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2020年 第41卷 第11期 刊出日期：2020-11-15

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纤维材料

高强型聚酯工业丝在不同温度下的蠕变断裂机制

陈康, 蒋权, 姬洪, 张阳, 宋明根, 张玉梅, 王华平

纺织学报. 2020, (11):  1-9.  doi:10.13475/j.fzxb.20200200209

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为探究高强型聚酯工业丝在不同温度下的蠕变断裂机制,采用在线小角X射线散射和广角X射线散射方法对低温(80 ℃)及高温(200 ℃)条件下聚酯工业丝蠕变断裂过程中的微观结构演变进行研究。结果表明:高强型聚酯工业丝的蠕变断裂可分为3个阶段,即负荷加载的拉伸阶段、蠕变形变阶段及加速形变阶段;在80 ℃低温下蠕变断裂的前2个阶段中,部分倾斜片晶转变成未倾斜片晶,且倾斜部分片晶偏离角不断增大,而在加速阶段,伸直的非晶区分子链发生断裂,周期性的片晶堆叠结构遭到破坏;在200 ℃高温下蠕变断裂的前2个阶段中,片晶层表面始终保持倾斜状态且倾斜角逐渐减小,而在加速阶段中,高度取向的非晶区分子链对晶区结构施加应力,晶区表面分子链被拉出而遭到破坏,导致周期性的片晶堆叠结构遭到破坏。

基于ZnCo₂O₄的多孔碳纳米纤维制备及其储能性能

王子希, 胡毅

纺织学报. 2020, (11):  10-18.  doi:10.13475/j.fzxb.20191106709

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针对锂硫电池循环过程中容量衰减快的问题,采用水热法制备ZnCo₂O₄纳米颗粒,然后与聚丙烯腈(PAN)混合,通过静电纺丝法制备复合纳米纤维并进行炭化处理得到复合多孔碳纳米纤维。借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪、拉曼光谱仪、比表面积测试仪表征复合多孔碳纳米纤维的微观结构和物化性能,优化得到最佳制备工艺;并将其作为正极硫载体测试电化学性能。结果表明:基于ZnCo₂O₄制备的复合多孔碳纳米纤维存在大量孔孔相连的通道,比表面积高达210.85 m²/g;组装成的锂硫电池具有典型的充放电平台以及明显的氧化还原峰,其初始放电比容量为759.2 mA·h/g,50圈充放电循环后,仍具有74.0%的可逆比容量,相比于不掺杂ZnCo₂O₄的静电纺丝碳纳米纤维具有更高的比容量,更好的倍率性能。

磺化聚醚砜纳米纤维复合质子交换膜的制备及其性能

王利媛, 康卫民, 庄旭品, 鞠敬鸽, 程博闻

纺织学报. 2020, (11):  19-26.  doi:10.13475/j.fzxb.20200302108

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为开发燃料电池用高性能全氟磺酸(Nafion)质子交换膜,采用静电纺丝技术制备不同磺化度的磺化聚醚砜(SPES)纳米纤维,将其作为添加剂引入Nafion基体中,制备SPES纳米纤维/Nafion复合质子交换膜。探讨纺丝液浓度、纺丝电压、接收距离对SPES纳米纤维纺丝过程及纤维形貌的影响。在最优纺丝工艺下,着重研究不同磺化度SPES纳米纤维对复合膜微观结构、吸水率、溶胀率、质子传导率及甲醇渗透率等性能的影响。结果表明:在SPES质量分数为30%,纺丝电压为30 kV,接收距离为20 cm条件下制得磺化度为64%的SPES纳米纤维,将其作为添加剂构筑得到复合Nafion质子交换膜,该膜具有平衡的质子传导(0.144 S/cm)与甲醇渗透性(7.58×10^-7 cm²/s),综合性能最佳,满足高性能甲醇燃料电池的应用需求。

