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2021年 第42卷 第03期 刊出日期：2021-03-15

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特约专栏:针织物全流程平幅印染技术

棉针织物漂白中铜配合物催化降解木质素及其模型化合物

刘丽宾, 吕汪洋, 陈文兴

纺织学报. 2021, (03):  1-8.  doi:10.13475/j.fzxb.20200903308

摘要 ( 461 )   HTML ( 37 )   PDF (2410KB) ( 212 )   收藏

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为提高棉针织物的漂白效率,深入研究其漂白机制,利用二价铜离子、亚氨基二乙酸和4-二甲氨基吡啶制备得到铜配合物催化剂,并构建了催化漂白体系,研究短时间内不同温度下催化漂白棉针织物白度值的变化。采用气相色谱-质谱联用仪检测分析铜配合物降解木质素及其模型化合物的中间产物和最终产物,推测其漂白机制。结果表明:在90 ℃条件下催化反应5 min,棉针织物的白度值约为78%,毛效值达到17.9 cm,强力保留率达到98%左右;木质素及其模型化合物均可被降解成芳香烃小分子,并进一步矿化为水和二氧化碳。漂白体系漂白过程中条件的改善可有效提高棉针织物加工的生产效率,漂白机制的研究可为改进漂白体系提供借鉴。

平幅前处理对棉针织物染色性能的影响

张滕家璐, 吴伟, 钟毅, 毛志平, 徐红

纺织学报. 2021, (03):  9-13.  doi:10.13475/j.fzxb.20201005605

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针织物平幅连续前处理工艺具有高效、节水、低成本等优势,但处理后练漂半制品存在后续染色表观得色量较低的问题。为寻找解决这一问题的方法,对平幅前处理后棉针织物的性能及棉纤维的结构进行测试分析。研究结果表明:与传统浸渍前处理相比,采用平幅前处理后棉针织物的强力较高,白度及毛效相当,平幅轧染后的固色率及K/S值偏低;平幅前处理后棉纤维的超分子结构与传统浸渍前处理织物存在较大差异,平幅前处理后纤维结晶度较高,纤维内孔径分布范围较窄,孔道总容积及孔内表面积较小;通过联合半丝光处理优化棉针织物平幅前处理工艺,解决了棉针织物平幅前处理后染色效果不好的问题。

锦纶/棉混纺织物的耐久无氟拒水整理

卢雪, 刘秀明, 房宽峻, 李瀚宇, 李翔, 高闯

纺织学报. 2021, (03):  14-20.  doi:10.13475/j.fzxb.20200905907

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为满足锦纶/棉混纺织物用于户外运动产品的特殊要求,采用无氟拒水剂CWR-9A对混纺织物进行拒水涂层处理,并选取黏合剂来进一步提高拒水剂与织物间的粘接牢度。探讨了拒水剂质量浓度、焙烘时间、焙烘温度、黏合剂种类、黏合剂与拒水剂体积比、洗涤次数等对混纺织物拒水效果的影响,得到锦纶/棉混纺织物拒水整理最佳工艺:CWR-9A质量浓度为120 g/L,焙烘温度为170 ℃,焙烘时间为90 s,黏合剂BD-01与拒水剂CWR-9A的体积比为1∶20。对整理后织物的表面结构和形貌进行了表征,测定了整理后织物的接触角、拒水等级等。结果表明:黏合剂BD-01的引入可显著提高无氟拒水剂与混纺织物的粘接牢度,其接触角最高为138°,拒水等级最高达到5级。

