纺织学报

基于均三嗪环结构的聚己内酰胺6复合树脂制备及其抗熔滴阻燃特性

张文琪, 李莉莉, 胡泽旭, 魏丽菲, 相恒学, 朱美芳

纺织学报. 2023, (11): 1-8. doi:10.13475/j.fzxb.20220506001

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针对聚己内酰胺6(PA6)高温氧化诱导分子链断裂产生的持续燃烧和熔体滴落等问题,利用均三嗪环阻燃剂(CFA)的膨胀成炭性质,采用熔融共混方式得到阻燃抗熔滴PA6复合树脂,分析了CFA阻燃剂的成炭性能,研究了添加不同质量分数CFA阻燃剂的PA6复合树脂的阻燃性能与燃烧后残炭的结构及形貌。结果表明:当CFA质量分数为8%时,阻燃抗熔滴PA6复合树脂的垂直燃烧等级达到V-0级,点燃后仅燃烧1 s即熄灭,熔滴滴落1滴;阻燃抗熔滴PA6复合树脂极限氧指数从纯PA6的24.5%提升到33.4%,总烟释放量下降13.3%;受阻燃剂高温残炭量高的影响,随着CFA质量分数的增加,在空气氛围中,残炭量从纯PA6的1.87%提高到4.84%;CFA诱导PA6阻燃机制为气相中的不燃性气体的稀释效应以及凝聚相中炭层的阻隔效应;CFA阻燃剂的加入并未导致PA6拉伸断裂强度下降,反而使其有所提升,CFA质量分数为8%时,PA6复合树脂的拉伸断裂强度提升28.8%。

长碳链聚酰胺1012纤维在不同温度下的力学性能

陈美玉, 李立凤, 董侠

纺织学报. 2023, (11): 9-18. doi:10.13475/j.fzxb.20220508201

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为探究长碳链聚酰胺1012(PA1012)纤维在极端环境应用的可能性,借助动态热机械分析仪、X射线衍射仪和万能材料试验机系统研究了不同牵伸比的PA1012全牵伸丝(FDY)和拉伸变形丝(DTY)在不同温度下的力学性能及其变化规律。结果表明:常温下,PA1012 FDY的初始模量、屈服比强度、屈服伸长率、断裂强度随牵伸比增加呈线性增强,断裂伸长率与牵伸比之间呈负指数关系;当牵伸比为1.3时,与PA1012 FDY相比,PA1012 DTY的初始模量下降57.47%,断裂强度下降2.24%,但断裂伸长率增加1.40%;在-70~120 ℃温度范围内,相同牵伸比的PA1012 FDY和DTY的力学性能随温度变化趋势与常温状态下相似;特别是在-70 ℃,当牵伸比为2.7时,PA1012 FDY的拉伸断裂强度高达6.04 cN/dtex,其断裂伸长率为9.13%,可见PA1012 FDY在极地寒冷地域具有潜在应用前景。

丝素蛋白/壳聚糖复合纤维膜的制备与应用

雷彩虹, 俞林双, 金万慧, 朱海霖, 陈建勇

纺织学报. 2023, (11): 19-26. doi:10.13475/j.fzxb.20220606801

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为进一步提升丝素基纤维膜的抗菌性能,以六氟异丙醇和三氟乙酸为溶剂分别溶解丝素蛋白和壳聚糖,制备一定质量比的混合纺丝溶液,然后利用静电纺丝技术制备丝素蛋白/壳聚糖(SF/CS)复合纤维膜。对不同质量比下复合纤维膜的微观形貌、吸水率、止血性能和抗菌性能进行测试与分析。结果表明:SF/CS复合纤维膜中纤维呈光滑致密、无串珠的网状结构;随着壳聚糖添加量的增加,复合纤维膜的抗菌性呈显著增强趋势,当丝素蛋白与壳聚糖质量比为5∶2时,复合纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径分别为(11.88±0.04)和(15.34±0.04) mm,抑菌率分别达到(73.93±0.85)%和(93.27±0.97)%;同时,在该条件下制备的复合纤维膜具有较高的吸水率((967.59±9.76)%),止血性能优于市售止血纱布。