聚丙烯腈/氯化钴纳米纤维比色湿度传感器的制备及其性能

孙倩, 阚燕, 李晓强, 高德康

纺织学报. 2020, (11):  27-33.  doi:10.13475/j.fzxb.20200202407

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为获得具有比色效果的纳米纤维湿度传感器,以聚丙烯腈(PAN)和氯化钴(CoCl₂)为原料,采用静电纺丝技术制备了PAN/CoCl₂复合纳米纤维膜,并组装成纳米纤维比色湿度传感器。借助扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪、能量色散X射线光谱仪对纳米纤维膜的微观结构和表面形态进行表征和分析,利用紫外-可见分光光度计分析纤维在不同湿度下以及不同有机溶剂饱和蒸汽氛围下的反射光谱,并采用电化学工作站测试传感器在不同湿度环境下的响应和恢复能力。结果表明:在相对湿度由11%增加至98%时,PAN/CoCl₂纳米纤维膜可由蓝色变至粉色,且该颜色变化过程可逆,响应和恢复速度快;在11%~75%的相对湿度环境下,PAN/CoCl₂纳米纤维比色湿度传感器的电流在12 s内可达1 023 nA左右;当相对湿度降至11%时,2 s内电流可从2 187 nA降至10 nA,具有快速的响应和恢复能力。

纤维素/氧化纤维素/南极磷虾蛋白复合抗菌纤维的制备与表征

马跃, 郭静, 殷聚辉, 赵秒, 宫玉梅

纺织学报. 2020, (11):  34-40.  doi:10.13475/j.fzxb.20200307207

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为改善纤维素/磷虾蛋白(C/AKP)复合纤维的可降解性和抗菌性,在原液中加入氧化纤维素(DAC)制备C/DAC/AKP纺丝原液,采用湿法纺丝技术分别在H₂SO₄/Na₂SO₄/ZnSO₄和H₂SO₄/Na₂SO₄/KAl(SO₄)₂凝固浴中凝固后制得复合纤维,研究了DAC及凝固浴组分对纤维分子间作用、体外降解、抑菌以及热稳定等结构和性能的影响。结果表明:在相同的凝固浴中,相比于C/AKP复合纤维,C/DAC/AKP复合纤维体系内分子间氢键含量从24.26%增加至32.96%,热稳定性提高7.5%,降解性也有所改善;凝固浴中KAl(SO₄)₂的加入会提高纤维的分子间氢键以及热稳定性,同时C/AKP和C/DAC/AKP复合纤维均具有良好的抗菌效果,在生物材料方面具有良好的应用前景。

蚕丝蛋白/明胶复合水凝胶的结构与生物相容性

王曙东, 马倩, 王可, 瞿才新, 戚玉

纺织学报. 2020, (11):  41-47.  doi:10.13475/j.fzxb.20200301007

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针对蚕丝蛋白水凝胶不易快速凝胶成型的问题,将明胶蛋白水溶液与蚕丝蛋白以一定质量比复合,通过挤出式3D打印设备制备得到蚕丝蛋白/明胶复合水凝胶,并对复合水凝胶的流变性能、微观结构和生物相容性进行分析。结果表明:明胶的添加提高了复合水凝胶的黏度和储能模量,有利于3D打印过程中蚕丝蛋白的快速凝胶成型;明胶的添加未对蚕丝蛋白的二级结构产生影响,通过3D打印法可制备具有微周期格栅状蚕丝蛋白/明胶复合水凝胶支架,该支架具有三维多孔结构;当蚕丝蛋白与明胶质量比为50∶50时,复合水凝胶支架的断裂强度达3.43 MPa,是纯蚕丝蛋白的3.9倍;培养7 d后,MC3T3-E1细胞可在复合水凝胶支架上生长、增殖和分化。