基于均匀化理论的小变形纬编针织物线圈形态有限元分析

吕常亮, 郝志远, 陈慧敏, 张慧乐, 岳晓丽

纺织学报. 2021, (03):  21-26.  doi:10.13475/j.fzxb.20200905306

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为解决针织物在平幅印染过程中线圈拉伸易变形的问题,以纯棉纬编针织物为研究对象,基于小参数渐近展开和多尺度均匀化方法,建立针织物宏观-细观位移变化率和应变变化率的计算模型,分析低应变状态下针织物拉伸时线圈形态变化的规律。结果表明:针织物受均匀载荷拉伸时,线圈变形具有不均匀性,变化规律与线圈的空间位置、幅宽以及导布辊间距相关,凸形导布辊可以改善线圈变形状况的差异;针织物受均匀、非均匀载荷拉伸时的线圈形态变化量计算值与实测值趋势一致,最大偏差为9.6%。均匀化理论与有限元技术结合可以用于进一步分析多成分、多规格针织物的宏观-细观变形规律,为针织物平幅印染设备的张力控制、导布辊布局设计、变直径(凹凸辊)导布辊辊形开发提供理论参考。

金属配合物催化棉织物低温漂白研究进展

武守营, 张琳萍, 徐红, 钟毅, 毛志平

纺织学报. 2021, (03):  27-35.  doi:10.13475/j.fzxb.20200902709

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为深入了解金属配合物催化剂在棉织物低温漂白前处理中的应用,开发性能更加优异的金属配合物催化剂,对国内外相关研究进展进行了综述。主要介绍了以环多胺、席夫碱、吡啶、卟啉、酞菁及大环酰胺等几种典型配体与过渡金属形成的配合物催化剂在棉织物低温漂白中的应用。对金属配合物/双氧水低温漂白体系与传统棉织物氧漂体系进行了比较分析。结果表明,金属配合物是一种高效的催化剂,在双氧水低温漂白体系中的使用可有效解决传统棉织物氧漂工艺存在的能耗大、织物损伤严重等问题。最后指出了金属配合物催化剂在现阶段研究过程中存在的不足,并对未来的研究和发展进行了展望。

纤维材料

Si/TiO₂复合碳纳米纤维的制备及其性能

邢宇声, 胡毅, 程钟灵

纺织学报. 2021, (03):  36-43.  doi:10.13475/j.fzxb.20200501508

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为改善硅/碳纳米纤维的形貌结构并提升其储能性能,将球磨均匀的Si/TiO₂粉末和聚丙烯腈(PAN)通过静电纺丝制得Si/TiO₂/PAN纳米纤维膜,然后分别在氩气和氢气氛围中炭化得到Si/TiO₂复合碳纳米纤维;优化了Si与TiO₂的最佳配比与最适炭化温度,分析了纤维形貌、分子结构、元素分布对复合碳纳米纤维储能性能的影响。结果表明:在Si和TiO₂质量比为1∶2以及900 ℃炭化条件下,Si/TiO₂复合碳纳米纤维具有良好的导电性,其纤维结构与形成的TiO₂无序框架可有效缓解Si的体积膨胀和团聚,并显著提高锂离子电池的容量与循环稳定性;在0.2 mA/g电流密度下进行120次循环后,在氩气和氢气条件下炭化制备的复合碳纳米纤维的放电比容量分别为942和1 212 mA·h/g,在氢气条件下炭化制备的复合碳纳米纤维拥有更加优异的倍率性能。

碳纳米管/聚偏氟乙烯纳米纤维膜的制备及其压电性能

张亦可, 贾凡, 桂澄, 晋蕊, 李戎

纺织学报. 2021, (03):  44-49.  doi:10.13475/j.fzxb.20200305207

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为提高聚偏氟乙烯(PVDF)的压电性能,采用静电纺丝法将碳纳米管(CNTs)引入到PVDF纳米纤维膜中制备CNTs/PVDF纳米纤维膜,并组装成三明治结构的柔性压电传感器,探究CNTs质量分数对CNTs/PVDF纳米纤维膜压电性能的影响。借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、万能试验机以及数字示波器对纳米纤维的形貌、结构、力学性能及压电性能进行表征。结果表明:CNTs/PVDF纳米纤维膜具有良好的力学特性,CNTs的添加有利于晶体结构中β晶型的形成;当CNTs质量分数为5%时,CNTs/PVDF纳米纤维的晶体结构中β晶型含量最多,压电性能最强,此时柔性传感器的输出电压达到最大值7.5 V。

