纺织学报

超疏水弹性丝素蛋白纤维气凝胶的制备及其吸油性能

杨其亮, 杨海伟, 王邓峰, 李长龙, 张乐乐, 王宗乾

纺织学报. 2023, (09): 1-10. doi:10.13475/j.fzxb.20220408901

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为提升丝素蛋白(SF)气凝胶力学弹性,以SF微-纳米纤维(SMNF)为前驱体,通过冷冻干燥和硅烷改性策略成功构筑了超疏水高弹性SMNF气凝胶(简称MS气凝胶),并对其微观结构和力学性能进行测试表征,系统研究了MS气凝胶的吸油性能。结果表明:MS气凝胶的网络骨架由微-纳米纤维组装而成,并具有分级多孔的胞腔结构,这赋予气凝胶超低的密度(5.36 mg/cm³)和超高的孔隙率(99.63%);此外,MS气凝胶还表现出优异的力学性能,在80%纵向压缩应变下的最大应力为15.72 kPa,100次循环压缩后气凝胶保留了81%以上的初始相对高度。能量色散光谱和红外光谱分析证实:硅烷改性后气凝胶的表面形成了硅氧烷网络结构,使其具有超疏水特征(水接触角为150.9°);MS气凝胶对氯仿的吸收能力为188.75 g/g,并具有优良的循环使用性能。

再生丝素蛋白/聚乙烯醇共混取向纳米纤维膜的制备与性能

姚双双, 付少举, 张佩华, 孙秀丽

纺织学报. 2023, (09): 11-19. doi:10.13475/j.fzxb.20220309601

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为进一步提升取向纳米纤维膜在纺织生物医学领域的应用潜力,以再生丝素蛋白(RSF)和聚乙烯醇(PVA)为原料,通过静电纺丝制备取向纳米纤维膜。通过单因子及正交试验确定最优纺丝参数,并对取向纳米纤维膜的形貌、化学结构、力学性能、热稳定性能等进行研究。结果表明:静电纺丝最优纺丝参数为选甲酸为溶剂,滚筒转速2 400 r/min,纺丝液质量浓度0.16 g/mL,纺丝电压23 kV,出液速度0.6 mL/h,接收距离17 cm;RSF与PVA之间存在一定相互作用,使RSF中部分无规结构向α螺旋结构转变;与相同纺丝时间下得到的无取向纳米纤维膜相比,取向纳米纤维膜的特点为断裂强力更高,是无取向纳米纤维膜的2倍以上,孔径更大,集中在0.5 μm附近;取向结构对纳米纤维膜热稳定性基本无影响。

用于纸质文档保护的原位静电纺废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯膜

孟鑫, 朱淑芳, 徐英俊, 闫旭

纺织学报. 2023, (09): 20-26. doi:10.13475/j.fzxb.20220405301

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针对纸质文档易受潮、易撕裂、易老化等保护难题,以回收废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯(rPET)为原料,通过原位静电纺丝工艺将rPET纳米纤维直接沉积到纸质文档表面形成纤维保护膜。分析了原位静电纺处理前后纸质文档的形貌、表面润湿性、力学性能以及防紫外线性能。结果表明:制备的rPET纤维膜不会遮盖字迹,纤维膜的孔径为(5.53±0.38)μm,可阻挡常见灰尘和霉菌;最优条件下制备的rPET纤维膜可将纸质文档的水接触角提高到135.1°;沉积rPET纤维膜后纸质文档的拉伸强度和撕裂强度较未处理文档分别提高了129.1%和161.1%,紫外线防护系数可达到71.4。研究发现原位静电纺rPET纤维膜到纸质文档表面达到了较好的保护效果,该方法为矿泉水瓶的回收再利用及纸质文档保护提供了新途径。

超柔软高吸湿改性聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的制备及其性能

亓晓杰, 孙莉娜, 廖海洋, 马博谋, 俞建勇, 王学利, 刘修才

纺织学报. 2023, (09): 27-34. doi:10.13475/j.fzxb.20220408201

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为改善聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维的柔软性和亲水性能,分别以戊二胺己二酸盐(PA56盐)及其衍生物对己二酸戊二酰胺(APA56)为改性单体,与对苯二甲酸乙二醇酯(BHET)共聚并进行熔融纺丝,制备了2个系列的新型改性PET纤维。借助声速取向度测量仪、X射线衍射仪和纱线强伸仪等对改性PET纤维的性能进行测试和分析。结果表明:随着改性单体摩尔分数的增加,PET纤维的结晶度逐渐降低,力学性能有所下降,但当摩尔分数小于6%时,改性PET纤维保留了较好的力学性能;改性单体摩尔分数为3%~12%时,相比于PET纤维,PA56盐和APA56改性PET纤维的回潮率分别提高了39%~200%和53%~213%,相对弯曲刚度分别降低了18%~71%和40%~88%,APA56较PA56盐改性PET纤维的柔软性更好;改性单体摩尔分数达到6%及以上时,改性聚酯纤维的柔软性基本可达到细羊毛水平。