纺织工程

喷气涡流纺纱线热黏合增强工艺优化与机制

陈玉香, 虞美雅, 董正梅, 缪璐璐, 林燕燕, 邹专勇

纺织学报. 2020, (11):  48-52.  doi:10.13475/j.fzxb.20200400805

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为探究喷气涡流纺纱线强伸性能提高的有效途径,基于Box-Behnken Design响应面设计方法,研究热处理温度、热处理速度和牵伸倍数对粘胶/低熔点涤纶喷气涡流纱断裂强力及断裂伸长率的影响规律,确定最佳热处理工艺,分析热黏合增强喷气涡流纱的机制。结果表明:喷气涡流纱断裂强力受热处理温度、热处理速度、牵伸倍数、热处理速度二次项、热处理速度和牵伸倍数交互项显著影响;断裂伸长率受热处理温度、热处理速度和二者的交互项显著影响,牵伸倍数影响不显著;响应面优化获得的最佳热处理工艺为热处理温度193 ℃,热处理速度90 m/min,牵伸倍数1.00。优化后纱线断裂强力较原纱提高10.7%,断裂伸长率提高2.8%;低熔点涤纶纤维受热产生挤压变形、点状和团块状热黏合是实现喷气涡流纱热黏合增强的关键。

针织西服面料的挺括风格研究

李新彤, 高哲, 顾洪阳, 丛洪莲

纺织学报. 2020, (11):  53-58.  doi:10.13475/j.fzxb.20191200606

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为探讨针织面料在西服开发应用的要求与标准,寻找能够用于西服开发的针织面料,分别从弯曲长度、折皱回复性、悬垂性3个方面对针织面料的挺括风格进行量化分析。借助实验仪器以及数据处理得到弯曲刚度、折皱回复角、静态悬垂系数3项性能指标,以机织西服面料为参考标准,对针织面料的挺括风格进行研究分析。结果表明:6路变化罗马组织是较为适合针织面料开发西服的组织结构,其结构稳定性优于12路小提花组织以及变化间隔组织,降低纵向弯曲刚度与横向弯曲刚度的差异;织物厚度增加0.1 mm,折皱回复程度提高10%;织物密度控制在110~130线圈/(5 cm)时,悬垂程度达到机织西服面料的60%以上;6路变化罗马组织配合高织物密度能够使针织面料的挺括风格达到机织西服面料的80%。

层间间距对平纹双层结构靶体抗侵彻性能的影响

周熠, 李杭, 严祥邦, 梁耀庭, 张中威

纺织学报. 2020, (11):  59-65.  doi:10.13475/j.fzxb.20200101408

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为满足软体防弹叠层增强减重的需求和优化柔性叠层防弹材料的结构设计,通过增加层间间距,改变靶体迎弹面和背弹面的动态响应,提升其抗侵彻性能。叠层的吸能性能通过弹丸侵彻实验进行表征,且通过有限元模型分析叠层结构的吸能机制。弹丸侵彻实验结果表明:靶体的吸能效果随层间间距变宽先下降后上升,当间距到达一个临界值后,吸收的能量将停止增长;有限元模型的仿真数据与实验数据的变化趋势相吻合,表明靶体迎弹面横向形变的宽度和应力分布的面积随间距的变宽而增大,背弹面应力分布的强度随间距的变宽而减弱。

典型纺织基人工韧带及其移出物结构与力学性能

刘明洁, 林婧, 关国平, BROCHU G, GUIDOIN R, 王璐

纺织学报. 2020, (11):  66-72.  doi:10.13475/j.fzxb.20191100307

摘要 ( 583 )   HTML ( 17 )   PDF (4896KB) ( 231 )   收藏

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针对目前临床上人工韧带产品需求量大但淘汰率高的问题,从几何特征、织造方式、表面形态等方面对当前11种典型纺织基人工韧带进行了系统分析,同时对比分析了典型产品Stryker^?-Meadox的移出样和原样的力学性能、纤维形貌、降解性能等,并对其体内失效机制进行了探究。结果表明:人工韧带产品结构多样且形态各异,主要与其临床适应症有关;长期植入后材料与骨组织之间的磨损及体内复杂环境下高分子材料的结构变化可能是导致其失效的主要原因,研究可为优化现有人工韧带产品结构、进一步改善其性能提供参考。

