纺织学报

高性能纤维及其制品颜色构建的研究进展

夏良君, 曹根阳, 刘欣, 徐卫林

纺织学报. 2023, (06): 1-9. doi:10.13475/j.fzxb.20230200602

摘要 ( 106 )

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高性能纤维及其制品是我国纺织行业重点发展的关键材料,其关系到国民经济发展和国家战略安全。为促进高性能纤维及其制品的发展,掌握其染色方法前沿和发展趋势,突破行业技术瓶颈,综述了国内外高性能纤维及其制品颜色构建的研究进展。重点概述了以芳纶、碳纤维、聚酰亚胺纤维和超高分子量聚乙烯纤维为代表的高性能纤维在颜色构建方面的技术创新,从载体染色、非水介质溶剂染色和原液着色等化学染色法以及物理结构生色法等方面总结了4种高性能纤维颜色构建的基本原理和发展趋势,讨论了高性能纤维色彩构建中遇到的主要挑战,并对该领域的未来研究方向进行了展望。指出,高性能纤维及其制品的颜色构建仍需进一步完善理论研究,以期为推动其高质量发展提供理论和应用参考。

芳纶纳米纤维气凝胶的研究进展

吕婧, 刘增伟, 程青青, 张学同

纺织学报. 2023, (06): 10-20. doi:10.13475/j.fzxb.20230101602

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为推动芳纶纳米纤维气凝胶从实验室走向实际应用,系统介绍了芳纶纳米纤维气凝胶国内外研究现状。首先分析了气凝胶领域面临的主要困难,阐述了芳纶纳米纤维气凝胶开发的重要意义;随后介绍了构筑单元芳纶纳米纤维的制备方法及其流变学行为,为后续芳纶气凝胶材料的制备提供参考;最后重点综述了芳纶气凝胶纤维、芳纶气凝胶薄膜以及3D打印芳纶气凝胶的制备、性能及应用等研究现状,总结了制备过程中一系列新型溶胶-凝胶转变原理,概述了芳纶气凝胶材料性能提升的策略以及在热管理、智能防护和分离过滤等新兴领域中的应用前景。分析认为,芳纶纳米纤维气凝胶发展仍处于初期阶段,优化芳纶纳米纤维气凝胶制备技术、进一步提升其性能仍将是研究的热点与重点。

基于直接氟化技术的芳纶表/界面结构设计与制备研究进展

吕钧炜, 罗龙波, 刘向阳

纺织学报. 2023, (06): 21-27. doi:10.13475/j.fzxb.20230100402

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直接氟化技术作为一种高效、低成本以及可规模化应用的表面处理手段,已广泛应用于材料表面及其复合材料界面的结构设计与调控,以改善复合材料界面的应力传递及其制件的宏观力学性质。从直接氟化技术的原理出发,首先介绍了直接氟化的反应机制、应用领域及当前研究进展,并重点关注了直接氟化技术在纤维表面及复合材料界面的结构设计领域中的应用。同时,根据直接氟化在纤维表面引入的不同活性中心的差异,将直接氟化对纤维表面结构设计的发展历程归纳为3个主要研究阶段:直接氟化调控纤维表面的结构及极性、在纤维表面引入C—F键作为活性中心的衍生接枝反应和在纤维表面引入自由基作为活性中心的衍生接枝反应。最后,针对直接氟化技术的优势和工艺特点,展望了直接氟化技术在复合材料结构设计领域的应用潜力、存在的问题和发展趋势。

易染间位芳纶的制备及其性能

关振虹, 李丹, 宋金苓, 冷向阳, 宋西全

纺织学报. 2023, (06): 28-32. doi:10.13475/j.fzxb.20221202201

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为提升间位芳纶的染色效果,从分子结构改性出发,引入易染基团。采用溶液聚合法在聚合反应过程中加入4,4'-二氨基二苯砜(DDS),在聚间苯二甲酰间苯二胺分子结构中引入砜基,通过调整DDS的加入量调控聚合物分子结构中砜基的含量,采用湿法纺丝工艺制备改性间位芳纶。测试了改性间位芳纶及其织物的染色性能、力学性能、阻燃性能和色牢度。结果表明:随着DDS引入量的增加,改性间位芳纶的染色性能得到明显提升,当间苯二胺与DDS的量比为7∶3时,采用阳离子红染色后改性间位芳纶的K/S值为3.82,比常规间位芳纶提高1.39;采用阳离子蓝染色后改性间位芳纶的K/S值为5.83,比常规间位芳纶提高2.74,采用分散蓝、分散红对纤维染色也具有较好的染色效果。此外,改性间位芳纶织物保持良好的力学性能,其断裂强度为3.65 cN/dtex, 断裂伸长率为35.21%;与常规间位芳纶织物相比,改性间位芳纶织物的力学性能和阻燃性能无明显变化,耐干湿摩色牢度和耐日晒色牢度提升1级。