中空多孔异形聚丙烯腈纤维的制备及其性能

王慧云, 王萍, 李媛媛, 张岩

纺织学报. 2021, (03):  50-55.  doi:10.13475/j.fzxb.20200607606

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为获得具有优异保暖性能的中空多孔纤维,利用同轴湿法纺丝制备兼具中空和介孔结构的异形聚丙烯腈纤维,首先将聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)分别与N,N-二甲基甲酰胺共混得到皮层和芯层溶液,然后经同轴异形喷丝针头进入凝固浴得到初生纤维,最后水洗干燥制得高度多孔性的PAN异形纤维。通过设计正交试验优化反应条件,并对纤维的结构和性能进行表征。结果表明:采用湿法纺丝制备的PAN纤维截面呈异形,鞘层呈现出三级结构多尺度孔径,包括微米孔(200 μm)、亚微米孔(200 nm)和纳米孔(20 nm),皮层溶液浓度是影响纤维比表面积的主要因素;制备的PAN纤维的断裂强力可达390.88 cN,隔热保暖性能优于羊毛。

兔毛基中空碳纤维在锂硫电池中的应用

陈君妍, 鞠敬鸽, 邓南平, 杨琪, 程博闻, 康卫民

纺织学报. 2021, (03):  56-63.  doi:10.13475/j.fzxb.20200602108

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为开发高性能、低成本的锂硫电池正极储硫材料,利用天然生物质纤维兔毛为前驱体,经预处理和炭化制备了具有杂原子掺杂的兔毛中空碳纤维(RC),并采用热熔融法制得硫/兔毛基碳纤维(S/RC)复合材料。探讨了不同炭化温度对碳纤维形貌结构、S/RC复合材料晶型结构与电导率、锂硫电池的电化学性能及循环充放电稳定性的影响。结果表明:预处理温度为300 ℃,炭化温度为800 ℃时,制备的兔毛基中空碳纤维的形貌结构最好,用其作为正极材料制备的电池首次放电比容量达899 mA·h/g,在0.5C倍率下300次循环后放电比容量为598 mA·h/g,仍保持原始比容量的66.52%;在高倍率条件下该电池仍具有较高的放电比容量,1C和2C倍率下放电比容量分别为543.8和505.4 mA·h/g。

基于钛镁催化剂合成瓶用聚酯的动力学研究

关震宇, 周文乐, 张玉梅, 王华平

纺织学报. 2021, (03):  64-70.  doi:10.13475/j.fzxb.20200700907

摘要 ( 283 )   HTML ( 4 )   PDF (1892KB) ( 121 )   收藏

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为研究钛镁复合催化剂(TMPC)在瓶用高黏聚酯制备过程中的活性与耐水解性对合成聚酯性能的影响,通过测试聚酯合成过程中TMPC的水解特性,聚酯的数均分子量、乙醛含量、色相等指标,研究了不同催化体系的酯化、熔融缩聚和固相缩聚反应动力学。结果表明:TMPC催化剂耐水解,在酯化及缩聚过程均有明显的催化作用,在相同聚合条件下按用量推算相当于锑系催化剂活性的36倍,其缩聚时间比乙二醇锑(EGA)缩短60 min,酯化反应活化能均低于EGA与乙二醇钛(EGT)催化剂,固相缩聚速度与EGA接近,活化能略高于EGA;TMPC作为催化剂,经固相缩聚获得了数均分子量为25 734 g/mol的高黏聚酯,其色相与EGA催化聚酯相当,而乙醛含量低至0.59 μg/g,可作为催化瓶用高黏聚酯的绿色高效催化剂。