用光谱成像技术与分光光度法测量织物颜色的比较分析

裘柯槟, 陈维国, 周华

纺织学报. 2020, (11):  73-80.  doi:10.13475/j.fzxb.20191204208

摘要 ( 343 )   HTML ( 12 )   PDF (1776KB) ( 191 )   收藏

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针对分光光度法与光谱成像技术测量相同织物颜色结果存在差异的问题,选用Datacolor 600型分光光度计、Datacolor Spectravision多光谱成像系统和HIS高光谱成像系统,分别对同一套单色全棉针织物进行测量,探讨了3种仪器测得的颜色参数和光谱反射率差异的原因及规律。通过计算不同仪器间的色差和指数光谱相似性,采用皮尔逊相关系数进行数据分析。研究结果表明,HIS高光谱成像系统重复性好,重复测量的平均色差为0.154;3种仪器测得的光谱反射率具有强相似性;相较于Spectravision多光谱成像系统,HIS高光谱成像系统的颜色结果更接近于分光光度计;Spectravision多光谱成像系统的有效像元尺寸更小,织物纹理对颜色结果影响较大,Spectravision多光谱成像系统测量的明度偏低;HIS高光谱成像系统的有效像元大小与相机工作距离成正比,适用范围更广。

染整与化学品

蒽醌助剂对乙二醇溶剂脱胶苎麻纤维性能的影响

屈永帅, 施朝禾, 张瑞云, 赵树元, 刘柳

纺织学报. 2020, (11):  81-88.  doi:10.13475/j.fzxb.20200101308

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为解决苎麻在乙二醇有机溶剂脱胶中纤维易被氧化而导致性能下降的问题,在乙二醇溶剂中添加助剂蒽醌对苎麻进行脱胶,并对蒽醌不同添加量下制得的纤维进行结构和性能表征。结果表明:纤维中半纤维素含量随蒽醌添加量的增加而升高,纤维的聚合度、结晶度、物理力学性能先升高后降低,纤维的残胶率和线密度先降低后升高;当蒽醌质量分数为0.3% 时,这些性能均达到最佳值,此时纤维的聚合度、结晶度、制成率、断裂强度、断裂伸长率、断裂功比不加蒽醌时分别提高了7.32%、20.53%、1.46%、9.55%、6.89%、33.33%,纤维的残胶率、线密度比不加蒽醌时分别降低了17.91%、7.24%。

苎麻纤维厌氧生物脱胶系统工艺性能研究

刘芳, 马颜雪, 陈小光, 刘书惠, 张益榛, 任志鹏, 李康琪, 童艺翾, 任泺彤, 李毓陵

纺织学报. 2020, (11):  89-94.  doi:10.13475/j.fzxb.20191204906

摘要 ( 290 )   HTML ( 4 )   PDF (2237KB) ( 137 )   收藏

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为解决苎麻纤维传统脱胶法效率低、费用高及二次污染等难题,以自主研发的高效苎麻纤维厌氧生物脱胶装置为载体,开发了一种高效苎麻纤维厌氧生物脱胶系统。基于苎麻原麻化学成分分析,开展了苎麻纤维厌氧生物脱胶工艺的启动特征、稳定运行特征和脱胶后苎麻纤维物理特征研究。结果表明:苎麻原麻中纤维素约占70%,胶质约占30%,脱胶过程中应重点去除半纤维素和木质素;该系统可在水力停留时间为72 h内实现快速启动,高效稳定运行时pH值为7.0左右,化学需氧量和氨氮质量浓度均处于低位;该系统在最佳浴比为1∶8时的苎麻物理特征最优,苎麻具有较好的外观形态和良好的力学性能,胶质残留最少。