SnO₂/聚乙烯吡咯烷酮防腐薄膜的制备及其在柔性铝-空气电池中的应用

史豪秦, 于影, 左雨欣, 刘宜胜, 左春柽

纺织学报. 2023, (06): 33-40. doi:10.13475/j.fzxb.20220306901

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为减缓柔性铝-空气电池阳极析氢腐蚀,将纳米二氧化锡(SnO₂)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)均匀分散在无水乙醇中作为前驱体溶液,通过静电纺丝技术制备成SnO₂/PVP薄膜,将附着薄膜的铝箔处理后用作柔性铝-空气电池的阳极。对SnO₂/PVP薄膜进行表征和测试,并探究SnO₂在薄膜中的含量变化对腐蚀抑制率和电池性能的影响。结果表明:SnO₂/PVP薄膜能有效抑制铝-空气电池阳极析氢腐蚀,腐蚀抑制率随SnO₂含量的增加而提高;相比于不添加防腐蚀薄膜的电池,SnO₂质量分数为50%时电池腐蚀抑制率可达62.1%,放电时间延长2.4倍左右,阳极比容量可提高1.5倍以上。

多孔与连通结构碳纳米纤维电极的设计及其电化学性能

王赫, 王洪杰, 赵紫奕, 张晓婉, 孙冉, 阮芳涛

纺织学报. 2023, (06): 41-49. doi:10.13475/j.fzxb.20220309901

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为开发设计具有高电化学性能的碳纳米纤维电极,采用静电纺丝技术、戊二醛交联和高温炭化制备聚丙烯腈/高直链淀粉(PAN/HAS)基碳纳米纤维,并对其形貌、元素组成、石墨化晶体结构和比表面积进行了研究。结果表明:经过戊二醛交联后的碳纳米纤维呈现连通结构,并具有优异的石墨晶体和多级孔结构、较大的比表面积(647 m²/g)和较高的总孔体积(0.60 cm³/g);将其制备成电极,在三电极体系下,当电流密度为1 A/g时比电容为255 F/g,当电流密度为20 A/g时比电容保持率高达71%;经过10 000次充放电循环后,电极比电容的保持率高达99.8%,显示出优异的循环耐久性。

喷丝速率对连续水浴静电纺纳米纤维包芯纱结构与性能的影响

周歆如, 范梦晶, 胡铖烨, 洪剑寒, 刘永坤, 韩潇, 赵晓曼

纺织学报. 2023, (06): 50-56. doi:10.13475/j.fzxb.20220402201

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为实现工艺参数对纳米纤维包芯纱的结构调控,采用连续水浴静电纺丝的方法,以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维为芯纱,聚酰胺6(PA6)纳米纤维为包覆层,制备兼具纳米纤维特性和传统纱线力学性能的纳米纤维包芯纱。对PET/PA6纳米纤维包芯纱的形态、晶体结构和力学性能进行分析与表征。结果表明:纳米纤维包芯纱具有良好的皮芯结构;PA6包覆层的纳米纤维直径为66~80 nm,其孔隙率随喷丝速率的提高而下降,结晶度在19%~24.15%范围内,且随喷丝速率的提高而减小;PA6纳米纤维包覆层的断裂强度和断裂伸长率随喷丝速率的增大而降低,其断裂强度降为常规PA6纤维的1/5;纳米纤维包芯纱保持了芯纱的强力与断裂伸长率等力学性能。

抗菌聚丙烯熔喷材料的反应挤出法制备及其性能

陈卓, 戴钧明, 潘晓娣, 李沐芳, 刘轲, 赵青华

纺织学报. 2023, (06): 57-65. doi:10.13475/j.fzxb.20220103301

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为制备高效抗菌的医用材料,利用反应挤出工艺将氯胺前驱体甲基丙烯酰胺(MAM)通过自由基接枝到聚丙烯(PP)主链上,制备出改性聚丙烯接枝甲基丙烯酰胺(PP-g-MAM)母粒,然后通过熔喷纺丝制备得到熔喷材料并进行氯化处理,对其组成结构、耐热性、力学性能、表面形态、过滤效果和抗菌性能进行综合评价。结果表明:MAM成功接枝到了PP分子链上,且改性对PP的耐热性、熔喷材料的纤维形貌及力学性能影响较小;PP-g-MAM熔喷材料对粒径≥0.3 μm的氯化钠气溶胶的过滤效率为98.6%,氯化熔喷材料的过滤效率下降4%~14%,但可通过电晕再驻极使过滤效率恢复到98%以上;在氯化溶液pH值为5且氯化时间为10 min时,氯化PP-g-MAM熔喷材料中的活性氯含量超过0.03%,其对金黄色葡萄球菌的抑菌率超过98%,且与大肠杆菌接触20 min后抑菌率超过99%。