SiO₂原位掺杂聚偏氟乙烯纳米纤维膜的制备及其性能

成悦, 安琪, 李大伟, 付译鋆, 张伟, 张瑜

纺织学报. 2021, (03):  71-76.  doi:10.13475/j.fzxb.20200805206

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为提高聚偏氟乙烯(PVDF)的压电性能,以PVDF和正硅酸乙酯(TEOS)为原料,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮为混合溶剂,利用原位复合溶胶-凝胶法和高压静电纺丝技术制备纳米SiO₂原位掺杂PVDF复合纳米纤维膜,并分析纳米纤维膜的表面微观形貌、化学结构、力学性能以及压电性能等。结果表明:复合纳米纤维膜的面密度与厚度随TEOS质量的增加而增加;静电纺丝使PVDF中部分α相转变为β相,纯PVDF纳米纤维膜的β相含量是PVDF粉末的1.54倍,为(31.42±0.62)%;且原位掺杂SiO₂后β相含量进一步提高,拉伸强力与输出电压均呈先增大后降低的趋势,当TEOS质量为1.643 g时PVDF纳米纤维膜β相含量最高为(42.59±0.62)%,原位掺杂PVDF纳米纤维膜拉伸强力最大为(8.03±0.19) N,输出电压最高为(2.33±0.13) V。

纺织工程

特殊外观结构赛络花式纱的后区牵伸及成纱结构分析

阮丽, 孙荣基, 刘基宏, 李永贵

纺织学报. 2021, (03):  77-81.  doi:10.13475/j.fzxb.20200705005

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为开发新型花式纱,在细纱机上采用刻有凹槽的后罗拉上胶辊纺制赛络花式纱。分析了此花式纱用胶辊对后钳口须条的受力及成纱结构,在TH598J细纱机上采用切断称重法测得胶辊转动1周从中罗拉输出的须条的质量分布,分别得到正常胶辊和花式纱用胶辊输出须条的质量分布,并由牵伸倍数公式分别获得正常胶辊和花式纱用胶辊的后区牵伸变化曲线,同时对成纱线密度进行分析,从而探究此花式纱的成纱外观结构变化。结果表明:刻有凹槽的胶辊使得后区牵伸倍数由正常逐渐降为1再逐渐增大到正常,通过凹槽的这段须条对其前后一段须条的牵伸产生影响,使之牵伸倍数从正常开始减小,从而使成纱线密度也呈现增减变化,获得了一种特殊外观结构的赛络花式纱。

基于改进图像阈值分割算法的纱线疵点检测

李东洁, 郭帅, 杨柳

纺织学报. 2021, (03):  82-88.  doi:10.13475/j.fzxb.20200700407

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针对纺织行业纱线疵点检测方法可靠性差、灵敏度低、检测速度低的问题,提出一种基于数字图像处理的纱线疵点判定方法。首先,搭建纱线图像采集系统,完成纱线图像采集;其次,针对纱线边缘信息难处理以及传统双边滤波对椒盐噪声处理效果差的问题,对双边滤波进行改进,改进后的双边滤波可有效保存纱线边缘信息;再者,针对传统阈值分割计算量大、最佳阈值难以寻找的问题,对传统阈值分割算法进行改进,改进的阈值分割算法在保证处理效果的同时提高了整体算法的处理速度;最后,采用亚像素对纱线边缘进行计算,提高了纱线疵点检测的精确度。实验结果验证了算法的有效性及可靠性,该算法在提高精确度的同时将检测速度提高了20%以上,对提高纱线质量检测的准确性具有重要意义。

基于图像处理的织物保形性检测

唐千惠, 王蕾, 高卫东

纺织学报. 2021, (03):  89-94.  doi:10.13475/j.fzxb.20200707906

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为更加全面、准确地评价织物保形性,开发了能够模拟织物在日常使用中被压皱后展平的恢复过程动态检测系统。通过检测系统获取织物折痕回复的视频序列,利用程序提取出各时刻的单帧视频图像,然后依次对图像进行预处理、二值化处理与细化处理,最后提取出反映织物保形性的指标,包括顶角、顶高、保形面积。实验结果表明:在折痕回复阶段,随时间延长各指标变化速率逐渐降低,在压力为10 N,加压时间为10 s的条件下,试样在60 s后趋于平稳;60 s时的顶角与现有标准方法测得的折皱回复角存在线性函数关系,顶高、保形面积与标准方法测得的悬垂系数之间存在线性函数关系。该系统可以通过顶角、顶高、保形面积3项指标预测织物折皱回复角与悬垂系数,并能够精确描述织物保形性动态变化过程,可实现对织物保形性精确、全面的评价。