聚(3-羟基丁酸-3-羟基戊酸酯)改性涤纶长丝的降解性能

聂文琪, 许帅, 高俊帅, 方斌, 孙江东

纺织学报. 2023, (09): 35-42. doi:10.13475/j.fzxb.20220404301

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针对涤纶 (PET) 长丝难降解的问题,以聚(3-羟基丁酸-3-羟基戊酸酯)(PHBV)为改性剂,以PET为基体材料,采用熔融共混纺丝法规模化制备PHBV/PET复合长丝,并利用热降解和土壤降解2种方式探究PHBV改性PET长丝的降解性能。借助扫描电子显微镜、同步热分析仪、红外光谱仪及纤维强力仪等对降解前后复合长丝进行表征,评价其结构、力学及降解性能,并对降解过程中复合长丝分子链的变化进行分析。结果表明:添加质量分数为1%PHBV制备的PHBV/PET复合长丝具有较好的力学特性,其断裂强度为1.69 cN/dtex;此外,PHBV/PET复合长丝在热降解及土壤包埋下均可实现降解,且随着PHBV质量分数的增加,复合长丝的侧基、支链更容易移动,降解效果好。该PHBV/PET复合长丝可作为新型环保材料替代部分PET长丝在相关应用领域中应用,对环境保护起到一定的改善作用。

热定形工艺对高强型聚酯工业丝结构性能的影响

张颖, 宋明根, 姬洪, 陈康, 张先明

纺织学报. 2023, (09): 43-51. doi:10.13475/j.fzxb.20220400401

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为探究不同热定形温度获得的高强型聚酯工业丝性能差异的内在结构因素,对3种高强型聚酯工业丝的结构性能进行对比。采用小角X射线散射和广角X射线衍射方法对其多尺度微观结构进行研究,结合力学性能及热收缩等结果,明确不同热定形工艺对高强型工业丝结构性能的影响。结果表明:热定形温度主要影响聚酯工业丝非晶区取向和片晶结构;相比于高强中缩(HTMS)和高强(HT)聚酯工业丝,高强低伸型(HTLE)聚酯工业丝的热定形温度低,高倍牵伸产生的伸直非晶区分子链在较低热定形温度下并未及时排入晶格形成结晶,而发生了小幅的回复,导致HTLE聚酯工业丝表现出非晶区取向高、结晶度低、晶粒尺寸小与片层倾斜角较大的结构特点,从而使断裂伸长率最小、初始弹性模量最大、尺寸稳定性差。

醋化级芦苇溶解浆的制备及其性能

王小康, 解开放, 周衡书, 包新军, 徐应盛

纺织学报. 2023, (09): 52-59. doi:10.13475/j.fzxb.20230101201

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为探索使用可再生的芦苇资源制备醋化级溶解浆的可行性,以湖南洞庭湖区的南荻为原料,采用水预水解-硫酸盐法蒸煮-D₀E_pD₁(ClO₂漂白脱木素段-H₂O₂漂白段-ClO₂漂白增加白度段)3段漂白工艺制备了南荻浆粕,并对其甲种纤维素含量、白度、聚合度、多戊糖含量、灰分含量和铁含量,以及表观形貌、化学结构和晶体结构等进行测试与分析。结果表明:蒸煮后南荻的粗浆得率为46.31%,3段漂白工艺使南荻浆粕的主要性能指标得到明显改善,其甲种纤维素含量提高了1.24%达到97.70%,白度提高1倍达到91.42%,特性黏度降低38.01%,使南荻浆粕的平均聚合度达到1 413;制浆过程中高温、NaOH、Na₂S、ClO₂和H₂O₂的共同作用使南荻中的木质素、半纤维素和灰分得到有效去除。本文工艺制备的南荻浆粕的性能达到了醋化级溶解浆的基本要求,为下一步制备醋酯纤维素和醋酯纤维提供参考。

六基色纤维混纺构建的全色相混色模型及其色纺纱纺制

孙显强, 薛元, 刘曰兴, 张国清, 刘立霞

纺织学报. 2023, (09): 60-67. doi:10.13475/j.fzxb.20220507401

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为实现预定色彩纺纱,将数控纺纱调控彩色纤维混纺比机制与六基色纤维全色相网格化混色模型相结合,构建了“多通道数控牵伸比、多元基色纤维混色比、纱线色彩”的三要素协同调控机制;基于红、黄、绿、蓝、青、品红等六基色纤维构建了色相调控范围为0~360°的包含60个网格点的全色相混色模型;基于网格点序号设计纺纱工艺参数并纺制了60种不同混色比的色纺纱,用其织成色织物;测试分析色纺纱条干均匀度、毛羽、断裂强力等外观质量与力学性能指标。结果表明:所纺60种纱线色彩变化趋势与六基色纤维全色相网格化混色模型色彩分布规律具有一致性;所纺纱线各项指标达到GB/T 398—2018《棉本色纱线》二级水平。