非可吸收倒刺缝合线握持力及其影响因素

成悦, 左涵, 安琪, 李大伟, 张伟, 付译鋆

纺织学报. 2023, (06): 66-71. doi:10.13475/j.fzxb.20210907201

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握持力是评价非可吸收倒刺缝合线临床应用性能的一个重要指标,为探究影响非可吸收倒刺缝合线握持力的因素,选择5种不同针型结构的实验室自制倒刺缝合线和1种商用倒刺缝合线,在硅胶仿真模拟皮肤组织上进行弯曲模型握持力测试,并利用显微镜观察握持力测试前后不同试样的微观形貌。实验结果显示:缝合线线材的外括角、剪切深度、剪切距离等结构参数直接影响倒刺缝合线的握持力;缝合针的形状、弧形、弦长和曲率等结构参数对倒刺缝合线的握持力也有一定影响,相同条件下,圆形针比三角形针的握持力大,缝合针的弧形和弦长越大、曲率越小,倒刺缝合线的握持力越大。

基于横向振动频率的轴向运动纱线张力测量

李杨, 彭来湖, 刘建廷, 胡旭东, 郑秋扬

纺织学报. 2023, (06): 72-77. doi:10.13475/j.fzxb.20220203101

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为高效、便捷地检测纱线张力,构建了一种基于横向振动频率的非接触检测纱线张力方法。利用弦振动原理推导出纱线横向振动方程,根据纱线振动方程计算纱线振动频率。以轴向运动纱线的张力、速度和频率的拟合公式,通过测量纱线的振动频率可方便快捷地计算出纱线张力。将计算结果经过广义回归神经网络(GRNN)模型进行拟合,进一步提高测量结果的准确性。采用高速相机测量纱线的横向振动位移,并检测纱线的振动频率。利用频率法对32 tex纱线在设定张力分别为40和60 cN,速度分别为6和2 m/s时的张力进行测量。结果表明,利用振动频率测量纱线张力的数据经GRNN拟合,其曲线整体趋势与张力传感器测量的张力趋势相同且更加平滑,便于对生产过程中张力的控制,该方法具有有效性和准确性。

等经浮长的三纬组合全显结构设计与应用

周赳, 胡伊丽

纺织学报. 2023, (06): 78-84. doi:10.13475/j.fzxb.20220103501

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为解决三纬组合全显提花织物在满足色彩丰富的基础上经向浮长不可控的技术问题,对三纬组合全显结构的技术特征进行深入分析,优化影响组合全显结构中经向浮长的技术因素,提出三纬等经浮长组合全显结构的设计原理及设计方法,同时明确形成等经浮长的基础组织循环数的优选公式和不同飞数的优选效果,最后通过设计实践构建组织库用于三纬组合全显提花织物的设计。实践表明,该方法既能满足组合全显提花织物多彩晕纹的织物效果,又能有效控制组合结构的经向浮长长度。该设计原理与方法能满足提花织物大批量生产的技术要求,也为数码提花织物的智能化设计提供思路。

多色调线横条纹织物的设计与三维仿真

郑培晓, 蒋高明, 丛洪莲, 李炳贤

纺织学报. 2023, (06): 85-90. doi:10.13475/j.fzxb.20220100101

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为能够通过深入研究花型设计、穿纱设计可织性和三维仿真方法来提高多色调线横条纹织物的开发效率,根据调线圆纬机的编织原理和特点构建花型设计模型并生成色纱编织序列模型。计算出各成圈系统所编织的色纱种类并生成导纱模型,依据排纱原则建立了穿纱设计模型。构建了线圈几何模型和平移映射模型,并探究多色调线横条纹织物的三维仿真方法。运用上述数学模型和理论进行程序设计,以11色渐变调线横条纹为例验证其花型设计和穿纱设计在4色调线圆纬机上的编织可行性,并对比织物实物图和三维仿真图。结果表明,设计模型验证方法切实可行,仿真花色效应良好,该方法为多色调线横条纹织物的设计方案可织性分析和织物三维仿真提供了理论参考。

形状记忆合金复合纱线及其面料驱动性能

付驰宇, 徐傲, 齐硕, 王凯, 缪莹, 尚路路, 夏治刚

纺织学报. 2023, (06): 91-97. doi:10.13475/j.fzxb.20220407401

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为研究开发高性能纺织基人工肌肉,设计并制备了以镍钛合金为芯丝、聚酰亚胺纤维为外包纤维的热驱动复合纱线致动器。利用该复合包芯纱成功制备了一种形状可编程的机织物致动器,并初步探索了复合纱线及其织物的力学性能和热驱动特性。研究结果表明:复合纱线及其织物受热驱动后将恢复到初始线性状态,加载的温度越高,形状记忆复合纱线的模量越大,回复应力也越大;该纱线具有良好的电加热和热稳定性能,加载的电流和电压越大,纱线温度越高,达到稳定态的时间越短;纱线在5 V电压下能在6.2 s内完成驱动。该复合织物致动器具有耐高温、形状可编程的特性,可实现不同模式的驱动。