聚丙烯腈/银复合纳米纤维高效滤膜的制备及其长效性能

王西贤, 郭天光, 王登科, 牛帅, 贾琳

纺织学报. 2023, (11): 27-35. doi:10.13475/j.fzxb.20220701601

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为实现高效低阻的过滤效果,将具有抗菌性能的纳米银颗粒掺杂在聚丙烯腈(PAN)溶液中,利用静电纺丝技术制备了PAN/Ag复合纳米纤维膜,对其微观结构进行观察,测试了纳米纤维膜的透气性能、透湿性能、润湿性能和过滤性能。结果表明:在纳米银质量分数为0.9%,纺丝时间为30 min时,PAN/Ag复合纳米纤维膜的过滤效率达到99.38%,阻力压降为43.12 Pa,品质因子达到最高0.117 9 Pa^-1,透气率为539.1 mm/s,水接触角为112.5°,具有较好的透湿率;将PAN/Ag复合纳米纤维膜静置365 d后安装在空调滤芯上,还可保持有优良的过滤性能。本文研究拓宽了纳米空气滤材在实际生活中的应用范围,有望在精准过滤领域实现应用。

聚合物热解制备玻璃纤维表面碳纳米涂层及其导电性

谭晶, 石鑫, 于景超, 程礼盛, 杨涛, 杨卫民

纺织学报. 2023, (11): 36-44. doi:10.13475/j.fzxb.20220700501

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为实现玻璃纤维的导电功能化应用,分别采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚氯乙烯(PVC)为聚合物固态碳源,利用化学气相沉积在玻璃纤维基体表面制备碳纳米涂层得到导电玻璃纤维。借助扫描电子显微镜、拉曼光谱仪、X射线光电子能谱仪、单纤维强力仪、电阻率测试仪研究不同碳源及制备温度对碳纳米涂层导电玻璃纤维的表面化学结构、结合性能、力学性能及导电性能的影响规律。结果表明:利用聚合物固态碳源沉积的碳纳米涂层可以紧密包覆在玻璃纤维表面,且没有裂纹等结构缺陷,涂层在热震循环10~15次内表现出较好的结合性能,不易出现脱落、起泡等结构缺陷,且以PVC为碳源制备的碳纳米涂层与玻璃纤维的结合性优于以PET为碳源制备的碳纳米涂层;导电玻璃纤维的力学性能较原纤维存在一定的降低,形成的碳纳米涂层为具有一定缺陷的sp²杂化多层类石墨烯结构;碳纳米涂层赋予玻璃纤维优异的导电性,在700~950 ℃的制备温度区间内,玻璃纤维的电阻随温度升高而显著下降,在950 ℃时以PET 为碳源制备的碳纳米涂层玻璃纤维电阻为602.10 Ω/cm,以PVC为碳源制备的碳纳米涂层玻璃纤维电阻为181.65 Ω/cm。说明在玻璃纤维表面制备碳纳米涂层可赋予玻璃纤维优异的导电性,固态碳源的使用为废弃塑料垃圾的高价值回收提供一定参考。

聚酰胺原液着色母粒的制备及其性能

李修田, 宋伟广, 张丽平, 杜长森, 付少海

纺织学报. 2023, (11): 45-51. doi:10.13475/j.fzxb.20220702701

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针对聚酰胺66(PA66)原液着色过程中炭黑在PA66基体中分散性差的问题,首先,将炭黑加入到含有一定质量分数的分散剂的水溶液中,采用超声波分散协同喷雾干燥技术制备了自分散炭黑(SPCB);随后将SPCB再分散于含有一定质量分数PA66盐的水溶液中,制备了PA66盐基炭黑分散体,并通过原位聚合法制备了PA66原液着色母粒;最后,通过熔融共混法制备了PA66膜。探究了分散剂结构和质量分数、炭黑质量分数、超声波处理功率和时间对PA66盐基炭黑分散体粒径、粒径分布及稳定性的影响,分析了SPCB质量分数与PA66膜性能的关系。结果表明:聚乙烯吡咯烷酮相对炭黑质量分数为15%,炭黑相对体系的质量分数为10%,超声波处理功率为1 260 W,时间为80 min时,制备的PA66盐基炭黑分散体粒径最小为184.1 nm,离心稳定性和放置稳定性均在90%以上;SPCB与PA66的相容性良好,在PA66基体中分布均匀,粒径约为200 nm,当其质量分数为0.2%时,制备的PA66膜的熔融温度为259.2 ℃,L^*值为26.82。

