纺织学报

纺织品仿生结构生色

王晓辉, 刘国金, 邵建中

纺织学报. 2021, (12): 1-14. doi:10.13475/j.fzxb.20211108514

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结构生色是一种无需应用染料/颜料等化学着色剂就能产生绚丽多彩颜色的物理生色技术,该技术的研发和应用可为生态纺织的发展起到积极的推动作用。为此,简要介绍结构生色的基本概念和原理并从纺织染整的角度,阐述纺织品仿生结构生色常用的技术手段及其工业化应用存在的问题和面临的挑战,提出解决这些问题的若干思路和策略;概述结构生色技术在生态纺织、时尚纺织和智能纺织领域的应用和潜在应用,展望纺织品结构生色的未来发展方向。认为:色素着色和结构生色的并存和结合将是未来纺织染整领域发展和进步的必由之路。

纤维素/海藻酸钙共混纤维的制备及其性能

陈子晗, 姚勇波, 生俊露, 颜志勇, 张玉梅, 王华平

纺织学报. 2021, (12): 15-20. doi:10.13475/j.fzxb.20210204706

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针对纤维素纤维易燃烧的问题,首先以离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([AMIM]Cl)为溶剂共溶解纤维素与海藻酸,然后以氯化钙溶液为凝固浴,采用干喷湿法纺丝制备了纤维素/海藻酸钙共混纤维。研究了纤维素/海藻酸钙组分比对共混纤维结构和性能的影响。结果表明:纤维素/海藻酸钙共混纤维结构致密,二者之间存在氢键相互作用;虽然海藻酸钙的存在使共混纤维的力学性能降低,但当海藻酸钙质量分数为30%时,共混纤维的断裂强度为123 MPa,离火自熄时间仅为1.1 s,表现出优良的离火自熄特性;纤维素/海藻酸钙共混纤维的吸湿平衡回潮率为7.33%~7.75%,具有类似再生纤维素纤维的优良吸湿性能与服用性能。

聚酯/二氧化硅/橙活性成分改性纤维的制备及其性能

黄效华, 周家良, 池姗, 刘彦明, 伏广伟, 胡泽旭, 相恒学, 朱美芳

纺织学报. 2021, (12): 21-27. doi:10.13475/j.fzxb.20210201908

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为解决天然活性成分改性聚酯纤维生产过程中,天然成分不耐高温易损失导致功能下降的问题,通过分子巢技术将超临界CO₂萃取获得的橙活性成分装载入介孔SiO₂载体中,进而制备具有良好抑菌、抗病毒效果的聚酯/二氧化硅/橙活性成分改性纤维。对改性纤维的形貌结构、化学结构、力学性能、活性成分含量、抗菌性能和抗病毒性能等进行测试与分析。结果表明:制备的介孔SiO₂的尺寸为(100±5) nm,比表面积为729.7 m²/g,平均孔径为 2.55 nm;聚酯/二氧化硅/橙活性成分改性纤维的断裂强度为3.22 cN/dtex,纤维中橙活性成分柚皮甙含量为(0.41±0.05) mg/kg,抑菌率大于或等于91%,抗病毒率大于或等于99%,均显著优于普通聚酯纤维(p<0.01)。

还原氧化石墨烯增强聚乳酸纳米纤维膜的制备及其性能

王曙东, 董青, 王可, 马倩

纺织学报. 2021, (12): 28-33. doi:10.13475/j.fzxb.20210203306

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针对静电纺聚乳酸(PLA)纳米纤维膜力学强度不高的问题,将一定质量的还原氧化石墨烯(rGO)分散于PLA和二甲基甲酰胺(DMF)纺丝溶液中,通过静电纺丝法制备PLA/rGO复合纳米纤维膜。对纺丝液的流变性能以及复合纳米纤维膜的形貌结构、微观结构和力学性能进行分析,采用四唑盐比色法对复合纳米纤维膜的细胞相容性进行表征。结果表明:rGO成功地复合至PLA纳米纤维中,且以不规则球状形式分布于PLA纳米纤维膜中;rGO的复合显著提升了PLA纳米纤维膜的力学强度,当rGO质量分数为0.6%时,复合纳米纤维膜的断裂强度达2.02 MPa,是纯PLA纳米纤维膜2.3倍;培养1、3和7 d后,小鼠胚胎成骨细胞可在复合纳米纤维膜上生长和增殖,表明PLA/rGO复合纳米纤维膜具有较好的细胞相容性。