纬编双面移圈产品工艺设计模型建立与实现

张静, 丛洪莲, 蒋高明

纺织学报. 2023, (06): 98-104. doi:10.13475/j.fzxb.20220105701

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纬编双面移圈产品工艺复杂,设计难度大,针对现有纬编双面移圈产品设计繁复的问题,研究并开发了纬编双面移圈产品设计系统。首先分析了纬编双面移圈产品结构成形原理和工艺设计,采用数学矩阵与多维工艺分解方法描述了移圈花型与工艺结构的数学关系:花型意匠图描述移圈花型图案信息,编织意匠图描述纱线系统和移圈动作信息,结构分解图说明花型行与工艺行的关系,工艺编织图表示纱线的编织状态。建立的纬编双面移圈产品工艺设计模型具有较高的实用性,简化了纬编双面移圈产品工艺设计流程,规范了设计方法,实现了纬编双面移圈产品的快速高效开发。

三维正交织物织造过程模拟及其微观几何结构预测

马莹, 向卫宏, 赵洋, 邓聪颖, 禄盛, 曾宪君

纺织学报. 2023, (06): 105-113. doi:10.13475/j.fzxb.20210403501

摘要 ( 221 )

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为获得更为精确的织物模型,以满足织物及其纺织复合材料力学性能和破坏机制分析的需要,针对多尺度材料几何结构建模中存在宏观和介观尺度理想化假设,从而导致织物微结构特征缺失的问题,基于数字单元法理论,在纤维尺度提出一种织物织造过程动态仿真方法。该方法建立了织机关键部件的几何模型,由织造矩阵控制开口运动,通过计算纤维间的相互作用力,模拟织机五大运动,得到4个处于不同织造时期的单胞组成的三维正交织物数值模型。研究结果表明:织物单胞的微观几何结构受相邻单胞的影响,在织造过程中发生变化;最上层和最下层纬纱的应力高于中间层纬纱;模型较为准确地描述了纱线的卷曲、路径和横截面形状等织物的主要特征。

基于双光源的织物红外发射率与光热吸收率的测量

张悦, 陈益松, 卞玉瑶, 刘艺

纺织学报. 2023, (06): 114-120. doi:10.13475/j.fzxb.20220104801

摘要 ( 158 )

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为探究织物的光热吸收和红外发射性能,依据新的测量原理,采用不同色温的双光源对织物的光热吸收率和红外发射率进行综合测量研究。试验装置采用高反射率KT板并单向绝热,消除了织物透射的影响并解决了织物真实温度的测量问题。对20块不同成分、颜色、组织结构的织物试样以及黑漆铜板的表面真实温度和辐射温度分别进行了测量,并测定了参考黑体和织物表面的对流散热系数,由此计算出织物的全波段平均红外发射率和平均光热吸收率。结果表明,在2种可见光占比不同的热光源下,织物的红外发射率分别在0.65~0.85和0.60~0.95之间,存在一定的差异,主要与织物的材质和颜色有关;而织物的光热吸收率分别在35%~60%和 30%~90% 之间,显示出与光源色温较强的依存性,其主要是因为织物颜色对可见光波段有较强的反应;由于碘钨灯光谱与红外测温感应光谱存在一定的重合,织物的反射有一定的干扰,使用作为国标光源的氙灯没有光谱重叠的干扰,其测量结果更准确。

织物表面激光打标工艺参数的数值模拟及选取方法

连力平, 杨鹏程, 余子健, 龙阳昭, 肖渊

纺织学报. 2023, (06): 121-128. doi:10.13475/j.fzxb.20211106001

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织物打标中,激光器的速度及能量密度等参数直接影响着打标效果。为深入研究激光打标织物表面的烧蚀机制及其工艺优化参数的选取,通过建立激光与不同织物基底之间的相变传热模型,对打标过程中温度场和材料去除量的变化进行了数值模拟,利用热扩散理论分析了打标工艺参数对打标结果的影响规律。结果表明:在瞬态变化过程中,所需的激光能量密度与平均升温速率及打标深度呈线性关系;所需的激光移动速度与平均升温速率正相关,与打标的宽度、深度负相关。基于打标深度,提出了激光参数的选取方法,进行了不同织物基底的激光打标实验,并结合光表面作用理论,分析了相关误差,验证了本文提出的打标宽度随激光能量密度和移动速度变化规律的正确性。