新型气流牵伸通道结构模型的构建与性能分析

王青, 梁高翔, 殷俊清, 盛晓超, 吕绪山, 党帅

纺织学报. 2023, (11): 52-60. doi:10.13475/j.fzxb.20220701701

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为提高牵伸比,缩短纺纱工艺流程,提出一种通过气流来实现对棉条牵伸的方法,即气流牵伸方法。建立了气流牵伸通道的结构模型,通过对气流牵伸通道中纤维与气流的双向耦合影响仿真分析,验证该方法的可行性。结果表明:纤维在气流牵伸通道中波动前进,且在接近或流出通道出口时,纤维再次变直;纤维在牵伸通道中加速前进,且在通道不同位置运动速度不同,其结果是纤维在牵伸通道向前运动过程中实现重新分布;弯钩纤维在牵伸通道中受到的气流牵引力大,因此移动得更快,且纤维的弯钩在向前运动过程中逐渐被拉直;在气流牵伸通道中,纤维经历了加速、重新分布和拉直等过程达到牵伸的目的,证实了气流牵伸方法的有效性。

特种玄武岩缝纫线的制备工艺及其性能

骆春旭, 龚浩然, 吴敏勇, 黄丛, 刘可帅

纺织学报. 2023, (11): 61-66. doi:10.13475/j.fzxb.20220706801

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为制备具有高强、高模、耐化学腐蚀以及抗原子氧等性能的玄武岩高性能缝纫线,利用空心锭包覆纺纱机构,选用聚酰胺长丝为外包覆纱,对双股无捻玄武岩长丝进行双向包覆,研究不同捻度、不同线密度外包覆纱对其拉伸断裂强力及耐磨性能的影响,并分析了包覆纱断裂形貌。结果表明:所纺制的包覆纱强力相较芯丝均有提高,断裂强力提升23%~29%;在一定捻度变化区间内,捻度的增加会使包覆纱断裂强力呈现先升高后降低的趋势,使耐磨程度呈现先减弱后增强的趋势,且在650 捻/m时断裂强力最高;不同线密度外包覆纱对芯纱有不同的赋强作用,线密度越大成纱强力越高;芯纱拉伸断裂形态通常为2种,即在表面包覆间距处出现不同程度凸起或呈原纤化劈裂。

镀银聚酰胺6/聚酰胺6纳米纤维包芯纱电容传感器的构筑

范梦晶, 吴玲娅, 周歆如, 洪剑寒, 韩潇, 王建

纺织学报. 2023, (11): 67-73. doi:10.13475/j.fzxb.20220708601

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为获得线形螺旋结构且具有良好传感性能的大应变柔性应变-电容传感器,采用水浴静电纺丝法以镀银聚酰胺6为芯纱,制备了镀银聚酰胺6/聚酰胺6纳米纤维包芯纱,并将其缠绕在橡筋上制备应变-电容式柔性传感器。对纳米纤维包芯纱的结构与力学性能进行表征与测试,分析了应变-电容传感器的传感性能,并探索了其在人体运动监测中的应用。结果表明:聚酰胺6纳米纤维在镀银聚酰胺6表面形成结构完整的包覆层,直径分布主要在80~100 nm范围内,平均直径为95.53 nm;相较于芯纱,纳米纤维包芯纱的力学性能基本保持不变;制备的柔性传感器表现出良好的应变-电容传感性能,在6.67%的应变下敏感因子可达3.93,并具有良好的重复性,该传感器可用于人体运动的实时监测。

机织物的热传递与强热条件下热防护性能

杨孟想, 刘让同, 李亮, 刘淑萍, 李淑静

纺织学报. 2023, (11): 74-82. doi:10.13475/j.fzxb.20220506901

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在高低温、热辐射和烈火场等强热物理场,要求服装具有隔热功能。为探究组织结构、热源强度对机织结构材料热防护性能的影响,采用有限元模拟方法,研究热源强度为0.8 kW/m²条件下,6种组织芳纶、涤纶机织结构材料的瞬态热传递过程特征,得到材料的温度云图和表面温度时变图,观察温度时变图,从隔热时间和隔热温度2个维度提出强热条件下评价织物热防护性能的5大指标。结果表明:热流沿纱线浮长传递,形成与浮长相关的上、下表面温度和温差;热流达到下表面的滞后时间越长,下表面的温升速度越慢,形成的温差越大,下表面形成的稳定温度越低,材料的防护效果越好,6种组织的隔热防护性能由低到高排序为:平纹、2上1下斜纹、3上1下斜纹、4上1下斜纹、5上1下斜纹、6上1下斜纹;在常规热源条件下,单层织物能够有效阻止热流滞后约 1.5 s,强热条件下,需增加防护厚度或叠加其它材料以提高隔热能力;辐射热防护性能测试表明,实验结果与模拟结果存在很好的一致性。