针织面料凉爽性能的评价方法及其预测模型

杨阳, 俞欣, 章为敬, 张佩华

纺织学报. 2021, (03):  95-101.  doi:10.13475/j.fzxb.20200401607

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针对针织面料的凉爽性能评价没有明确系统的表征和检测方法的现状,提出了针织面料的凉爽性能的综合评价方法。以干态织物升温性能表征织物导热能力,以湿态织物升温性能表征织物导热、水分扩散和蒸发等降温性能;结合织物导热性能的评价原理,提出针织面料凉爽性能的评价指标:凉爽温度、凉爽温度指数和凉爽能力指数。采用相关性分析方法对34块织物的相关热湿舒适性能参数与凉爽性能参数的相关性进行分析,并基于逐步法多元回归分析建立了凉爽性能参数的预测模型。研究结果表明:与织物凉爽性能相关的主要因素包括织物的热阻、湿阻、干燥速率和扩散半径;凉爽能力指数可通过织物的热阻、湿阻和干燥速率进行预测,凉爽温度可通过织物的热阻和扩散半径进行预测。

中空咖啡碳聚酯纤维/棉混纺纬平针织物的服用性能

张陈恬, 赵连英, 顾学锋

纺织学报. 2021, (03):  102-109.  doi:10.13475/j.fzxb.20200800308

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为研究中空咖啡碳聚酯纤维含量对其纬平针织物服用性能的影响,设计了5种不同混纺比中空咖啡碳聚酯纤维/棉纤维,采用环锭纺与赛络纺纺制了10组18.3 tex混纺纱,并织成相同规格的纬平针织物。测试并分析织物的顶破、起毛起球、透气、透湿及保暖性能。基于回归分析,获得了中空咖啡碳聚酯纤维含量与织物各性能指标的关系,并建立了综合性能评价函数对织物的服用性能进行评价。结果表明:随着中空咖啡碳聚酯纤维含量的增加,混纺纬平针织物的顶破强力、透气、透湿、保暖性增加,抗起毛起球性能变差,赛络纱织物的综合性能优于环锭纱织物;中空咖啡碳聚酯纤维/棉混纺织物相比于普通涤/棉织物,透气性能可提高66%,透湿性能提高10%,保暖性能提高2.6倍。

染整与化学品

亚甲基丁二酸交联变性对淀粉浆料性能的影响

李伟, 张正桥, 吴兰娟, 刘倩, 魏安方, 程雪冬, 王太冉

纺织学报. 2021, (03):  110-114.  doi:10.13475/j.fzxb.20200303706

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为提升淀粉浆料的使用性能,以亚甲基丁二酸(MSA)为交联剂,采用半干法制备了不同交联度的亚甲基丁二酸交联淀粉(MSACLS)。对其颗粒结构与表观形貌进行了表征分析,考察了MSA交联变性对淀粉浆液黏度热稳定性、黏附性以及对浆膜力学性能与水溶性的影响。结果表明:这种交联变性能够明显提升淀粉浆液的黏度热稳定性及其对涤纶纤维的黏附性,提高浆膜的力学性能,降低浆膜的水溶性;随着交联度的增大,MSACLS浆液的黏度热稳定性、对涤纶纤维的黏附力及其膜的断裂强度逐渐提高,浆膜的断裂伸长率呈现先提高后降低的趋势,水溶性逐渐降低;选择交联度为49.4的MSACLS在涤纶经纱上浆中使用为宜。

基于机器视觉的单组分染液浓度快速检测方法

田宇航, 王绍宗, 张文昌, 张倩

纺织学报. 2021, (03):  115-121.  doi:10.13475/j.fzxb.20200502207

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针对印染行业的单组分染液浓度的检测需求,提出一种基于机器视觉的对单组分染液浓度进行快速检测的方法。该方法采用颜色亮度可调的背光光源和彩色工业相机搭建机器视觉检测平台,将质量浓度范围在0~0.4 g/L的单组分染液样品通过玻璃皿置于背光光源上进行图像采集和处理,获取染液颜色特征值(R、G、B值),拟合不同光源条件下的R、G、B值随染液浓度变化的曲线,以朗伯比尔定律为依据建立R、G、B值与染液浓度的关系模型,实现染液浓度的预测。结果表明,对于DRA-3R染料溶液,光源为蓝光(亮度等级为50)条件下建立的最小值模型预测精度最高,平均相对误差绝对值为3.35%,并且该方法检测速度快、成本低,为染液浓度在线检测的工业化应用提供了一定的研究基础。

