑椹热染的工艺。2种工艺均采用先烘干再清洗的后处理方法。另外,还对棉织物桑椹铁媒染色中铁媒的促染作用,以及改变烘干清洗顺序可影响湿色牢度的独特现象,提出了理论解释。
为增强棉纤维的表面性能,制备了2,3-环氧丙基十二烷基二甲基壳聚糖氯化铵衍生物,利用所制备的壳聚糖季铵盐为阳离子化试剂,通过溶胶-凝胶法,硅偶联剂环氧丙基三甲氧基硅氧烷的水解缩合,在棉纤维表面上原位自发构筑壳聚糖季铵盐/硅杂化膜。SEM,EDS 结果证实了壳聚糖季铵盐/硅杂化膜存在于纤维表面上。经壳聚糖季铵盐/硅杂化膜修饰后的棉纤维表面润湿性能、吸附性能均发生了显著的变化。随着沉积时间延长,纤维表面的疏水性能以及抗紫外性能增强。
采用高效液相色谱、红外光谱等测试手段,考察香云纱工艺中晒莨工序前后薯莨单宁组分与结构的变化、纤维材料结构的变化情况,结合植物多酚化学理论,探讨晒莨工序的染色作用机理。认为:一、在晒莨工序中,曝晒使薯莨单宁氧化形成醌式结构而显棕色,因此随着浸染、曝晒次数的增多,晒坯表面的颜色不断加深,最终变为棕色或棕红色。二、疏水键-氢键多点结合可能是薯莨单宁与丝、棉、麻等纤维结合的共同方式;化学结构的不同使得各种纤维与薯莨单宁结合的数量、强度差异很大,因而影响染色牢度。蚕丝结构中含有疏水性氨基酸以及众多的氢键结合点,可形成大量的疏水键-氢键结合,因此可获得良好的加工效果。三、丝绸加工效果好的另外两个可能的原因是薯莨单宁与蚕丝蛋白形成共价键结合,以及蚕丝丰富的原纤结构,使得薯莨单宁与蚕丝的结合点显著多于其他纤维。
在氯铂酸催化下通过硅氢加成合成端羟乙基硅油(diHE-PDMS),并将其与端羟丙基硅油和羟基硅油分别用于硅丙乳液合成,比较了不同活性硅油对硅丙乳液合成的转化率、凝胶率、粒径及其分布、胶膜吸水率和印花织物表面形貌的影响,并测定了织物印花性能。结果表明:以diHE-PDMS为原料合成的1#硅丙乳液具有纳米级粒径(115.7 nm),高单体转化率(98.60%)和极低凝胶率(<0.01%)。印花织物表面形貌分析显示1#硅丙聚合物和羟基硅油合成的3#硅丙聚合物能较好地对颜料粒子进行包覆,但仍有少量颜料粒子未被端羟丙基硅油合成2#硅丙聚合物所包覆。硅丙乳液印花的织物具有特别柔软的手感和更高的色牢度。
为建立适用于横编针织物CAD快速设计的真实感较强的线圈图元,对线圈模型以及线圈表面纹理变化等进行研究,建立了从平直纱线向弯曲线圈变形的纹理变化模型,形成线圈的真实感纹理,并在此基础上结合光照变化对线圈真实感进行优化。结合理论算法研究开发了计算机实现程序,并实现了不同纱线的线圈纹理模拟,验证了本算法的可行性,为开发基于线圈结构的针织物CAD快速设计提供了真实感较强,且纱线原料可调的线圈图元模拟方法,对于针织物仿真具有一定理论参考价值。
为研究罗拉牵伸过程中纤维的运动规律和预测牵伸后输出条干的质量,在离散系统建模技术的基础上,提出利用离散事件来仿真罗拉牵伸过程的方法。将纺织牵伸理论与离散理论相结合建立了罗拉牵伸离散事件仿真模型,并讨论模型中参数变化对输出条干不匀的影响。结果表明:该模型能够体现出罗拉牵伸过程中须条运动的动态特性,仿真中可以追踪每根纤维经过牵伸区的运动过程。通过与实际试验数据的比对,证明该模型能够预测出牵伸后输出须条的条干不匀规律。通过对所建模型中各输入参数的讨论指出,纤维长度和输入须条线密度是罗拉牵伸过程中最重要的影响因素。