骨架镍的制备及其在染料中间体合成中的应用

冯鹏耀, 王蓉, 瞿建刚, 董玲, 胡啸林

纺织学报. 2020, (11):  95-101.  doi:10.13475/j.fzxb.20190802407

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为满足清洁生产的要求,提高T酸合成的反应速率和转化率,以镍铝合金粉末作为催化剂前驱体,经过氢氧化钠活化制备骨架镍催化剂,借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、比表面积及孔隙分析仪和Zeta电位分析仪等手段对其结构和性能进行表征,并研究其在硝基T酸加氢还原制备T酸中的应用。结果表明:制备的骨架镍催化剂含有大量的孔道,以中孔为主,比表面积为46.88 m²/g,平均晶粒尺寸为15.8 nm。制备的骨架镍在硝基T酸加氢还原中的最佳应用工艺为:催化剂质量分数2.500%,反应压力2.0 MPa,反应温度120 ℃,搅拌速度800 r/min。在此最佳工艺条件下,硝基T酸的转化率达99.07%,并且套用10次无明显失活现象。

二氧化硅包覆银铜纳米颗粒的结构及其抗菌性能

姜兴茂, 刘奇, 郭琳

纺织学报. 2020, (11):  102-108.  doi:10.13475/j.fzxb.20191105407

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为研究双金属纳米颗粒间协同抗菌作用及防止金属纳米颗粒团聚,利用气溶胶一步法制备了“火龙果”型高负载量(50%)二氧化硅包覆银铜双金属纳米颗粒抗菌剂Ag-Cu/SiO₂。借助X射线衍射仪、透射电子显微镜、电子能谱仪对Ag-Cu/SiO₂的结构进行研究,并测试该材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的最低抑菌浓度(MIC)及细菌的时间与杀菌曲线,研究了2种细菌胞内活性氧的生成情况。结果表明:银铜双金属纳米颗粒均匀分散在球型二氧化硅内部,呈现“火龙果”型结构;与Cu/SiO₂和Ag/SiO₂相比,相同负载量(50%)的Ag-Cu/SiO₂有更好的抗菌效果,对2种细菌的MIC值均为2 μg/mL,在24 h内可以充分抑制细菌生长;Ag-Cu/SiO₂生成活性氧的水平明显高于单金属纳米颗粒,致使细菌死亡,从而说明双金属纳米颗粒具有协同抗菌作用。

超高分子量聚乙烯纤维的无卤阻燃整理

杨雅茹, 沈小军, 唐柏林, 牛梅

纺织学报. 2020, (11):  109-115.  doi:10.13475/j.fzxb.20200202607

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为提高超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维的阻燃性能,采用兼具阻燃和抑烟作用的氢氧化镁包覆碳微球(MH-CMSs)作为阻燃剂,以钛酸四丁酯和亚磷酸三苯酯作为活化剂,依次通过除杂—活化—浸轧—烘焙的方法对UHMWPE纤维进行阻燃改性。测试了纤维的阻燃性能、力学性能以及热稳定性,研究其阻燃作用机制。结果表明:该方法能在不损害UHMWPE纤维力学性能的同时有效提高其阻燃性能;与纯UHMWPE纤维相比,经阻燃整理后得到的FR-UHMWPE纤维的极限氧指数(LOI值)可提高36%以上,峰值热释放速率降低幅度达39.3%,且纤维的发烟和熔滴现象也得到改善,火灾危险性显著降低;FR-UHMWPE纤维表现出凝聚相阻燃机制,阻燃整理促进了UHMWPE热降解成炭,使其在燃烧时形成了致密连续的炭层,该炭层能有效阻止热与质的传递,从而起到阻燃作用。