聚乳酸/聚3-羟基丁酸-戊酸酯共混纤维及其雪尼尔纱的染色动力学

唐奇, 柴丽琴, 徐天伟, 王成龙, 王直成, 郑今欢

纺织学报. 2023, (06): 129-136. doi:10.13475/j.fzxb.20220503501

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为进一步了解生物可降解聚乳酸/聚3-羟基丁酸-戊酸酯(PLA/PHBV)共混纤维及其雪尼尔纱的染色性能,提高对含生物可降解聚酯纤维雪尼尔纱染色技术的可控性,研究了PLA/PHBV纤维及PET/(PLA/PHBV)雪尼尔纱的染色性能,探究了C. I. 分散红60在雪尼尔纱及其原材料纤维上的染色动力学,并对各纤维的生物可降解性能进行了研究。结果表明:C. I. 分散红60在PLA/PHBV纤维及PET/(PLA/PHBV)雪尼尔纱上的上染率随着温度的升高而明显提升,但为兼顾纤维的力学性能,染色温度不宜超过110 ℃;C. I. 分散红60在PET纤维、PLA/PHBV纤维及雪尼尔纱3种材料上的吸附均符合准二级动力学方程,其在PLA/PHBV纤维上的染色平衡吸附量最高,在PET纤维上的最低,并且随着染色温度升高,C. I. 分散红60在3种材料上的染色速率加快,半染时间缩短,扩散系数增大;各纤维的降解效率均随土埋时间的延长而提高,其中PLA/PHBV纤维的降解性能最好,PLA纤维次之,且PLA或PLA/PHBV生物可降解聚酯纤维的存在,可加快PET纤维的降解速率。

离子型水凝胶复合织物构筑及其应变传感性能

徐瑞东, 刘红, 王航, 朱士凤, 曲丽君, 田明伟

纺织学报. 2023, (06): 137-143. doi:10.13475/j.fzxb.20220304201

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针对离子型水凝胶界面舒适性差和耐久性低的问题,提出吸湿透气织物为基体的复合型水凝胶应变传感器的研究策略,构建丙烯酰胺水溶液溶剂体系下共溶解N-N亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵以及氯化锂的水凝胶体系,采用热聚合工艺合成聚丙烯酰胺/氯化锂(PAAM/LiCl)离子型导电水凝胶,制备三明治结构的离子型水凝胶针织复合织物,研究不同拉伸比例对复合织物电流变化率的影响规律。结果表明:离子型水凝胶复合织物的应变灵敏度系数最高可达0.94,表现出优异的灵敏度;在50%的应变条件下,稳定拉伸5 000次后仍具有良好的稳定性;在室温下放置7 d,复合织物的质量变化率仅为3.5%,表现出优异的耐久性。离子型水凝胶复合织物对语言以及人体运动状态有优异的识别能力,在可穿戴应变传感领域具有广阔的应用前景。

静电纺聚酰胺纳米纤维复合织物制备工艺优化

王青弘, 王迎, 郝新敏, 郭亚飞, 王美慧

纺织学报. 2023, (06): 144-151. doi:10.13475/j.fzxb.20220201101

摘要 ( 155 )

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为提高纳米纤维膜与织物的界面结合力,优化静电纺纳米纤维复合机织物制备工艺,考察了接收基材织物的导电性、聚酰胺56(PA56)纺丝液浓度、接收基材种类对纤维膜表面形貌的影响,以及接收基材对复合织物黏附性的影响。结果表明:PA56最佳静电纺丝液质量分数为12%~18%;接收性较好的基材为棉、粘胶织物;抗静电处理可提升涤纶织物对纳米纤维的沉积性能;不使用黏合剂,静电纺膜梯度沉积法可提升纳米纤维与织物间的界面结合力;以棉织物为基材、PA56低质量分数(6%,10~20 min)纳米纤维膜为中间层、PA56高质量分数(15%, 40 min)纳米纤维膜为表层的复合织物,其剥离强力比常规沉积法提升2~3倍。

低辐射热条件下附加相变材料织物的蓄放热双重特性

朱晓荣, 向攸慧, 何佳臻, 翟丽娜

纺织学报. 2023, (06): 152-160. doi:10.13475/j.fzxb.20211201501

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为探究相变调温热防护服在热暴露阶段与冷却阶段的蓄热防护与放热危害双重特性,使用相变温度为 28 ℃ 的微胶囊制备了用于多层热防护织物系统的涂层织物。利用模拟低辐射热条件下的织物热蓄积性能测试仪,探究了4种不同的空气层厚度及2种不同的热源强度对于附加相变材料织物系统蓄放热特性的影响,并考察了在自然放热与加压强制放热状态下织物系统放热特性的差异。实验结果表明:在热暴露阶段,空气层与相变材料的共同作用对于降低皮肤得热具有更加积极的作用;在蓄热自然释放状态下,相变涂层织物能够降低织物系统对皮肤的放热;然而在蓄热加压释放状态下,相变材料的使用反而显著提升了皮肤得热,尤其当空气层厚度较大时,相变涂层织物系统的皮肤得热量较未加压状态下提升了129%。