高效无卤阻燃棉织物的制备及其结构与性能

马亚男, 沈军炎, 骆晓蕾, 张聪, 尚小磊, 刘琳, KRUCINSKA Izabella, 姚菊明

纺织学报. 2021, (03):  122-129.  doi:10.13475/j.fzxb.20200603408

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为了提高棉织物的阻燃效果与耐久性,以磷酸二氢铵(NH₄H₂PO₄)和尿素为原料,经磷酸化改性制备无卤耐久阻燃棉织物。通过研究原料物质的量比、反应时间、反应温度对阻燃棉织物接枝率与白度的影响,确定了最佳工艺条件:脱水葡萄糖单元(AGU)、NH₄H₂PO₄与尿素的量比为1∶2.5∶15,反应温度为130 ℃,反应时间为90 min。测试了阻燃棉织物的阻燃性能与耐水洗性能及力学性能等。结果表明:阻燃棉织物的极限氧指数(LOI)由原棉织物的18%提高到50.9%,达到不燃级别;经800 ℃热分解,残炭量上升到40.0%左右,具有优异的热稳定性;经30次标准洗涤测试后,LOI值仍可达到28.5%,表现出较好的耐洗涤性;该法实现了棉织物的高效耐久阻燃。

纳米二氧化硅改性水性聚氨酯防水透湿涂层织物的制备及其性能

丁子寒, 邱华

纺织学报. 2021, (03):  130-135.  doi:10.13475/j.fzxb.20200407206

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为提升水性聚氨酯涂层织物的防水透湿功能,采用R972疏水型气相纳米二氧化硅对水性聚氨酯进行共混改性,以涂层的方式对纯棉针织物进行整理。利用红外光谱仪、扫描电子显微镜和超景深显微镜对纳米二氧化硅水性聚氨酯复合涂层的结构和形貌进行表征。研究了纳米二氧化硅质量分数对织物防水透湿性能的影响。结果表明:疏水型气相纳米二氧化硅可以在水性聚氨酯体系中发挥良好的纳米效应,并且对水性聚氨酯涂层膜的结构并无较大影响;当纳米二氧化硅质量分数为1.5%时,涂层膜的吸水率降低55.4%,涂层织物的透湿量增加54.7%,耐静水压和接触角分别增大86%和131.4%,同时复合涂层的力学性能也得到了显著改善。

稀土铝酸盐在面料上的发光性能

赵欢, 潘力, 崔晓爽

纺织学报. 2021, (03):  136-142.  doi:10.13475/j.fzxb.20191005207

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为提高稀土铝酸盐在面料上的发光印花效果,采用单因素分析方法和正交试验研究发光材料稀土铝酸盐粒径大小及添加量、黏合剂质量分数及丝网目数和焙烘条件等制备工艺对纯棉及涤/棉(65/35)2种面料发光印花效果的影响。探究了不同颜色发光材料及不同颜色面料基底对发光印花效果的影响,测试与分析了发光印花面料的服用性能,得到最佳发光印花效果面料的制备工艺:发光材料粒径为30 μm,发光材料添加量为25%,黏合剂质量分数为50%,丝网为80目,焙烘温度为160 ℃,焙烘时间为3 min。结果表明:不同色相面料基底之间的发光效果存在个体差异性,其中面料基底颜色明度越高,发光效果越好,所得发光印花面料的服用性能相对较好。