异形网点结构提花织物设计及其灰度仿真特性

张爱丹, 郭珍妮

纺织学报. 2023, (09): 68-74. doi:10.13475/j.fzxb.20220604801

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为解决基于网点图像的色彩仿真提花织物网点形状局限于简单几何形问题,提出一种异形网点库设计方法。以排列角度、单位网点的大小、网点形状及其生成路径为设计要素,创建异形网点库并设计织造织物色卡和灰度仿真提花织物,同时设计相应的影光组织织物色卡和提花织物作为对比样。对织物色卡进行测色,以及对提花织物图像明度数据完成了分区统计。结果表明:异形网点织物较影光组织织物具有更稳定的灰度仿真性能;网点形状的饱满程度是调节异形网点提花织物灰度仿真效果的关键因素。异形网点库的设计与应用,在提升单层黑白提花织物灰度仿真稳定性的同时,增添了提花织物的设计趣味性。

仿蜻蜓翅膀结构的冬季针织面料研发及其性能

丁雪婷, 王建萍, 潘婷, 姚晓凤, 袁鲁宁

纺织学报. 2023, (09): 75-83. doi:10.13475/j.fzxb.20220704401

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为研发具有优异热湿舒适性的冬季针织面料,研究蜻蜓翅膀宏微观结构,选用150 dtex(144 f )石墨烯锦纶复合长丝作为面纱,Dryarn^®聚丙烯纤维/氨纶(30 dtex/30 dtex)包覆纱作为地纱,设计出4种仿蜻蜓翅膀结构针织物,同时编织一种1+2假罗纹组织针织物作为对照组,每种针织物分别采用3种上机密度。对针织物的保暖性、透气性、透湿性及液态水分管理能力进行测试与分析,联合浓缩映射法和功能评价值法综合分析针织物的热湿舒适性。结果显示:仿蜻蜓翅膀结构的针织物各项性能总体上优于1+2假罗纹组织针织物;仿生针织物的结构和密度会影响其热湿舒适性,其中以横密为104纵行/(5 cm)、纵密为159横列/(5 cm)的具有乳突结构仿生针织物热湿舒适性最优,适用于冬季针织运动内衣。

基于多尺度纹理合成的刺绣风格迁移模型

姚琳涵, 张颖, 姚岚, 郑晓萍, 魏文达, 刘成霞

纺织学报. 2023, (09): 84-90. doi:10.13475/j.fzxb.20220504801

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针对现有的刺绣风格模拟算法产生的图像细节不够精确,缺乏语义深度等缺点,提出了一种多尺度纹理合成的刺绣风格迁移模型(MTE-NST),该模型主要由生成网络和损失网络2部分组成,其中生成网络又包含内容匹配模块、结构增强模块和纹理精细模块。并通过引入多程式损失联合训练,分层迭代优化刺绣迁移图像,减少各个损失项对迁移效果的影响。结果表明:与现有卷积神经网络风格迁移算法对比,MTE-NST能生成更清晰的刺绣织线纹理和多方向的针脚轨迹,显著减少图片匹配错误产生的伪影,生成更逼真的刺绣艺术作品,本文研究结果有助于提高刺绣产品的外观仿真设计水平,促进刺绣技艺的发展及创新。

针刺加固频率对黄麻纤维/聚乳酸短纤复合板性能的影响

孙明涛, 陈成玉, 闫伟霞, 曹珊珊, 韩克清

纺织学报. 2023, (09): 91-98. doi:10.13475/j.fzxb.20220309501

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为使生物质可降解复合材料在汽车内饰领域替代传统石油基材料,以黄麻纤维(JF)、聚乳酸(PLA)短纤为原料,通过纤网模压成型法制备了黄麻纤维/聚乳酸短纤(JF/PLA)复合板,着重探讨了针刺过程中不同针刺频率对复合板结构及性能的影响。结果表明,当针刺频率为300 次/min时,复合板的力学性能达到最大,其纵向拉伸强度、弯曲强度及缺口冲击强度分别为14.54 MPa、33.02 MPa、9.54 kJ/m²。进一步增加针刺频率,纤网中部分黄麻纤维会发生断裂,造成复合板力学性能出现下降。另外,针刺频率的提高使得复合板吸水率与生物降解速率下降,同时复合板的阻燃效果得到改善,有利于JF/PLA复合板在汽车内饰领域的推广应用。

不同循环加载路径下黄麻织物/聚乙烯复合材料的变形特性

汪泽幸, 周衡书, 杨敏, 谭冬宜

纺织学报. 2023, (09): 99-107. doi:10.13475/j.fzxb.20220305501

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为深入研究复杂受力条件下纤维增强热塑性复合材料的力学行为特性,采用热压法制备黄麻织物/聚乙烯复合材料,分别对其在循环加载、逐级递增循环加载以及逐级递减循环加载路径下的变形特性进行了实验研究,分析了累积应变、各次循环应变以及应变回复系数的变化规律,并探讨了变形机制。结果表明:黄麻织物/聚乙烯复合材料的变形特性不仅受循环峰值应力的影响,同时还与循环加载路径密切相关;在分别循环加载和逐级递增循环加载路径下,该热塑性复合材料在各级加载阶段均表现出循环软化特性;在逐级递减循环加载路径下,复合材料在首级加载阶段亦表现出循环软化特性,但在后续加载阶段均表现出循环硬化特性。