磷酸酯化聚乙烯亚胺阻燃粘胶织物的制备与性能

蒋之铭, 张超, 张晨曦, 朱平

纺织学报. 2023, (06): 161-167. doi:10.13475/j.fzxb.20220201401

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为降低多元羧酸交联剂的强酸性对阻燃粘胶织物的强力损伤,以多氨基磷酸酯化聚乙烯亚胺(BPEI-DP)为阻燃剂, 在1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)的交联作用下得到阻燃粘胶织物,研究了其表面化学组成、阻燃性能、热降解稳定性能和热释放行为,分析了BPEI-DP/BTCA体系对粘胶织物力学性能的影响。结果表明:阻燃粘胶织物的极限氧指数(LOI)提升至28.9%,垂直燃烧测试中阻燃织物离火自熄,无续燃和阴燃现象,损毁长度为9.9 cm; 相比于纯粘胶织物,阻燃粘胶织物的成炭性显著提升,热释放明显降低,最大热释放速率下降了34%;其耐水洗性能与N-羟甲基-3-(二甲氧基膦酰基)丙酰胺阻燃粘胶织物相当,20次标准水洗后LOI值从28.9%下降至24.9%;该阻燃体系有效保留了粘胶织物的断裂强力,保留率可达70%左右,为高品质阻燃纺织品的设计制备提供了思路。

阻燃防水多功能涤纶篷布的制备及其性能

杨海富, 罗丽娟, 师建军, 马晓光, 郑振荣

纺织学报. 2023, (06): 168-174. doi:10.13475/j.fzxb.20220502701

摘要 ( 146 )

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为提高篷布的阻燃、抗熔滴及防水性能,以涤纶帆布为基布,采用有机阻燃剂、无机阻燃剂和防水涂层胶对涤纶帆布进行阻燃整理及防水整理,制得多功能阻燃防水涤纶篷布。探究了TF-11氮磷阻燃剂质量浓度、十溴二苯醚和无机阻燃剂三氧化二锑的质量分数及质量比对阻燃性能的影响,测试了整理后篷布的续燃阴燃时间、损毁长度、静水压值及断裂强力,并借助热重分析仪、扫描电子显微镜分析了多功能篷布的阻燃抗熔滴性及表面形貌。结果表明:TF-11氮磷阻燃剂质量浓度为150 g/L,十溴二苯醚与三氧化二锑质量比为2∶1且占树脂总量的30%时,制备的篷布阻燃效果可达离火自熄程度,损毁长度缩短至5.5 cm,并且无熔滴现象,防水性能优异,静水压值为5.1 kPa,满足篷布对于阻燃和防水性能的要求。

壳聚糖-聚乙烯醇协同对籽用大麻浆粕铁离子的脱除

狄友波, 陈燮阳, 阎智锋, 殷轩, 邱纯利, 马伟良, 张向兵

纺织学报. 2023, (06): 175-182. doi:10.13475/j.fzxb.20220505801

摘要 ( 183 )

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针对籽用大麻湿法纺丝浆粕中铁离子含量过高的问题,利用壳聚糖的金属螯合性和聚乙烯醇的乳化稳定作用制备壳聚糖-聚乙烯醇吸附液,对籽用大麻浆粕进行处理,探究吸附液对铁离子的脱除效果及其最佳处理条件,并通过密度泛函理论对螯合机制进行分析。研究表明:当壳聚糖与聚乙烯醇质量比为 1∶2、吸附液质量分数为3.6%、吸附液pH值为6.5、处理温度为45 ℃、处理时间为30 min时,吸附液对铁离子的脱除效果最优,可将铁离子从52 mg/kg 脱除至35 mg/kg,并具有较好的可纺性;壳聚糖相比柠檬酸和乙二胺四乙酸钠对铁离子具有更强的螯合能力,且其对二价铁离子的结合能力强于三价铁离子;壳聚糖的强螯合性是由于壳聚糖配位原子相互距离较远且配位原子容易旋转并能与金属离子形成规则八面体。

虚拟服装迁移在个性化服装定制中的应用

叶勤文, 王朝晖, 黄荣, 刘欢欢, 万思邦

纺织学报. 2023, (06): 183-190. doi:10.13475/j.fzxb.20220408001

摘要 ( 246 )

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为解决服装定制中个性化服装开发效率低以及虚拟试衣过程繁琐等问题,首先,详细阐明了三维服装软件CLO 3D和Marvelous Designer的虚拟服装迁移原理;其次,结合CLO 3D的虚拟服装迁移和自动转换虚拟模特功能,提出了一套针对三维扫描人体的个性化服装定制方案;最后,采用三维扫描人体开展虚拟服装迁移实验,验证了该方案在实际个性化服装定制应用中的可行性。研究结果表明:针对不同体型的三维扫描人体,可快速生成个性化虚拟服装、个性化样板和展示个性化虚拟试衣效果;生成的虚拟服装能够满足不同体型的个性化需求。该方法可提高个性化虚拟服装开发效率,为个性化服装定制提供技术支持。

居里叶分形在艾德莱斯裙装图案设计中的应用

许晗, 沈雷, 陈涵

纺织学报. 2023, (06): 191-199. doi:10.13475/j.fzxb.20220308901

摘要 ( 188 )