聚丙烯腈/BaTiO₃复合纳米纤维过滤膜的制备及其性能

贾琳, 王西贤, 李环宇, 张海霞, 覃小红

纺织学报. 2021, (12): 34-41. doi:10.13475/j.fzxb.20210202008

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为制备高效低阻的纳米纤维过滤膜,将无机驻极体BaTiO₃纳米颗粒加入聚丙烯腈(PAN)溶液中,利用静电纺丝方法制备PAN/BaTiO₃复合纳米纤维过滤膜,对其表面形貌、化学结构、水接触角、力学性能和过滤性能进行分析。结果表明:PAN/BaTiO₃纳米纤维的直径比纯PAN纳米纤维略有降低,且BaTiO₃纳米颗粒均匀地分散在纤维内部;与纯PAN纳米纤维膜相比,PAN/BaTiO₃复合纳米纤维过滤膜的水接触角更大,抗污染能力更强,拉伸强度最高增加了75.5%;当BaTiO₃质量分数为0.75%时,PAN/BaTiO₃复合纳米纤维过滤膜的过滤效率为98.9%,阻力压降为42.7 Pa, 品质因子为0.105 6,其中静电吸附作用占总过滤效果的36.2%,该纤维膜过滤性能最好,且具有一定的循环使用性能。

热塑性聚氨酯/特氟龙无定形氟聚物超疏水纳米纤维膜制备及其性能

许仕林, 杨世玉, 张亚茹, 胡柳, 胡毅

纺织学报. 2021, (12): 42-42. doi:10.13475/j.fzxb.20210201807

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针对纳米纤维膜力学性能低和疏水性较差的问题,首先采用静电纺丝法制备热塑性聚氨酯(TPU)纳米纤维膜,然后通过浸渍特氟龙无定形氟聚物(AF)溶液获得TPU/特氟龙AF超疏水纳米纤维膜,借助扫描电子显微镜、电子万能试验仪、视频接触角张力仪等探究了浸渍质量分数、浸渍时间对纳米纤维膜疏水性及力学性能的影响。结果表明:当特氟龙AF溶液质量分数为6%时,该纳米纤维膜水接触角大于150°,油接触角小于3°,展现出超疏水性;该纳米纤维膜的力学强度不受浸渍的影响,弹性模量可达到5.09 MPa,在过滤介质、生物医学领域等具有良好的潜在应用价值。

基于三维显微成像的毛竹横截面结构表征

陈海鸟, 田伟, 金肖克, 张红霞, 李艳清, 祝成炎

纺织学报. 2021, (12): 49-54. doi:10.13475/j.fzxb.20201208206

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为研究毛竹横截面的结构特征和分布规律,借助X射线三维显微镜对毛竹的维管束和基本组织薄壁细胞结构进行研究,分析了维管束长短轴、面积、体积分数和薄壁细胞面积的分布规律。结果表明:毛竹横截面由外到内,其维管束长轴逐渐减小,短轴逐渐增大,最后长短轴趋于一致,维管束面积逐渐增大,体积分数逐渐减小,相邻维管束中心轴距增大,单个薄壁细胞面积逐渐减小,整体上看毛竹横截面呈现梯度变化规律;受毛竹横截面梯度变化的启发,通过改变纤维和树脂的分布可实现仿生复合材料整体结构的梯度变化,将其应用于仿生复合材料设计中,可开展仿生纤维复合材料研究。

基于Elasticsearch的纺纱生产数据追溯方法

王波波, 郑小虎, 申兴旺, 鲍劲松, 刘天元

纺织学报. 2021, (12): 55-62. doi:10.13475/j.fzxb.20200904608

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为实现纺纱生产全过程的数字化管理和数据可追溯,提出了一种基于Elasticsearch的纺纱生产数据追溯方法。在考虑纺纱生产全流程的情况下,针对现有的人工标识体系,通过将标识数字化并规范化存储,提高数据可追溯性。同时,通过建立双向追溯方法并设计合理的追溯及融合路径,提高数据追溯性能。与常见的基于MySQL和SQL Server方法的对比实验结果表明:本文方法具有更好的存储稳定性,在追溯速度上分别是MySQL和SQL Server方法的1.6和1.2倍;在数据管理和融合上,采用的数据格式更加灵活,具备可扩展性,该方法在改善纺纱生产的质量溯源方面具有一定的应用价值。