石墨烯气凝胶复合防火面料防护性能的影响因素

孟晶, 高珊, 卢业虎

纺织学报. 2020, (11):  116-121.  doi:10.13475/j.fzxb.20200304706

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为进一步提高热防护服的综合性能,满足增加防护性和降低热应激的需求,构建了石墨烯气凝胶复合面料系统。通过不同的评价指标,在低辐射热环境下探讨了制备过程中氧化石墨烯水溶液的质量分数、石墨烯气凝胶的厚度、石墨烯气凝胶中是否添加碳纤维3个因素对复合面料系统热防护效果的影响。实验结果表明,与对照组相比,加入石墨烯气凝胶的复合面料系统有较好的热防护性能,可将人体产生热损伤的时间延长165%~318%,将产生二级烧伤时间延长87%~225%,将面料系统最大温差降低35.6%~63.9%;温升12 ℃的时间、温升24 ℃的时间和面料系统最大温差3个影响因素之间存在交互作用,而指标面料系统到达最高温度的时间在3个因素之间不存在交互作用,碳纤维因素主效应显著。

服装工程

针织运动服的通风设计与热湿舒适性评价

孙岑文捷, 倪军, 张昭华, 董婉婷

纺织学报. 2020, (11):  122-127.  doi:10.13475/j.fzxb.20200200807

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为研究通风孔和通风道设计对人体运动热生理及主观舒适感的影响,采用针织挑洞工艺与凸条工艺设计了2款运动服,在人工气候舱中进行着装人体实验,评价所研发运动服对人体皮肤温度、衣下湿度、汗液蒸发率等客观生理指标,以及主观热感觉、湿感觉、黏体感、舒适感的影响。结果表明:具有通风孔设计的服装能显著增加人体汗液蒸发,降低衣下湿度,同时受试者的主观热、湿、黏体及不舒适感也显著下降;在通风孔基础上进一步增加通风道设计的服装,由于衣下空气层厚度的增大,使得服装的热阻也增加,未能起到进一步改善人体热生理及舒适感的作用;在运动服的设计中,应当在控制服装热阻的前提下尽量提高通风性能。

基于翻领松量结构模型的翻折领结构设计方法

张恒

纺织学报. 2020, (11):  128-135.  doi:10.13475/j.fzxb.20200403508

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为解决翻领松量计算精准性及翻折领通用结构设计方法的问题,提出了一种基于翻领松量结构模型的翻折领结构设计方法。通过构建翻领松量结构模型确定了翻领松量计算系数,对6种不同状态下的翻领间隙量变化进行数据统计分析,依据翻领间隙回归系数模型确定了翻领松量计算给定常数,运用SPSS统计软件对实验数据进行了相关性分析、回归分析、配对样本T检验,并推导出翻领松量计算公式。实验结果表明:使用该公式计算的翻领松量提高了翻折领结构造型的准确性,基于翻领松量结构模型的翻折领结构设计方法可以满足不同翻折领领型结构设计要求。

基于局部特征的青年女性腿部形态分类

陈希雅, 赵颖, 蔡晓裕, 顾冰菲

纺织学报. 2020, (11):  136-142.  doi:10.13475/j.fzxb.20190904407

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为提高女性裤装的合体性与舒适性,采用三维测量法、图像测量法及手工测量法相结合的方式,对236名18~25岁的青年女性腿部形态进行测量,获取20个相关特征变量;通过主成分因子分析得到影响腿部形态的主要特征因子,通过聚类分析得到青年女性腿部形态的分类结果;最后结合膝曲角的正负归纳出各类腿部形态的辨别规则并进行辨别验证。研究得出:影响腿部形态的主要特征因子有水平围度因子、长度因子、小腿围度差因子、腿部曲度因子、腿部轮廓因子和大腿围度差因子;人体腿部形态可分成圆体型、稍扁体型和扁体型3类;以大腿宽厚比、大腿根围膝围比、大小腿长比及膝曲角4个变量建立腿部形态分类规则。