基于多维度建模的碳/碳软硬混编预制体孔隙分析与单胞模型

梅宝龙, 董九志, 任洪庆, 蒋秀明

纺织学报. 2023, (09): 108-115. doi:10.13475/j.fzxb.20220600301

摘要 ( 122 )

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为探究碳/碳软硬混编预制体在压实过程初始和最终密实2个阶段中孔隙分布及变化,解决成型后孔隙率无法预测的问题。基于碳/碳软硬混编预制体成型工艺构建一种三维四向孔隙模型,在无压缩载荷和施加压缩载荷2种工况下,从单胞模型的xoy平面和xoz平面2个维度、4个方向观测孔隙;从介观和微观2个尺度研究载荷下纤维形态与截面形状变化对单胞孔隙的影响,建立了纤维尺寸截面变化与孔隙率映射关系,提出影响孔隙率的尺寸系数,使预制体最终孔隙率具有可设计性;通过单胞孔隙模型计算得到预制体在压实阶段最小孔隙率。利用万能拉伸试验机对不同尺寸的预制体进行压实致密实验,得到不同尺寸预制体所受压缩载荷与高度变化曲线,揭示了预制体高度与孔隙率的关系并得到压实致密阶段最小孔隙率。实验结果表明最小孔隙率与理论模型误差小于3%,验证了软硬混编单胞孔隙模型表征预制体孔隙率的正确性。

基于光热利用的金属有机骨架/石墨烯复合膜对印染废水的再生处理

李璟孜, 娄蒙蒙, 黄世燕, 李方

纺织学报. 2023, (09): 116-123. doi:10.13475/j.fzxb.20220800301

摘要 ( 142 )

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为促进金属有机骨架(MOF)在印染废水处理中的应用,采用真空抽滤法制备了高性能金属有机骨架/石墨烯光热复合材料,通过界面蒸发方式对印染废水进行再生利用。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和紫外-可见-近红外漫反射光谱仪等手段,对膜材料进行微观结构和光学性能的表征,研究了膜光热性能及废水光热蒸发性能。结果表明:沸石咪唑酯骨架材料ZIF-8改变了石墨烯微观构造并提高了光热转换效率,1个模拟太阳光下,膜表面温度升至97.6 ℃;印染废水再生处理结果显示,在1.0 kW/m²的光照下,纯水的蒸发速率可达1.34 kg/(m²·h),光热利用率为91.2%,对废水中有机污染物、色度及盐分的截留超过99.6%;复合膜性能稳定,重复使用7次后通量仍无明显降低。通过MOF简单地修饰石墨烯材料,显著提升了二维碳基材料的光热性能,具有较好的印染废水处理应用前景。

三维乒乓菊状CdS/BiOBr催化剂的制备及其光催化降解罗丹明B

李红颖, 徐毅, 杨帆, 任瑞鹏, 周全, 吴丽杰, 吕永康

纺织学报. 2023, (09): 124-133. doi:10.13475/j.fzxb.20220811701

摘要 ( 102 )

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为提升BiOBr的光催化性能,通过两步法合成了三维乒乓菊状CdS/BiOBr催化剂。首先利用溶剂热法制备了BiOBr纳米片,接着采用水热法直接在层状BiOBr表面生长CdS粒子制备了CdS/BiOBr催化剂,并通过调整CdS与BiOBr的量比来调控催化剂的形貌。对制备的CdS/BiOBr催化剂的结构、形貌、光学性能等进行了表征分析,考察了其在可见光下对罗丹明B(RhB)的降解效果和稳定性,通过活性物种捕获实验和电子自旋共振测试分析确定了降解过程中的主要活性物质。结果表明:当CdS与BiOBr的量比为1∶3时,二者发生规则组合,形成独特的三维乒乓菊状层级结构;该催化剂有优异的光催化性能和稳定性,在可见光照射下120 min降解了99.5%的RhB,一级动力学常数为0.044 min^-1,是纯BiOBr的3.67倍,经过7次光催化循环后仍保留了90.1%的催化活性;·O₂^-和h⁺在RhB降解过程中发挥了主要作用,结合CdS和BiOBr的带隙结构提出了一种可能的光催化降解途径。

锆基金属有机骨架材料/活性碳纤维复合材料的制备及其降解性能

刘其霞, 张天昊, 季涛, 葛建龙, 单浩如

纺织学报. 2023, (09): 134-143. doi:10.13475/j.fzxb.20220706001

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为改善活性碳材料在芥子气防护过程中存在的吸附易饱和、处置不当易造成二次污染等问题,制备了一种以活性碳纤维(ACF)为基材的新型降解材料。首先利用抽滤法将纳米锆溶胶沉积到ACF表面,随后采用层层自组装法,以ZrCl₄为金属簇、对苯二甲酸为有机配体,在纤维表面原位生长锆基金属有机骨架材料(Zr-MOF),最终制备出一种对芥子气模拟剂2-氯乙基乙基硫醚(CEES)有较高降解性能的Zr-MOF/ACF复合材料,综合采用扫描电子显微镜、X射线衍射、比表面积及孔结构分析等手段进行表征,并测试了其对CEES的降解性能和力学性能。结果表明:锆溶胶的引入有效提高了Zr-MOF在ACF表面的负载量,从而提升了所得材料对CEES的降解性能,并且力学性能也获得显著提高;综合考虑样品的降解性能、拉伸强度与制备效率,将经锆溶胶处理后进行15次循环处理的样品定为最佳工艺样品,经过24 h反应后,对CEES的降解率为83.08%,断裂强度为0.40 MPa,相比于酸化处理的活性碳纤维毡,复合材料的拉伸强度提升了80.99%。