纬排2比1纬二重渐变显色结构设计原理与方法

彭稀, 屠永坚, 周赳

纺织学报. 2021, (12): 63-69. doi:10.13475/j.fzxb.20210200508

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为传承与发展中国古代织锦,通过分析地结型纬二重结构织锦的结构特征和技术限制,提出基于2比1纬排的纬二重遮盖结构与影光组织相结合的数码提花设计原理和方法。设计分为显色表纬为乙纬和甲纬2部分,针对2种遮盖原理设计2组表、里纬组织和对应遮盖技术点,其中表组织设计采用位移法和叠加筛选法,并通过影光加强法设计2个组合组织库。最后通过设计实践验证方法的可行性和效果。结果表明:该方法提高了织物的色彩表达能力,可在同一织物上实现以甲纬渐变为主、乙纬渐变为辅的2种渐变色彩效果,为传统提花织物的数码化创新设计提供借鉴。

基于图像技术的织物导湿性能测试方法

熊晶晶, 杨雪, 苏静, 王鸿博

纺织学报. 2021, (12): 70-75. doi:10.13475/j.fzxb.20201102406

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为提高织物导湿性能测试的准确性,在传统滴液法的基础上借助摄像机获得织物润湿图像后,利用同态滤波对图像进行增强预处理,再经阈值分割和形态学处理后,提取到织物的导湿面积对其导湿性能进行表征。重点分析了测试用液体、滴液高度、滴液用量及图像采集样本数量等参数对导湿性能测试结果稳定性的影响。结果表明:图像技术方法较传统方法更快速准确,稳定性和再现性好;以机织物作为测试对象时,选择测试液体为去离子水,单次滴液量为40 μL,滴液高度为2 cm时,重复实验5次,此时织物导湿面积测试结果变异系数小,测试方法稳定性较高。

经编全成形脖套的结构设计与工艺实现

邹亚男, 夏风林, 董智佳, 黄梦婷, 储开元

纺织学报. 2021, (12): 76-80. doi:10.13475/j.fzxb.20210306705

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针对目前脖套结构单一,裁剪缝制加工工序多且有裁剪损耗等问题,在分析研究人体头颈部位尺寸数据的基础上,结合经编全成形原理进行全成形脖套款式结构设计与开发。首先确定基础纸样结构,在纸样上进行穿戴部位设计与结构分区,对于口鼻部位进行一体成形的双层织造结构开发,通过贾卡变化组织定位设计实现双层结构局部开口;之后在经编针织物CAD系统中进行贾卡组织设计,建立工艺模板并进行织物结构仿真;最后应用Style 3D软件进行经编全成形脖套的三维建模与虚拟展示。研究结果表明,一体成形的双层结构可通过贾卡变化组织实现,通过经编全成形织物的二维仿真与三维虚拟展示可快速预览开发织物的穿戴效果,为实现经编全成形新品的快速开发提供有效途径。

三维六向编织SiC_f/SiC复合材料的力学行为及其损伤机制

袁琼, 邱海鹏, 谢巍杰, 王岭, 王晓猛, 张典堂, 钱坤

纺织学报. 2021, (12): 81-89. doi:10.13475/j.fzxb.20210300309

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为解决陶瓷基复合材料在服役过程中因拉伸和弯曲导致的失效问题,以三维六向编织SiC_f/SiC复合材料为研究对象,分析了受力过程中复合材料力学行为与纤维及结构的联系机制。采用微计算机断层扫描技术获得材料结构及孔隙的三维图像,对复合材料纵向和横向进行拉伸、弯曲性能测试,并阐明其损伤机制。结果表明:复合材料呈现明显的各向异性特性,纵向拉伸强度和弯曲强度分别是横向的10.37、5.06倍;复合材料不同方向受力的损伤模式不同,拉伸载荷下纵向试样裂纹沿着六向纱呈Z字形扩展,而横向试样裂纹沿着编织轴向扩展,最终导致拉伸破坏;弯曲载荷下裂纹沿着厚度方向扩展,并最终导致纵向及横向试样的韧性断裂,且纵向韧性优于横向。