具有实时瓦斯监测功能的新型智能矿工服设计

金鹏, 薛哲彬, 戈垚

纺织学报. 2020, (11):  143-149.  doi:10.13475/j.fzxb.20200307607

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针对现有矿工服舒适性与安全性不足等问题,从服装材料、结构以及功能模块等方面提出改良设计。从抗静电、阻燃等角度出发,选用银纤维混纺面料作为新型矿工服的主要材料。基于人体工学对影响穿着舒适性的服装部位进行重新设计。并从井下工作安全性需求出发,在矿工服右前胸位置加入瓦斯监测及警示模块。研究结果显示:通过模拟井下高温高湿(温度为35 ℃,湿度为70%)环境,在七分制主观评价中该新型矿工服比传统矿工服高1.32分,且皮肤表面平均温度上升速度更慢;同时其配备的瓦斯监测系统可实时移动测量井下瓦斯浓度,可改善井下工作人员的舒适性及安全性。

机械与器材

纬编针织机织针自由状态下固有频率测试方法

戴宁, 彭来湖, 胡旭东, 崔英, 钟垚森, 王越峰

纺织学报. 2020, (11):  150-155.  doi:10.13475/j.fzxb.20200301506

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针对现有纬编针织机织针由于其结构尺寸微小、细长、横截面直径不定等特性带来的在其自由状态下织针的各阶模态特性难以测试的问题,提出采用小面积、低质量的锆钛酸铅压电陶瓷(PZT)贴于织针表面,形成PZT、织针黏合体结构。采用高性能阻抗分析仪对黏合体进行扫频测试,根据不同频率下复阻抗以及相位角曲线,得出PZT自由状态下的各阶模态。采用ANSYS有限元仿真软件对织针以及黏合体的各阶模态进行对比认证,并采用悬臂梁曲率、挠度理论以及织针振动理论进行分析。理论推算以及仿真测试结果表明,该实验测试方法能有效测试纬编针织机织针自由状态下的固有频率。

回转结构预制体柔性针刺成型系统设计

陈小明, 李皎, 张一帆, 谢军波, 李晨阳, 陈利

纺织学报. 2020, (11):  156-161.  doi:10.13475/j.fzxb.20190707806

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针对现有异型针刺成型装备专用性强,难以适应小批量、多品种回转结构复合材料预制体的针刺成型要求的问题,提出一种复合材料回转预制体柔性针刺成型系统。根据回转预制体的针刺成型特性,提出采用四轴联动的针刺机运动机构和气动针刺头构型,基于可编程控制器(PLC)和触摸屏,设计了柔性针刺成型控制系统,并进行实验验证。实验结果表明:针刺实验针迹和模拟针迹高度一致,证明了四轴柔性针刺系统的可行性,该系统可以实现回转预制体的针刺成型;通过采用单气缸新型针刺头,针刺频率达到110次/min,针刺效率比现有的双气缸针刺头提高了1倍。

绗缝机花样加工代码自动生成算法

李亮, 倪俊芳

纺织学报. 2020, (11):  162-167.  doi:10.13475/j.fzxb.20190905606

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为简化绗缝机花样设计工艺,降低人的经验影响,达到随拍随绣的效果,对目标绗缝图像进行预处理与边缘提取;采用轮廓跟踪算法,将图像分割为若干有序点链轮廓;最后使用遗传算法,以直线和圆弧为微段加工基元,以一阶连续为约束条件,拟合各段轮廓,进行模拟加工,同时运用MatLab进行编程验证,证明其可靠性。结果表明:应用带约束的误差函数,避免了因端点不连续带来的剪线、跳针的影响,各代最优加工路径的适应度在遗传算子的作用下逐步提高,达到总误差小且拟合段数少的效果;模拟加工实时性好、效率高、还原度高,满足实践中复杂花样的绗缝加工需求。