聚乙烯基膦酸/多乙烯多胺层层自组装阻燃棉织物的制备及其性能

钱耀威, 殷连博, 李家炜, 杨晓明, 李耀邦, 戚栋明

纺织学报. 2023, (09): 144-152. doi:10.13475/j.fzxb.20220709101

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为了实现棉织物的环保阻燃,以乙烯膦酸(VPA)作为单体,合成聚乙烯基膦酸(PVPA),并与多乙烯多胺(PEPA)构建阻燃体系,采用层层自组装(LBL)法在棉织物表面制备阻燃涂层,借助扫描电子显微镜、氧指数测定仪、锥型量热仪、热重分析仪和红外光谱仪联用技术等分析了涂层阻燃棉织物的表面形貌和阻燃性能,探究了气相和凝聚相阻燃机制,并测定了阻燃处理后棉织物的物理性能。结果表明:采用LBL法制备PVPA/PEPA涂层阻燃整理棉织物,当整理层数达到12时,阻燃棉织物的极限氧指数(LOI)达到29.8%,垂直燃烧试样离开火焰后自熄,并经10次标准洗涤后,LOI值为27.1%,相较于纯棉织物,阻燃棉织物的热释放量和总热释放量分别降低了16.8%和19.7%。通过形成磷酸化结构改善了炭保护层的稳定性,阻隔了气体及热量的传递,增强了棉织物的阻燃性能,同时赋予棉织物良好的力学性能。

棉织物的硅溶胶/短链含氟聚丙烯酸酯复合拒水整理

杜姗, 魏云航, 谭宇浩, 吴婷, 李勇, 杨红英, 王明, 周伟涛

纺织学报. 2023, (09): 153-160. doi:10.13475/j.fzxb.20220810601

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为实现棉织物绿色环保拒水整理,利用硅溶胶和短链含氟聚丙烯酸酯对棉织物进行复合整理和工艺优化,赋予棉织物优异的拒水性。探讨了硅溶胶用量、短链含氟聚丙烯酸酯质量浓度、浸渍时间、预烘温度、烘焙温度和烘焙时间等因素对棉织物拒水效果的影响,得到其最佳整理工艺为:硅溶胶用量0.3%(o.w.f),短链含氟聚丙烯酸酯质量浓度30 g/L,浸渍时间20 min,预烘温度80 ℃,170 ℃焙烘2 min。利用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪、热重分析仪对整理后棉织物的表面形貌和结构进行分析,并通过表面接触角测试仪及织物风格仪测试其表面润湿性、耐酸碱性和风格变化。结果表明:复合整理后棉织物表面形成硅溶胶/短链含氟聚丙烯酸酯疏水层,最大接触角为155.6°,经50次洗涤后,接触角仍大于90°;对强酸(pH值为3)和强碱(pH值为12)液滴的接触角分别可达100°和93°,具有良好的耐酸碱性;整理后棉织物折皱回复率提升约20%,热稳定性及柔软度也略有改善。

聚乳酸非织造基材触摸传感电子织物制备及其性能

徐瑞东, 王航, 曲丽君, 田明伟

纺织学报. 2023, (09): 161-167. doi:10.13475/j.fzxb.20220503701

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针对现有薄膜状、硅胶基触摸传感器件抗弯折性差、热湿舒适性不佳等问题,提出了采用柔软亲肤的聚乳酸非织造材料为基材构筑柔性触摸传感电子织物的研究策略,构建聚丙烯酰胺-氯化锂离子水凝胶双向离子导电体系,采用芯吸沉积效应制备石墨烯导电非织造织物,复合形成层叠结构电子织物,研究触摸传感电子织物对触摸动作的识别及不同机械形变对触摸信号的影响规律。结果表明:触摸传感电子织物可定位识别触摸动作;响应时间仅为25 ms,表现出优异的响应速度;在不同速度触摸下,触摸信号波动率仅为5%,表现出优异的稳定性。弯曲循环500次后,触摸传感电子织物的触摸性能仍维持恒定,表现出优异的抗干扰性。此外,触摸传感电子织物具有优异的热湿舒适性,可长期穿戴。基于此,触摸传感电子织物可实现显示界面的控制功能,在可穿戴人机交互领域具有广阔的发展潜力。

针织毛衫版片的参数化设计模型与实现

李玉贤, 巫晓雯, 吴光军, 丛洪莲

纺织学报. 2023, (09): 168-174. doi:10.13475/j.fzxb.20220703701

摘要 ( 172 )