织物喷雾上浆雾化质量评价

王博文, 林森明, 岳晓丽, 钟毅, 陈慧敏

纺织学报. 2021, (12): 90-96. doi:10.13475/j.fzxb.20200804808

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为衡量织物喷雾上浆工艺参数配置的合理性,对织物喷雾上浆雾化质量进行了量化。首先介绍了织物上浆液的特性,给出浆液雾化流场图像的获取方法和预处理过程;然后计算了雾化流场喷雾角和喷雾图像相似度,评价浆液雾化流场的稳定性;最后,以相对喷嘴同一位置处的局部喷雾图像为计算区域,计算雾化粒径并统计雾化粒子数量,分析了液滴颗粒的分布,评价了浆液雾化流场的均匀性。结果表明:浆液雾化流场的稳定性评价和均匀性评价,从不同尺度量化了织物喷雾上浆雾化质量,揭示了高黏度浆液的稳定运动状态;通过探究入射在织物表面的浆液小液滴的大小及其分布,为织物喷浆工艺参数的微量调整、织物喷浆质量的在线评价提供参考。

超临界CO₂流体处理时间对二醋酯纤维结构与性能的影响

朱维维, 管丽媛, 龙家杰, 施楣梧

纺织学报. 2021, (12): 97-102. doi:10.13475/j.fzxb.20201103406

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为将超临界CO₂流体应用于二醋酯纤维的功能化加工,赋予二醋酯纤维高附加值,借助扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪、X射线多晶衍射仪、热重差热分析仪、万能材料试验机探讨了超临界CO₂流体处理时间对二醋酯纤维表观形态、化学结构、聚集态结构及热性能和拉伸断裂性能的影响。结果表明:经超临界CO₂流体处理60、90、120 min后,二醋酯纤维表面颗粒状杂质被去除,其分子链排列规整度下降,结晶度由未处理纤维的39.41%分别下降至35.33%、31.57%、36.10%,纤维断裂强力呈先下降后增加趋势;当处理时间为120 min时,二醋酯纤维分子链间氢键作用强度略微降低,其熔点基本不变,高温下纤维质量损失率由未处理纤维的89.52%增加至95.66%。

高含盐废水中TiO₂复合光催化剂光降解甲基橙机制及性能

施敏慧, 李冰蕊, 王挺, 吴礼光

纺织学报. 2021, (12): 103-110. doi:10.13475/j.fzxb.20201200708

摘要 ( 298 )

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为深入分析盐离子对TiO₂基光催化剂降解有机物污染物过程的影响作用,通过空穴和自由基捕获剂的加入,研究了可见光激发下高含盐废水体系中光降解甲基橙的机制。在此基础上,探索了高含盐废水体系中TiO₂复合光催化剂对污染物降解性能提升的方法。结果表明:可见光激发催化剂形成的光生空穴是有机污染物降解的关键因素,废水体系中盐离子主要干扰体相中光催化反应;当有机污染物被大量吸附于催化剂表面时,盐离子的存在对光催化反应的干扰小;乙二醇热还原处理后的催化剂中Ti³⁺含量的增加,提升了催化剂的可见光响应和光催化活性;接枝于还原氧化石墨烯表面的少量乙二醇促进了催化剂对甲基橙的吸附,从而更有效地抵抗盐离子干扰。

层层组装氧化石墨烯/聚吡咯涂层棉织物的电磁屏蔽性能

邹梨花, 杨莉, 兰春桃, 阮芳涛, 徐珍珍

纺织学报. 2021, (12): 111-118. doi:10.13475/j.fzxb.20201106008

摘要 ( 341 )

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为制备高效吸波型电磁屏蔽织物,采用层层组装法在棉织物表面构筑氧化石墨烯/聚吡咯(GO/PPy)功能膜。借助傅里叶红外光谱仪和扫描电子显微镜对GO/PPy涂层织物的结构进行表征,通过万用表和矢量网络分析仪测试织物的导电性能和电磁屏蔽性能。结果表明:织物的阳离子化处理有利于氧化石墨烯和聚吡咯的沉积,适宜的GO质量浓度(0.4 g/L)有利于提升织物的电磁屏蔽效能;随着组装层数的增加,织物的电磁屏蔽性能增加,当组装层数为20时,织物的电磁屏蔽效能达到39.2 dB,可屏蔽99.98%的电磁能;织物对电磁波的吸收率始终大于50%,其主要的屏蔽机制为吸收而非反射。