说明了生物医用纺织纤维及其制品和材料、医用材料与生物体相互作用的基本特征以及生物医用纺织材料的研发特殊性。其次,以人工血管、支架管、抗菌缝合线、功能敷料、载药纺织品、纤维基传感器、防护服等为例,介绍了典型纺织基医疗器械研发现状和发展,包括临床需求、材料和结构的设计与制备技术及安全性和功能性评价技术。最后,提出了加速我国生物医用纺织材料及医疗器械研发的建议。
通过分析传统频率选择表面的研究现状,阐述了研究新型织物基频率选择表面材料的必要性。采用导电胶涂层印花的方法实现了圆环形织物基频率选择表面,在18~26.5 GHz频段采用屏蔽室法测定了透射系数,对比分析了圆环内径、金属层导电性、涂层厚度对电磁波透射的影响规律,实验结果证实了研究织物基频率选择表面的可行性与有效性;将实测与仿真结果作对比,发现传统的设计手段在一定程度上也适用于织物基频率选择表面。基于频率选择特性及纺织材料品质轻、柔软、低刚度的特性,探讨了织物基频率选择表面在吸波材料、电子织物天线、通信窗等领域的应用前景。
为探究服用织物电磁屏蔽性能的主要影响因素和影响规律,以常见服用织物作为研究对象,根据电磁屏蔽理论,分析服用织物的电磁屏蔽机理,得出织物基本参数、织物组织和纤维种类是重要影响因素。采用因子分析法对织物基本参数影响规律进行分析,提取出厚度因子和紧度因子两个主因子,结果表明:服用织物电磁屏蔽性能随厚度因子增大而增大,随紧度因子增大先增大后减小。在此基础上分析织物组织和纤维种类的影响规律,结果表明:相同条件下,斜纹织物屏蔽性能优于平纹织物;棉织物屏蔽性能最好,锦纶织物其次,涤纶织物最弱。
为研究织物对电磁波的屏蔽机制,为电磁屏蔽织物开发提供理论参考,对织物微观结构进行了建模,然后利用CST 微波工作室建立了电磁屏蔽织物三维电磁仿真模型。采用有限积分法计算了在1~18GHz波段的织物电导率、电磁波入射角、织物密度和织物层数对屏蔽效能的影响。结果表明:织物电导率是影响其屏蔽效能的关键因素;屏蔽效能随着织物密度和层数的改变呈非线性变化;电磁波入射角增加会引起织物表面电流密度极化效应。研究结果对电磁屏蔽织物具有较好适用性,可为设计与开发高性能电磁屏蔽织物提供理论参考。
依据电磁屏蔽基本理论,总结了无孔金属板、有孔金属板和金属丝网格屏蔽体的屏蔽效能理论计算方法及公式。针对不同的织物类型或理论计算模型和方法,从有孔金属板、金属丝网格、拓扑结构模型及其他数值计算方面,综述了近年来关于电磁屏蔽织物屏蔽效能理论计算的研究进展。分析了现有电磁屏蔽织物屏蔽效能定量研究中存在的问题,指出应进一步研究纱线电磁参数及织物结构与屏蔽效能的理论关系。此外,指出在考虑纱线电磁参数和结构参数的基础上,建立织物屏蔽效能的解析公式用于指导工程计算为后续的研究方向。
有效地检测和评价防电磁辐射纺织品是产品开发和应用的关键,通过介绍防电磁辐射纺织品的电磁屏蔽原理及屏蔽效能评价方法的现状和发展趋势,比较分析了防电磁辐射纺织品标准的评价指标、测试方法等,探讨了我国现有民用防电磁辐射标准和测试方法存在的问题,指出应不断完善防电磁辐射纺织品的标准,进一步明确民用防电磁辐射服装需达到的屏蔽效能要求,并根据服装的结构特点建立合适的防电磁辐射性能综合评价方法,为防电磁辐射纺织品的开发、市场监管提供合理的检测和评价依据。