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为提高毛衫设计的准确性和高效性,以合体毛衫版片为例,探讨了针织毛衫版片的参数化设计方法。首先基于服装基础版型绘制毛衫样板,探讨样板与人体参数之间的关系,确定各部位关键点位置。其次基于人体工学要求拟合领口曲线、袖窿曲线及袖山曲线,研究拟合过程中存在的数学关系,提出参数约束方法,并通过合体毛衫设计实例来验证样板的准确性。结果表明:针织毛衫设计过程中,可利用圆弧拟合模型约束领口曲线和袖窿曲线,利用贝塞尔曲线模型约束袖山曲线。基于部位间数学和位置关系进行针织毛衫参数化变款式设计,再结合尺寸数据快速生成上机工艺,可节省反复计算和打样时间,提升毛衫数字化设计水平。

基于图像的人体肩部特征点检测方法

邓中民, 王健恺, 靳晓凝, 魏宛彤, 于东洋, 柯薇

纺织学报. 2023, (09): 175-179. doi:10.13475/j.fzxb.20220707001

摘要 ( 163 )

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针对现有检测算法对肩部特征点的误检、漏检和检测误差大等问题,提出了一种改进的基于人体轮廓编码的肩部特征点的检测方法。该方法以人体所占图像的大小来确定特征链码串的长度,并且通过特征区域分割、特征区域遍历,具有几何特征的链码串动态筛选的搜索方式,筛选出符合条件的肩部特征点。在获取肩部特征点以后,计算出肩宽值,并且与实际人工测量的肩宽值进行比对与分析。本文实验共选取了100名不同身型的青年测试者(50男/50女)在同一拍摄环境下对该方法的可行性进行测试。结果表明,采用该方法能够快速识别人体的肩部特征点,与人工测量值对比得出的平均误差仅在3%左右,较好地提升了二维人体肩宽尺寸检测的效率,并且为后续服装匹配等相关工作提供了更加精确的数据支持。

运动内衣承托及其动态舒适性能的有限元分析

孙玥, 周凌芳, 周祺旋, 张诗晨, 易洁伦

纺织学报. 2023, (09): 180-187. doi:10.13475/j.fzxb.20220706601

摘要 ( 250 )

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为对运动内衣的功能性和舒适性进行可量化预测及评估,缩短内衣行业的产品设计开发流程,对人体和运动内衣的动态接触关系建立有限元模型,并研究乳房在运动过程中与运动内衣的复杂相互作用机制。首先通过三维人体扫描获得人体点云数据,运用逆向工程软件进行处理,得到胸部、身体躯干和运动内衣的几何模型。利用过盈配合方法模拟人体穿着运动内衣的预紧力状态,并在重力场中加入三维运动系统捕捉的躯干动态位移作为边界条件来驱动有限元模型,从而模拟人体穿着运动内衣时的乳房运动形态。模拟结果与真实测量值的相对误差为5.15%,验证了此模型的准确性。在此模型的基础上进一步对运动内衣面料的力学属性进行参数化设计,研究了5倍初始弹性模量的运动内衣对乳房的控制性能和动态压力舒适性。结果表明,使用高弹性模量材料的运动内衣虽然能轻微增加对胸部位移的控制效果,但相应增加的人体服装压已经高于人体舒适的服装压力范围。本文提出的研究方法和结果可从功能性和舒适性角度综合指导运动内衣的面料选择,优化运动内衣的设计并缩短开发时间。

面向虚拟现实的着装人体个性化头面部纹理生成技术

陈金文, 王鑫, 罗炜豪, 梅琛楠, 韦京艳, 钟跃崎

纺织学报. 2023, (09): 188-196. doi:10.13475/j.fzxb.20220706301

摘要 ( 185 )

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为提升用户在虚拟现实中的体验感,让相同着装人体可以拥有定制的用户面容,提出通过输入单张用户正面人脸图像,利用DECA神经网络生成三维头部模型和初始纹理。在此基础上,对初始纹理进行光照校正,并通过掩膜提取面部主要区域和边缘肤色,然后对头颈部纹理进行肤色转换和面部纹理2次修复,得到一个完整的头面部纹理,接着将其作为风格图像,将着装人体的原始身体纹理作为内容图像,通过PAMA神经网络进行风格迁移,得到肤色转换后的身体纹理。将经过处理的头面部纹理与身体纹理重新映射在三维模型上,得到具有用户特征的定制化着装人体。实验结果表明,采用该方法修复的头面部纹理能最大限度保留用户面部信息,生成时间仅需1.4 s左右,肤色转换后的面部与身体纹理过渡自然,映射得到的用户着装人体真实度高,可用于各种虚拟现实的应用场景。

棉纺精梳机分离罗拉连杆驱动机构动力学仿真及有限元分析

冯清国, 巫鳌飞, 任家智, 陈宇恒

纺织学报. 2023, (09): 197-204. doi:10.13475/j.fzxb.20230101101

摘要 ( 102 )