热湿处理对免烫羊毛织物保形性能的影响

黄宏博, 韩宗保, 郭恒, 姚金波, 姜会钰, 夏治刚, 王运利

纺织学报. 2021, (12): 119-124. doi:10.13475/j.fzxb.20201004806

摘要 ( 308 )

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为提升热湿处理后免烫羊毛织物的保形性能,分别在不同温度和湿度条件下对免烫羊毛织物进行处理。借助织物折皱弹性测试仪、万能强力仪、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪等对处理前后免烫羊毛织物的折皱回复角、断裂强力和微观结构进行测试与表征。结果表明:免烫羊毛织物的折皱回复角随着测试温度和相对湿度的升高而下降,其中经90%相对湿度、100 ℃条件处理的免烫羊毛织物,折皱回复角降低为原样的88.2%;当免烫羊毛织物的处理温度不变时,断裂强力随着相对湿度的增高而逐渐下降;经过较高温度热湿处理的免烫羊毛织物,其表面纤维受到损伤,结晶度基本没有变化。

人体局部皮肤的气流敏感性及其影响因素

张昭华, 陈之瑞, 李璐瑶, 肖平, 彭浩然, 张钰涵

纺织学报. 2021, (12): 125-130. doi:10.13475/j.fzxb.20210400607

摘要 ( 506 )

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为探究人体不同体段皮肤对气流的敏感性差异及影响因素,测试了人体前胸、后背上、后背下、大腿前和大腿后5个体段在接受低于皮肤温度5 ℃、等于皮肤温度和高于皮肤温度5 ℃的气流刺激时,各体段的局部皮肤温度变化率以及主观气流强度感觉,应用韦伯分数分析各体段对气流的敏感性差异。结果表明:通风温度对人体气流敏感性有显著影响,当通风温度与局部皮肤温度相等时,皮肤气流敏感性最差,说明温度感受器对皮肤气流感知发挥重要作用;后背上部与大腿前部对热气流最敏感,而后背下部与大腿后部对冷气流最敏感,但各部位之间并未发现显著的统计学差异。

Voronoi图形在参数化服装造型构建中的应用

王迪, 柯莹, 王宏付

纺织学报. 2021, (12): 131-137. doi:10.13475/j.fzxb.20210503707

摘要 ( 442 )

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为解决高复杂度生成几何图形难以通过传统设计方式应用于服装设计实践的问题,选择具有代表性的生成几何图形—Voronoi图形作为实验对象,由人体模型驱动建立高度贴合人体表面曲率的服装廓型曲面,利用grasshopper插件生成Voronoi图形,通过点、线干扰等方式改变生成点集以改变其呈现形态,执行“morph to surface”命令将二维Voronoi图形赋予三维服装曲面,实现从二维生成几何图形到三维立体服装模型的转换,通过“weavebird”插件完成对模型的加厚、圆滑处理,赋予其白色漫反射材质,得到符合现代审美的参数化服装立体造型。研究结果表明:通过参数化服装模型的构建,可运用三维软件Rhino结合其插件grasshopper进行参数化服装造型的设计,并通过多种方式的干扰建立形式多变、参数可控的三维数字服装模型。

基于模拟评分的服装推荐改进算法

江学为, 田润雨, 卢方骁, 张艺

纺织学报. 2021, (12): 138-144. doi:10.13475/j.fzxb.20210204107

摘要 ( 413 )

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针对传统服装推荐算法中缺乏对消费者与服装特性的关注,以及预测结果缺乏针对性和有效性的问题,利用服装编码、时间间隔和欧氏距离等参数构建了消费者购物兴趣衰减模型,提出基于模拟评分的服装推荐改进算法。对比了模拟评分算法与基于奇异值分解的改进算法的预测值和真实值之间的平均绝对误差。结果表明:模拟评分算法预测评分的平均绝对误差为0.808,相对于基于奇异值分解的改进算法,误差降低了0.024,其中25%的个案的误差大于1,排除这部分个案后的平均绝对误差为0.632;通过对消费者进行回访分析发现,90%消费者的推荐准确率大于96%,只有10%的消费者的推荐准确率为60%~64%;导致误差较大的原因是这部分消费者的喜好发生变化,或是长期没有购买服装。