磁控溅射Ag/ZnO纳米薄膜涤纶织物的制备及其性能

孟灵灵, 魏取福, 严忠杰, 仲珍珍, 王小慧, 沈佳宇, 陈洪炜

纺织学报. 2021, (03):  143-148.  doi:10.13475/j.fzxb.20200501806

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为探讨织物结构对表面沉积纳米复合薄膜形貌及性能的影响,采用直流射频共溅法,以不同组织结构纯涤纶织物为基材,分别以金属银(Ag)与锌(Zn)为靶材,制备Ag/ZnO纳米薄膜。对表面沉积Ag/ZnO薄膜的涤纶织物的形貌结构,沉积颜色、防紫外线性能及电磁屏蔽性能进行表征。实验结果表明:非织造布表面薄膜颗粒分布较为均匀,机织布表面纳米颗粒最不平整,针织布表面纳米颗粒粒径较小,并存在部分团簇颗粒;试样表面Ag衍射峰较明显,但ZnO依然以非晶态形式存在;针织布表面沉积Ag/ZnO薄膜后,其明度最小,颜色较暗;以非织造布为基材的试样其防紫外线性能及电磁屏蔽效果最明显。

服装工程

全成形双层结构针织服装工艺模型研究与应用

詹必钦, 丛洪莲, 吴光军

纺织学报. 2021, (03):  149-154.  doi:10.13475/j.fzxb.20200702107

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为深入探讨全成形针织服装复杂款式结构,丰富全成形针织服装款式样板,研究了四针床全成形双层结构针织服装设计方法及编织工艺。在四针床全成形单层结构服装研究基础上,通过分析体型特征、人体运动松量和服装原型特征,设计出双层结构服装原型纸样。针对此纸样设计出一款典型双层结构上装,对其版型设计、工艺方法和成形原理进行分析。结果表明:从单层结构服装到双层结构服装转化过程中,里外层结构通过一体成形编织工艺形成款式造型;连接处模型有O型、X型、H型、XO型4种方式保持衣身平衡,以确保里外层连接处尺寸差的精确调整;细部模型通过集圈编织、局部编织形成;根据编织工艺参数及里外层服装在结构上的差异可得到适合人体曲线的全成形双层结构服装。

基于改进蚁群算法的Flexsim衬衣流水线仿真优化

张苏宁, 王泽, 马大力

纺织学报. 2021, (03):  155-160.  doi:10.13475/j.fzxb.20200700606

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针对服装流水线存在作业负荷不均、加工周期长,传统编排优化方式对其生产效率提升程度有限的问题,围绕在制品传递时间和传递路径2个因素,以工厂男衬衣流水线为例,利用改进蚁群算法和Flexsim软件对流水线进行优化与虚拟仿真研究。首先对流水线进行拆组优化,编制效率由原来的54.07%升至75.95%。瓶颈工序的耗时降低,但流水线的效率仍有待提升。在此基础上使用改进蚁群算法进行二次优化,通过搭建流水线数学模型与仿真模型,利用Flexsim进行模拟。运行结果表明,日产量由一次优化后的498件升至592件,生产效率较之前又有进一步地提升,流水线编制效率提升到88.96%,证明改进蚁群算法和Flexsim软件可对服装流水线进行仿真优化,并具有普适性。

机械与器材

基于纬编针织物特性的静电吸附力模型

刘立东, 李新荣, 刘汉邦, 李丹丹

纺织学报. 2021, (03):  161-168.  doi:10.13475/j.fzxb.20200700808

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为提高工业机器人在纺织服装行业的使用率,拓展静电吸附式末端执行器的使用范围,提升服装加工过程中面料自动抓取和转移自动化程度, 以纬编针织物为例,首先分析纬编针织物的结构特性和纤维成分对静电吸附力大小的影响,分别建立了织物单元的三维结构仿真模型和织物相对介电常数的计算模型。在此基础上构建纬编针织物的静电吸附力模型;然后通过仿真软件对模型进行验证。结果表明,利用该模型可计算出静电极板对纬编针织物的吸附力大小。该研究结果为实现面料的自动抓取和转移提供了新的思路。