综合述评

纳米纤维吸声降噪研究进展

李好义, 许浩, 陈明军, 杨涛, 陈晓青, 阎华, 杨卫民

纺织学报. 2020, (11):  168-173.  doi:10.13475/j.fzxb.20191206306

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为拓宽纳米纤维在声学领域的应用,促进高性能纳米纤维吸声材料的发展,对目前国内外纳米纤维的吸声降噪研究进展进行综述。首先分析了纳米纤维的吸声原理及吸声优势,认为纳米纤维的高比表面积与高孔隙率促进了其对中低频段声波的吸收;其次对影响纳米纤维吸声性能的因素进行了归纳与总结;然后重点阐述了纳米纤维对天然纤维、合成纤维与泡沫等材料吸声性能的影响,认为在常规吸声材料表面复合纳米纤维后可显著提升自身中低频段的吸声性能;最后针对纳米纤维吸声研究中亟待解决的问题以及如何制备绿色高性能的纳米纤维吸声材料进行了展望。

用无机纳米粒子制备耐久性抗菌棉织物的研究进展

张艳艳, 詹璐瑶, 王培, 耿俊昭, 付飞亚, 刘向东

纺织学报. 2020, (11):  174-180.  doi:10.13475/j.fzxb.20191104607

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为有效地解决无机纳米粒子制备的抗菌棉织物耐久性能不佳的问题,提高无机纳米粒子的整理技术,对黏结剂结合棉织物表面无机纳米粒子耐久抗菌性能的最新研究进展进行综述,介绍了抗菌耐久性的评价方法、黏结剂固化无机纳米粒子在棉织物表面的后整理方法等,并分析了耐久性,对影响耐久性的因素以及抗菌效率、抗菌效率下降趋势和洗涤过程中无机纳米粒子的损失进行了阐述与分析。指出:氨基和巯基基团可与无机纳米粒子形成配位键,有效地将无机纳米粒子固定在棉织物表面上;微波辐射和超声波可应用于增强无机纳米粒子在棉织物表面的黏附力。

阻燃织物老化对其拉伸强力影响的研究进展

刘晓涵, 田苗, 王云仪, 李俊

纺织学报. 2020, (11):  181-188.  doi:10.13475/j.fzxb.20200102509

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针对阻燃织物老化造成的强力下降,致使消防服无法满足标准规定的力学性能要求等问题,基于老化条件下织物强力测试相关标准,从热老化、光老化、磨损3个方面探讨不同老化方式对阻燃织物拉伸强力的影响;归纳了阻燃织物老化后强力变化的直接和间接测评方法。研究发现:目前老化后阻燃织物的强力测试无法满足标准规定的样本尺寸、经纬向测试、重复实验次数等要求;现有老化条件下阻燃织物强力预测方法在研究多因素条件下织物强力变化时存在局限性。最后指出:未来可综合考虑多种老化因素的交互作用对阻燃织物力学性能的影响,探索更复杂的非线性模型或借鉴其他领域中的预测方法对阻燃织物老化后力学性能进行预测,以提高预测精度和适用范围。

用于油水分离的超润湿性纺织品研究进展

余钰骢, 史晓龙, 刘琳, 姚菊明

纺织学报. 2020, (11):  189-196.  doi:10.13475/j.fzxb.20200200408

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随着工业含油废水对全球水环境的持续破坏,应用于油水分离领域的超润湿纺织品成为近年来的研究热点。为促进超润湿纺织品的开发和应用,综述了近期国内外超润湿纺织品分离净化含油废水的研究进展,并对超疏水性/超亲油性、超亲水性/水下超疏油性表面的构建方法进行分类介绍,并分析了单一润湿性材料在实际应用中的局限性。为应对含有乳液、表面活性剂、染料和金属离子等杂质的含油污水,阐述了新型的Janus材料、智能响应材料以及多功能集成的油水分离材料的废水处理机制,分析了目前新型油水分离材料的研究进展和挑战。指出,随着含油污水的成分日益复杂,收集和净化难度增大,开发绿色、可持续和多功能的复合型超润湿纺织品具有重要的研究意义。