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为解决民族特色服饰图案高开发需求与传统设计方法不匹配问题,以维吾尔族艾德莱斯图案为例,提出图案创新设计方法。通过实地考察、文献研读等方式,挖掘艾德莱斯图案背后蕴藏的历史文化内涵并进行分类。提炼其线稿并对元素进行拆解与重组,得到新图案单元。运用居里叶分形理论、计算机算法辅助图案创作,提出艾德莱斯裙装分形图案设计模型。通过新建集合、调节指数、代入公式、叠加算法、添加代表性色彩与图案、分形渲染等步骤完成9组图案设计。从色彩特征、元素特征、结构特征与文化意蕴4个维度对图案进行模糊综合评价,并在Style 3D软件平台上进行艾德莱斯裙装建模以验证其可行性。结果表明,基于居里叶分形理论的艾德莱斯图案设计模型具有较好的实践应用价值,可为其它民族图案的传承与创新提供研究思路与方法参考。由该方法创作出的艾德莱斯裙装图案能够兼具时尚艺术特色与民族文化底蕴。

基于Flow Simulation的喷气织机辅助喷嘴喷孔结构优化

樊百林, 张昌睿, 郭佳华, 黄钢汉, 尉国梁

纺织学报. 2023, (06): 200-206. doi:10.13475/j.fzxb.20210601601

摘要 ( 216 )

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为提升辅助喷嘴引纬的综合性能,以喷气织机辅助喷孔为研究对象,采用Solidworks软件结构优化方法,对辅助喷嘴喷孔的流体性能进行了数值模拟。通过构建单圆孔、双圆孔、矩形孔3种辅助喷嘴喷孔流场三维模型,在0.4 MPa的工作环境压力下,分别研究了距喷口40 mm处截面的气流速度分布情况、辅助喷嘴的最大气流速度及辅助喷嘴入口处的质量流量情况。研究结果表明:在单圆孔辅助喷嘴锥度为正方向4°时综合性能最优,引纬稳定性最好,取得较大气流速度和最小质量流量,与锥度0°相比,最大气流速度增加了3.03%;对于双圆孔辅助喷嘴,采用上方喷孔直径1.5 mm、下方喷孔直径0.8 mm和两孔中心距离2.2 mm时获得最优结果;长宽比为2.3的矩形孔辅助喷嘴综合性能最优。

基于动力学模型的面料抓取机械臂轨迹跟踪控制方法

黄晨静, 张蕾, 孙逊, 王晓华

纺织学报. 2023, (06): 207-214. doi:10.13475/j.fzxb.20211107501

摘要 ( 163 )

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为提高纺织服装行业中面料抓取机械臂的轨迹跟踪精度,建立考虑参数不确定性的动力学模型,采用反步法在浸入与不变(immersion and invariance,I&I)自适应理论框架下设计了一种轨迹跟踪控制方法。首先,建立含未知参数的柔性关节机械臂动力学模型;其次,采用I&I自适应控制方法设计了关节转动惯量的自适应律,并通过构造光滑函数实现参数估计误差流形的不变性和吸引性,保证参数估计误差收敛到0;最后,将所设计的自适应律引入反步法设计控制律的递推过程中,使所设计的控制律对不确定参数具有自适应特性。仿真结果表明,与传统反步法相比,所设计的I&I自适应反步法能更快速、更稳定地达到对期望轨迹的跟踪效果,该算法对期望轨迹的跟踪误差可保持在±0.002 rad之内。

静电纺聚合物复合金属有机框架功能纳米纤维膜的研究进展

贾姣, 郑作保, 吴昊, 徐乐, 刘熙, 董凤春, 贾永堂

纺织学报. 2023, (06): 215-224. doi:10.13475/j.fzxb.20211103402

摘要 ( 170 )

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为促进金属有机框架材料在静电纺丝领域的应用,分析了静电纺功能性纳米纤维膜的应用背景和金属有机框架的特点,介绍了金属有机框架与静电纺丝膜结合的可行性,并综述了聚合物复合金属有机框架功能纳米纤维膜的制备方法、发展进程和最新研究进展。对静电纺聚合物复合金属有机框架功能纳米纤维膜在水环境处理、锂电池隔膜、药物输送、气体分离等应用领域进行分类和讨论。概述了近年来聚合物复合金属有机框架功能纳米纤维膜的发展潜力和面临的问题。最后提出:金属有机框架与静电纺丝膜结合是一种可行的技术,对金属有机框架进行功能改性、设计温和的合成方法、增加其使用耐久性、安全性等将是未来的发展方向。

基于事件相关电位技术的织物舒适度研究进展

苑洁, 翟淑娜, 娄琳, 王其才, 雷雨田

纺织学报. 2023, (06): 225-231. doi:10.13475/j.fzxb.20220304802

摘要 ( 131 )