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为提高棉纺精梳机的使用寿命及生产运行可靠性,避免精梳机在长期高速运转条件下各零件的疲劳、磨损、断裂等造成的生产事故问题。利用Solidworks软件建立分离罗拉驱动机构三维模型并导入Adams软件分别进行运动学与动力学仿真,得出了不同速度条件下分离罗拉驱动机构各零件铰接点在一个运动周期内的受力分布曲线;利用Ansys Workbench软件对各零件赋予材料属性并进行有限元仿真,得到各零件在一个运动周期内不同速度下的最大应力。结果表明:当精梳机速度为500钳次/min及以下时,一个运动周期内的分离罗拉驱动机构各零件的最大应力均小于材料的许用应力(400 MPa),材料强度满足生产条件;当精梳机速度依次提高到600和700钳次/min后,定时调节盘的最大应力(415.98 MPa)较500钳次/min时分别增大40.55%和79.1%,超过材料的许用应力(400 MPa),该零件有疲劳、磨损、断裂的风险,易故障停车并造成生产事故。在JSFA588型精梳机上按照零件设计要求进行了制造、装配及生产试验,进一步验证了仿真结果的有效性。

基于轻量化网络和知识蒸馏的纱线状态检测

任国栋, 屠佳佳, 李杨, 邱子安, 史伟民

纺织学报. 2023, (09): 205-212. doi:10.13475/j.fzxb.20220508801

摘要 ( 107 )

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为准确识别导纱管内纱线数量与种类,保证纱线打结有序进行,提出一种基于卷积神经网络的纱线分类方法。首先,将采集到的3 500张图片分为训练集2 800张和测试集700 张,再从训练集中划出560张作为验证集;其次采用叠加深度可分离卷积构建轻量化的自搭建学生网络。为克服学生网络准确率低、泛化性能弱等缺陷,采用迁移学习与知识蒸馏的组合训练方式对自搭建网络进行训练,将最终训练得到的学生网络权重进行移动端部署应用。实验结果表明:在PC端上对自搭建学生网络采取组合训练方式有效,在移动端上单根纱线识别概率在70%以上、双根纱线为80%以且纱线检测平均准确率达98.86%。为针织行业有关纱线的检测与识别提供了新思路。

丝素蛋白基药物载体的应用研究进展

罗元泽, 戴梦男, 李蒙, 俞杨销, 王建南

纺织学报. 2023, (09): 213-222. doi:10.13475/j.fzxb.20220500202

摘要 ( 233 )

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为拓展和推动丝素蛋白材料在医药领域的临床应用,综述了近年来丝素蛋白在药物递送系统中的最新研究进展,重点阐述了丝素蛋白药物递送载体的种类、制备方法、主要的药物负载类型及其应用性能。通过分析发现:丝素蛋白除具有出色的生物相容性和可控降解性外,其大分子独特的亲疏水链结构还赋予丝素蛋白聚集态结构自组装的调控基础;以丝素蛋白为基材所构建的微球、水凝胶和微针等多种形貌的药物载体表现出高效的药物负载能力和可控的释放速率,从而达到患者减少服药次数和提高治疗效率的目的。除负载小分子化学药物,丝素蛋白载体还可改善蛋白和基因类药物易降解和半衰期短的缺点。由于丝素蛋白的这些优异特性,将其用于研制靶向与特异性药物载体可实现对不同类型疾病的针对性治疗,从而提高药物利用度和降低副作用。最后指出使用丝素蛋白作为药物载体存在的问题和重要的发展方向。

石墨烯改性蚕丝的制备方法及其应用研究进展

何铠君, 沈加加, 刘国金

纺织学报. 2023, (09): 223-231. doi:10.13475/j.fzxb.20220401302

摘要 ( 157 )

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为优化蚕丝纤维和石墨烯材料的相互结合作用并进一步增强和丰富蚕丝纤维的性能和用途,扩大其在纺织及生物医疗柔性可穿戴领域的应用,详细介绍了石墨烯及其衍生物材料通过内在改性法和外在改性法制备蚕丝材料的方法及应用,并对比分析了各种方法的优缺点,简要介绍了改性蚕丝材料中氧化石墨烯化学还原法和高温还原法的特点。阐述了在力学性能、导电性能、抗紫外线性能、抗菌性能、防污/防水性能等方面,石墨烯改性蚕丝的工作机制及研究进展。综述了石墨烯改性蚕丝材料的性能及其在智能传感器纺织品领域的应用现状,最后展望了石墨烯改性蚕丝材料的研究及发展方向,以期拓宽其应用。

增强纤维用上浆剂的耐高温化改性研究进展

钱晨, 黄博翔, 李永强, 万军民, 傅雅琴

纺织学报. 2023, (09): 232-242. doi:10.13475/j.fzxb.20220708302

摘要 ( 164 )

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在高性能热塑性树脂基复合材料的开发与前沿应用中,常规的纤维上浆剂存在耐高温性能不足的问题,因此,耐高温型增强纤维上浆剂的开发与研究引起了广泛关注。基于纤维上浆剂的配方组成,介绍了近年来增强纤维用上浆剂的耐高温化改性研究进展。重点综述了耐高温型上浆剂体系中浆料树脂(成膜剂)的选择与优化方法,探讨了无机纳米杂化对上浆剂耐热性能提升及复合材料界面性能的改善效果,并分析了偶联剂在耐高温型上浆剂体系中的作用与性能。基于产业化应用的考虑,最后指出:深入分子结构设计,开发绿色环保的耐高温型上浆剂将是未来研究的重点;考虑各类纤维及树脂基体的结构性能差别,有针对性地开发耐高温型上浆体系极为必要。