基于统计能量分析的簇绒地毯织机高频噪声抑制

张子煜, 徐洋, 盛晓伟, 解国升

纺织学报. 2021, (03):  169-174.  doi:10.13475/j.fzxb.20200704006

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为有效抑制簇绒地毯织机高频噪声,提出了基于统计能量分析(SEA)的簇绒地毯织机高频噪声降噪方法,并运用三聚氰胺多孔吸声材料实现了高频噪声的抑制。首先建立了包含13个结构子系统和10个声腔的簇绒地毯织机高频噪声SEA模型,随后采用理论计算方法确定了各子系统的模态密度、内损耗因子以及耦合损耗因子。实验测量了簇绒地毯织机工作时振动加速度信号从而获取SEA模型高频噪声声压级,并通过与簇绒地毯织机工作时实际声压级情况对比验证了SEA模型的有效性。最后在簇绒地毯织机表面粘附了不同厚度的三聚氰胺多孔吸声泡沫板实现降噪。结果表明:该方法能够满足工程上对簇绒地毯织机高频噪声抑制的要求,且噪声频率和三聚氰胺多孔吸声材料的厚度均对结果有影响。

综合述评

聚合物基石墨烯复合纤维及其纺织品研究进展

姜兆辉, 李永贵, 杨自涛, 郭增革, 张战旗, 齐元章, 金剑

纺织学报. 2021, (03):  175-180.  doi:10.13475/j.fzxb.20200203806

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针对高纯石墨烯纤维可纺性差、成本高及分散难等问题,归纳了石墨烯的功能化改性方法,并对聚合物基石墨烯及其纺织品的研究进展进行综述。通过石墨烯与聚合物基体相的相互作用分析,深入探讨石墨烯对聚合物基石墨烯纤维微结构的影响机制,提出聚合物基石墨烯纺织品开发面临的技术挑战和理论难题。研究表明,石墨烯的高导电性和聚合物基体的柔性赋予聚合物基石墨烯纤维良好的可编织性,可确保其在拉伸、扭转、冲击等条件下具有良好的电导率稳定性,有望加快柔性可穿戴纺织品的开发进程。最后指出,利用可控和可预测的加工技术,在解决石墨烯高效分散的基础上可解决石墨烯高成本的问题,是聚合物基石墨烯纺织品的重要研究方向。

光诱导表面改性技术在织物阻燃中的应用研究进展

周颖雨, 王锐, 靳高岭, 王文庆

纺织学报. 2021, (03):  181-189.  doi:10.13475/j.fzxb.20200601410

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为提高纺织品的阻燃耐久性、耐水洗性,解决传统阻燃改性手段无法满足绿色、环保理念的矛盾,进一步拓宽光诱导表面改性制备阻燃织物的技术手段、研究领域,是行之有效的方法之一。阐述了光诱导表面改性技术的反应机制、涂层阻燃机制、表面后整理方法,介绍了光诱导改性阻燃在棉、聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈等织物中的应用现状,分析了当前阻燃改性存在的问题。指出:未来的发展重点将是扩大光诱导的光源,尤其是能量低、生物安全的自然光;光诱导的可控聚合技术将有望成为实现织物表面阻燃涂层设计与可控生长的重要技术方法,以此推动光诱导表面处理技术在功能性阻燃织物中的广泛应用。

人体轮廓机器视觉检测算法的研究进展

冯文倩, 李新荣, 杨帅

纺织学报. 2021, (03):  190-196.  doi:10.13475/j.fzxb.20200307007

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为了更好地将轮廓视觉检测方法应用于非接触式二维人体围度测量,总结了近年来轮廓视觉检测的方法,包括基于边缘算子的检测、基于数学形态学的检测、基于水平集的主动轮廓模型的检测算法。通过实验效果图对比,重点评述了轮廓视觉检测方法的边缘清晰度、抗噪能力以及目标边缘定位能力,其中特别探讨了Canny边缘算子在优化与改进方面的研究进展。相关研究为实现背景和穿着复杂情况下的人体轮廓视觉检测提供了理论参考。最后阐述了人体轮廓视觉检测存在的挑战及机遇,指出人体轮廓视觉检测在非接触式二维人体围度尺寸测量方面具有很好的发展前景。