棉纺精梳机钳板的变形及其应力分析

梁灼, 贾国欣, 任家智, 李金键

纺织学报. 2021, (12): 145-150. doi:10.13475/j.fzxb.20210106306

摘要 ( 249 )

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为研究棉纺精梳机下钳板工作状态时的变形与应力,对钳板钳持过程的动力学进行分析,建立了弹簧压力、钳板钳持力矩、钳板有效压力、下钳板变形及应力的数学模型;利用Ansys有限元分析软件对分别采用铬合金、铝合金及钛合金时下钳板的应力及变形进行仿真及分析。结果表明:在钳板钳口钳持状态下,3种不同合金材料的下钳板的实际最大应力远小于其许用应力;在工作状态时,3种不同合金材料下钳板的最大变形分别为钛合金0.008 mm, 铝合金0.010 3 mm, 铬合金0.019 3 mm,即采用钛合金下钳板时下钳板变形最小,有利于改善上下钳板握持状态,改善梳理质量及减少可纺纤维损失。

非均布热管换热器的流动及其传热性能

钱淼, 胡恒蝶, 向忠, 马成章, 胡旭东

纺织学报. 2021, (12): 151-158. doi:10.13475/j.fzxb.20201201908

摘要 ( 303 )

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为降低热管换热器的流动阻力并增强其换热效率,提出一种水滴形非均布热管换热器结构。使用计算流体力学软件ANSYS Fluent对传统错排热管阵列、水滴形热管阵列及非均布水滴形热管阵列的换热性能展开数值模拟,得到了其在不同雷诺数下的努塞尔数、阻力系数以及综合换热性能指标的变化曲线。对比分析结果表明:相对于传统错排热管阵列,水滴形热管阵列有效传热面积较大,内部流体流动无涡出现,流动摩擦较小,具有更大的努塞尔数以及更小的阻力系数,综合换热性能指标更佳;通过非均布设计,水滴形热管阵列内的流动紊流度增加,努塞尔数变大,换热性能增加。

基于柔性薄膜传感器的服装压力检测仪研制

刘杰, 高志

纺织学报. 2021, (12): 159-165. doi:10.13475/j.fzxb.20210404207

摘要 ( 271 )

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为增大服装压力检测装置中传感器与人体贴合的顺应性,进而提高服装压力测量的精确度,提出了使用柔性薄膜传感器进行服装压力测量的方法。以聚氯乙烯作为柔性基体,包覆导电纤维制成柔性传感器,将传感器连通缓冲气室,与气泵、排气阀构成气动回路,实现服装压力与气室压力的转换;基于开发的柔性传感器,选用可编程逻辑控制器作为主控单元,研制了一款可触屏操作和存储、打印数据的服装压力检测仪;完成系统标定后通过重复性实验,验证了检测仪的测量精度和可行性,6次测量结果最大标准偏差为0.088 5。研究认为,该检测仪可准确完成多点服装压力的实时测量,适用于压力服装的出厂压力检测,也为服装压力检测方法的研究、控制元件选择等提供新思路。

界面光热转换水蒸发系统用纤维材料的研究进展

葛灿, 张传雄, 方剑

纺织学报. 2021, (12): 166-173. doi:10.13475/j.fzxb.20201007508

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为缓解化石能源日益匮乏以及淡水资源短缺等问题,促进纤维材料在水资源利用方面的开发和应用,对以纤维材料为主要原料的界面光热转换水蒸发系统的最新研究进展进行综述。首先介绍了界面光热转换水蒸发技术的主要原理、发展历程和应用领域;然后分别分析了界面光热转换水蒸发系统中的光热转换材料和辅助材料,并以不同的功能作为切入点,详细阐述了纤维材料功能多样化、轻质、低成本和便于加工等特性,展示了其作为界面光热转换水蒸发系统主要原料的优异性能;最后针对在界面光热转换水蒸发系统中使用纤维材料所面临的挑战以及如何提升系统的实用性进行展望,希望能够推动纤维材料在界面光热转换技术中的广泛应用。