单向导湿纬编成形织物的结构设计及其性能

丁玉琴, 董智佳, 丛洪莲, 葛美彤

纺织学报. 2023, (11): 83-89. doi:10.13475/j.fzxb.20220604901

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为了解决夏季运动服装穿着出汗后内层潮湿且黏腻的不适感,基于差动毛细效应,选用55.5 dtex(14 f)的涤纶作为地纱,搭配93.3 dtex(384 f)超细纤维涤纶以及92.2 dtex(72 f)常规涤纶作为面纱,应用圣东尼单面无缝机设计了5种不同结构的织物,研究和比较每种组织的单向导湿性能,以及不同结构织物的导湿规律。结果表明:93.3 dtex(384 f)纱线组得到的附加压力差大于92.2 dtex(72 f)纱线组,具有良好的单向导湿能力,水分管理评级均在3级以上;组织结构中,地纱和面纱均成圈的均匀结构数量越多,导湿效果越显著,因此,均匀结构数量多的组织适合配置于出汗量较多的区域;与均匀结构相比,地纱和面纱不全成圈的松散结构轻薄透气,适合配置于过渡区域。

仿鳞片结构织物的制备及其防刺性能

刘青, 牛丽, 蒋高明, 马丕波

纺织学报. 2023, (11): 90-97. doi:10.13475/j.fzxb.20220605101

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针对目前防刺服层数多、柔韧性差等问题,利用针织横编技术成型能力优异的特点,克服高性能纱线编织复杂结构难的问题,以超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纱线为基础,编织了一种类似于穿山甲重叠鳞片结构的仿生鳞片织物,并探索其成形原理。通过准静态穿刺实验研究了不同穿刺位置、方向、鳞片大小、穿刺刀具对鳞片织物防刺性能的影响,利用光学显微镜和扫描电子显微镜观察织物的损伤形貌,并分析鳞片织物的防刺机制。结果表明:鳞片织物成形的主要原理是鳞片连接处线圈的收缩及前、后针床的单独编织;增加刀刃处可切割的线圈数量可有效提升鳞片织物的防刺性能;鳞片织物在2种刀具下的穿刺过程存在差异,其损伤行为主要包括纱线的切割断裂失效及拉伸断裂失效。

经编双针床贾卡鞋材的网孔结构研究

孙园园, 张琦, 张燕婷, 丁宁宇, 左露娇

纺织学报. 2023, (11): 98-104. doi:10.13475/j.fzxb.20220903501

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针对经编双针床贾卡鞋材的网孔大多由经绒组织、经平组织与编链组织构成,在网孔形状和结构形态上较单一的问题,在研究“1×8”偏移信号的双针床贾卡组织原理与特征的基础上,进一步分析贾卡鞋材的二维和三维网孔结构的变化机制,并进行一款三维网孔结构鞋材的设计与开发。首先通过分析双针床三针贾卡技术的偏移原理与贾卡延展线的编织形态,对双针床贾卡组织单元进行分类总结;再将贾卡组织单元进行有规律的搭配设计,研究不同形状和立体效应的二维和三维网孔结构的设计原理;最后通过鞋材的原料工艺设计与贾卡组织设计,在RDPJ6/2经编机上完成一款三维网孔结构贾卡鞋材的织造。结果表明:8个偏移信号的双针床贾卡提花工艺可显著提高贾卡鞋材网孔结构的多样化和立体化,提升贾卡鞋材的穿着舒适性能和外观时尚性。

基于机器视觉的空纱筒口定位方法

史伟民, 韩思捷, 屠佳佳, 陆伟健, 段玉堂

纺织学报. 2023, (11): 105-112. doi:10.13475/j.fzxb.20220605501

摘要 ( 98 )

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为实现换筒桁架机器人空纱筒口定位功能,提出一种深度学习与传统图像处理相结合的定位方法。首先通过改进的Yolov5模型框定图片中纱筒口的位置;然后利用Sobel边缘检测、阈值分割、滤波、闭操作处理框定区域的图像,并通过最小二乘法拟合得到空筒口径及中心坐标;最后利用单目相机小孔成像原理完成纱筒口的定位。结果表明:改进后的模型在检测准确率上达到99.2%,检测速度可达54.3 帧/s,同时模型参数量减小到3.71 M,X轴、Y轴、Z轴方向的定位误差分别控制在1.3、1.9、0.7 mm以内,本文研究结果可满足换筒桁架机器人空筒口定位功能需求。