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为实现瞬态捕捉织物刺激下的大脑反应,明确织物舒适度大脑感知机制,从织物舒适度感知过程以及事件相关电位技术的表征原理2个方面阐述事件相关电位技术在织物舒适度表征上的技术优势,并对国内外相关研究进展进行了综述,总结了与织物舒适度相关的诱发电位成分,得到与织物触觉感知存在相关的诱发电位主要为中期和晚期正成分以及刺激450 ms处出现的负电位成分。晚期正成分主要与织物表面粗糙度和接触压力刺激感知相关;中期正成分与刺痒感、接触冷暖感和黏体感相关;刺激450 ms处出现的负电位成分与大脑感知的抗干扰能力相关。与织物视觉舒适度感知相关的诱发电位主要为正电位成分、早期和中期负成分。强烈的织物视觉刺激会引起早期正成分、中期正成分和早期负成分振幅增大,但颜色组合数目增多会导致中期正成分和中期负成分的潜伏期延长,识别速度变慢。晚期正成分才是视觉舒适感知的最终决策成分。

宋韵会

朱海峰, 沈欣莹, 张潇丹

纺织学报. 2023, (06): 232-232.

摘要 ( 135 )

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本作品服装图案设计运用刺绣与烫印工艺，设计主题围绕杭州亚运会可持续健康运动理念。休闲T恤在满足广大运动爱好者需求的同时，带有亚运特色的服装图案可带动全民运动的参与感，并能号召更多公民参与到可持续的运动中来。图案将亚运元素与中国特色宋韵文化元素结合在一起，借杭州亚运会的契机，传承杭州宋朝古都宋韵文化。另在亚运会期间，将宋韵文化通过运动元素的表现手法表达出来，希望对民族文化有传承与传播作用，让各国人民感受到中华文化。此设计图案色彩提取宋代经典色系，图案选择宋代与现代人物形象相结合，并以概括简洁的表现手法绘制出具有现代时尚感的图案纹样，在一定程度上能使用户在亚运之后仍愿在日常生活中去穿着，进而传达绿色可持续理念。

苍筤螭

徐正烨, 刘宇鑫, 陈金怡

纺织学报. 2023, (06): 233-233.

摘要 ( 66 )

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本系列作品灵感来自于传统明制汉服的形制和婺剧戏服女大靠的元素以及加人了未来赛博朋克科技感的元素。相对于现实世界，虚拟世界更让人们充满幻想，嫁接着人对未来的期望和在多元空间中的么想，让服装不再局限于现实的壁垒。本系列四套服装，整体廓形是A型，目前在元宇宙中，人们对虚拟时空体验感的需求日益增加，以及数字化外观的追求，所以在面料的选取上，主张采用流光变形织物与高分辨率的柔滑太空棉为主，增强科技感，结合再生锦纶与聚酯用于细节及图案，体现赛博美感和工艺创新。在元宇宙的时代中，将传统服饰通过重新解构设计，改变对汉服的固有观念，也是设计师努力所追求的。

纷彩之至

许靖熙, 木斯, 吴济池, 郑国华

纺织学报. 2023, (06): 234-234.

摘要 ( 75 )

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目前，新型环保材料的应用成为服装领域的重要探索方向之一。本系列面料设计作品一一天然胶体材料混合面料的创作基于生态视角，旨在探索环保材料与服装艺术的融合与创新。通过一系列实验，选用具有降解性能的多糖、蛋白质、甘油制成胶体溶液。将胶体溶液与颜料混合，运用泼彩山水画表现技法于绡上进行绘制，利用溶液流动性使色彩充分碰撞与融合，呈现出虚实相济、灵动自然的视觉感受。经一周晾晒，胶体溶液与绡充分黏合并完全凝固成型，形成可穿戴面料。作品中的胶体可循环使用，在实现面料视觉语言创新的同时传递生态美韵。

鱼莲说

申茂艺

纺织学报. 2023, (06): 235-235.

摘要 ( 176 )

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作品《鱼莲说》以金代铜镜上的双鱼纹样为设计灵感，加入莲花纹、如意纹、海浪纹、回纹等传统纹样进行设计，传达了动物与植物、生命与自然和谐共生的美好意境，寓意着吉祥如意、福寿绵延、富贵荣华。本作品采用现代设计方式表现传统纹样，让传统纹样更符合现代审美，促进大众主动发掘传统纹样中的美感与美好寓意，同时也让传统纹样更易应用于现代服饰设计之中。

青青映水蒲

赵志军

纺织学报. 2023, (06): 236-236.

摘要 ( 67 )

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植物染服装设计《青青映水蒲》灵感来源于唐代牟融《题朱庆馀闲居四首》，楚楚临轩竹，青青映水蒲。道人能爱静，诸事近清枯。水波荡漾，竹丛林立，动静相宜，清寂之美。本设计采用丝绵面料，在休闲款式的基础上采用面料再造手法，
使用传统植物靛蓝进行染制，“靛蓝”古朴素雅，青出于蓝而胜于蓝，是传统色中国人最有情感共鸣的颜色之一，将其运用到现代服饰上稳重而不失个性，既有古之追忆，又有今之洒脱，让人感到有一种层次丰富、情感交融的艺术韵味和美感。

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