人造蜘蛛丝与仿蜘蛛丝纤维的研究进展

王松立, 王美林, 周湘, 刘遵峰

纺织学报. 2021, (12): 174-179. doi:10.13475/j.fzxb.20210905206

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蜘蛛丝因其优异的力学性能和良好的生物相容性,一直吸引着科学家的研究兴趣。但蜘蛛在大规模繁殖中互相残杀的特性导致其无法像蚕丝一样实现商业化生产,因此,研发人造蜘蛛丝及仿蜘蛛丝纤维成为解决上述问题的有效方法。为更好地理解蜘蛛丝强韧的本质,综述了天然蜘蛛丝的结构,包括一级结构、β-折叠晶体网络(纳米纤维)结构及其形成过程。介绍了目前人造蜘蛛丝与仿蜘蛛丝纤维的制备进展,包括使用的多肽、非重组蜘蛛纤维蛋白、高分子材料和碳纳米管材料等,为下一步研究与规模化制备人造蜘蛛丝及仿蜘蛛丝纤维提供参考。

航天器用高性能纤维编织绳索研究进展

丁许, 孙颖, 罗敏, 王兴泽, 陈利, 陈光伟

纺织学报. 2021, (12): 180-187. doi:10.13475/j.fzxb.20200907708

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针对空间系绳、桁架式网状可展开天线、热刀压紧释放装置等航天器结构轻量化场景对高性能纤维编织绳索的应用需求,介绍了航天航空工业中常用高性能有机纤维的性能特点,编织绳索的几何结构类型以及在航天器结构中的应用现状。分析了编织绳索在航天器结构中应用存在的主要问题,认为编织绳索的蠕变和应力松弛性能是影响航天器长期服役过程中结构稳定性的关键因素;重点阐述了纤维材料、环境条件、载荷水平等因素对编织绳索蠕变和应力松弛性能的影响;最后指出当前研究中仍存在的一些关键问题,并针对这些问题提出研究建议,期望为航空航天用高性能、高稳定性、可调可控编织绳索的研制提供参考。

金属-有机骨架光催化降解染料的研究进展

李庆, 陈灵辉, 李丹, 吴志强, 朱炜, 樊增禄

纺织学报. 2021, (12): 188-195. doi:10. 13475/j.fzxb.20201201008

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为促进金属-有机骨架(MOFs)在印染废水处理中的应用,对MOFs光催化降解染料的研究进展进行综述。阐述了MOFs的制备方法和空间结构的高可设计性,分析了提升MOFs可见光催化降解能力的策略:采用发色团修饰的有机配体来构筑高可见光响应性的MOFs;选取高可见光敏感的客体分子,通过物理吸附进入MOFs内部空腔或附着于其表面进行后修饰,构建出具有高可见光催化降解效能的MOFs复合材料。论述了提升MOFs循环使用能力即实用性的思路和方法,并分析了MOFs的光催化降解效果和染料降解产物。最后指出:开展基于高水稳定性MOFs的光敏后修饰研究,探索该材料与其他传统材料和技术结合,是推进MOFs在印染废水处理领域应用的努力方向。

棉花中异性纤维检测图像分割和边缘检测方法研究进展

任维佳, 杜玉红, 左恒力, 袁汝旺

纺织学报. 2021, (12): 196-204. doi:10.13475/j.fzxb.20210204309

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为进一步提高棉花中异性纤维的检测效率,对异性纤维图像处理方法进行探究。通过分析不同异性纤维图像边缘检测方法的定位精度、背景模糊以及受噪声影响情况发现,不同图像分割方法中异性纤维边缘连续性和分割效果存在差异性。统计了常见异性纤维图像边缘检测法和图像分割方法,分析了各类处理方法的优势和局限性,归纳了适用于各类异性纤维的检测方法,总结了现有研究中存在的问题和不足。研究认为:目前对不同种类异性纤维检测适用的图像处理方法不同,还无法同时检测出全部种类的异性纤维;应根据实践中具体异性纤维的种类、含量、物理特性等选择适合的检测算法并进行算法融合,开发普适性好的算法以降低成本和减少计算量。

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