个体降温服优化设计对其降温效果影响的研究进展

赵辰, 王敏, 李俊

纺织学报. 2023, (09): 243-250. doi:10.13475/j.fzxb.20220308702

摘要 ( 213 )

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为探索个体降温服的功能设计方法,对国内外降温服降温效果的影响因素研究进行了综述。从降温服的工作原理入手,分别从冷却介质和服装的优化设计展开探讨,总结各设计要素对降温服降温效果及人体热湿舒适性的影响,并对比不同参数的作用效应。分析认为:个体降温服的功能设计应在全面分析作业环境和人体活动的基础上,根据人体实际热量散失的需求,对冷却介质的用量、特征参数、组合应用,织物性能,服装结构进行综合优化设计,并依据不同类型的冷却介质有所侧重。未来,可通过数值参数化研究为冷却介质与服装的优化配置提供更为科学的依据和准确的指导,同时降温系统冷却效率的优化提升将成为个体降温服功能设计的重要发展方向。

黔苗之绣

虞倩雯, 王建萍

纺织学报. 2023, (09): 251-251.

摘要 ( 159 )

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本系列作品的设计灵感来自黔东南的苗族刺绣--数纱绣与破线绣，通过对其纹样及绣法肌理感进行剖析，提取典型元素进行变化设计，采用数码针织织造的方式制作完成。在本系列作品的图案造型上，沿用了苗族以满为美的特点;配色上，采用了饱和度较高的民族色;材质质感上，通过混合功能性辅助纱线，形成浮线紧贴面料表面的效果与内胆填充的立体效果，呈现出数纱绣特有的线迹感与破线绣特有的浮雕感;制作方式上，绣地与绣面图案可通过数码软件排列同时编织，生产效率高且拓展了产品的应用品类，可适用于抱枕、手提包、袜子、手套、袖套、毯子等产品设计。

衣曳

徐文洁, 李正

纺织学报. 2023, (09): 252-252.

摘要 ( 152 )

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“衣曳”系列服装设计作品基于“廓形与结构表达”的思想，对服装廓形设计进行探讨，通过打破常规局限来探索身体与服装的各种可能性。该系列作品将服装轮廓与印花、苏绣及面料改造等工艺的融合，力求服装的每个微观方寸之间皆有可观，以此构建视觉多样性和审美意识上的延展空间。作品在结构设计上大多采用堆叠褶皱、交叉式设计等表达方式，凸显服装的空间比例和层次节奏，通过刚与柔、疏与密、明与暗的设计表达，在看似对立却统一的材质碰撞作用下，以服装设计语言诠释当代东方设计的丝绸之美。作品采用刺绣工艺，利用淡彩纹样和丝绸面料营造唯美轻盈的视觉感受，服装廓形回归简约的同时，增加了服装功能性和女性元素，以期适应市场需求，为时尚行业发展提供新思路。

液态金属

皮珊珊, 肖纪雄

纺织学报. 2023, (09): 253-253.

摘要 ( 141 )

PDF (24849KB) ( 109 )

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本系列作品以“液态金属”为主题，将CL03D软件技术与未来科技概念相结合，以液体形态的服装穿着于虚拟模特上，使衣服呈现的形态具有无限的想象空间。运用金属质感面料来表现液体流动的金属形态，并结合先进的3D打印技术，创造出服饰与身体之间不稳定的无序感，同时使设计更富有动感和未来感。通过这样的设计组合，突破传统衣物的形态限制，带来全新的服装体验，探索服装形态与人体之间的无限可能性以及未来科技与人类社会的不确定性。

土布也时尚

赵蒙蒙

纺织学报. 2023, (09): 254-254.

摘要 ( 141 )

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明清时期，松江棉布不仅在国内享有“衣被天下”的美誉，同时也经过海上丝绸之路走向了全世界。本设计作品灵感来源于上海松江布展示馆的土布织物，选取“井字”纹、“回字”纹、“芦扉花”纹等几种经典纹样的土布织物作为设计素材，面料色彩以朴实、素雅为主基调。设计方法采用中式宽松裁剪，结合西式披挂、扭结手法，并点缀盘扣、立领、绳带等装饰细节，打造混搭、随性的设计风格，打破土布“土”的刻板印象。通过传统与现代、乡土与城市的融合，让压箱底的土布织物变得时尚而又富有现代魅力。

雅韵青花

于茜子

纺织学报. 2023, (09): 255-255.

摘要 ( 137 )

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创作构思遵循“文化传承与科技创新”的核心理念，在设计中传承青花瓷的文化精髓，并利用前沿科技为其注人现代气息。灵感来源于青花瓷的深厚历史文化和独特图案艺术。利用数字时尚技术创造出虚拟服装，带给观者和穿戴者全新的感知体验，从而实现传统文化与现代科技的融合与创新。

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