基于弹簧-质点模型的单贾卡经编鞋材三维仿真

杨美玲, 蒋高明, 王婷, 李炳贤

纺织学报. 2023, (11): 113-119. doi:10.13475/j.fzxb.20220812301

摘要 ( 108 )

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为实现单贾卡经编间隔提花鞋面织物结构的可视性,改善三维形变仿真效果,基于鞋材织物分区功能设计原理,研究单把贾卡梳生产间隔鞋材织物的提花原理与设计方法,利用二次Bezier曲线建立线圈单元三维几何结构模型。基于传统二维弹簧-质点模型的结构与应用原理,提出适用于三层间隔鞋材织物的三维弹簧-质点模型,建立三维空间线圈粒子集合体。根据牛顿第二定律,建立线圈粒子运动形变位移动力学方程,并采用显式中点法求解质点受力位移与速度,确定质点运动轨迹和状态。针对形变仿真过程中易出现的超弹现象,采用调整质点位移、弹簧端点的分速度、弹簧-质点的组成结构等措施,以达到更真实的模拟效果。借助JavaScript和C#计算机程序设计语言,实现了单贾卡经编间隔鞋材的三维仿真,并与实物图对比,验证力学模型的科学有效性。

天然染料质谱数据库的建立与应用

寿晨超, 娜仁高娃, 高素芸, 刘剑, 赵丰

纺织学报. 2023, (11): 120-131. doi:10.13475/j.fzxb.20220907501

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为提高纺织品文物中天然染料鉴定的准确性和便捷性,利用高效液相色谱-质谱联用(HPLC-MS)技术对68种天然染料化合物标准品进行分析,收集化合物分子质量、碎片离子及丰度、检测离子模式、保留时间等信息,建立了基于美国国家标准技术研究院质谱数据库的天然染料质谱数据库。通过设置合理的检索条件,确定质谱库检索最佳参数,对代表性蒽醌类(茜素)、黄酮类(槲皮素、木犀草素)、生物碱类(小檗碱)化合物进行了分子碎裂机制解析。应用自建的质谱数据库成功实现了2件古代纺织品文物中天然染料的快速鉴定,质谱数据库检索结果显示其含有茜素、茜紫素、木犀草素、小檗碱、巴马汀等染料化合物,且在文物样品的检索过程中,质谱数据库正向检索匹配度与反向检索匹配度均大于800,匹配率均在95%以上。利用质谱数据库检索技术鉴定天然染料具有可行性,为纺织品文物中天然染料的研究工作提供了新思路。

全棉水刺非织造布的等离子体冷堆脱脂漂白工艺响应面法优化

刘骏韬, 孙婷, 涂虎, 胡敏, 张如全, 孙雷, 罗霞, 纪华

纺织学报. 2023, (11): 132-141. doi:10.13475/j.fzxb.20220709501

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为解决全棉水刺非织造布冷堆脱脂漂白处理时间长的问题,采用等离子体冷堆脱脂漂白工艺对其进行处理,借助扫描电子显微镜和红外光谱仪分析材料的微观形貌和化学结构,设计单因素实验探究等离子体处理功率、等离子体处理时间、冷堆时间对材料白度、断裂强力、吸水率的影响,并在此基础上设计响应面法优化实验,确定最佳工艺参数。结果表明:等离子体处理可去除非织造布表面棉籽壳等异物杂质并在布面留下孔洞,经冷堆处理后孔洞得到一定消除;等离子体处理可减少棉纤维表面脂类物质,增加羟基含量,提高棉纤维的亲水性;经响应面法优化后得到最佳优化工艺条件为等离子体处理功率2 kW、等离子体处理时间11 s、冷堆时间6.5 h,经过此条件处理的全棉水刺非织造布的白度可达到75.883 6%。

中空磁性Fe₃O₄纳米球/MXene复合棉织物的制备及其电磁屏蔽性能

郑贤宏, 唐金好, 李长龙, 王炜

纺织学报. 2023, (11): 142-150. doi:10.13475/j.fzxb.20220804501

摘要 ( 130 )

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为优化导电织物对电磁波的阻抗匹配性,减少电磁波的二次污染,在棉织物中引入磁损耗材料中空Fe₃O₄纳米球,并通过层层组装的方法将其与过渡金属碳化物/氮化物(MXene)结合制备中空磁性Fe₃O₄纳米球/MXene复合棉织物,探究中空磁性Fe₃O₄纳米球对复合棉织物电磁屏蔽性能的影响规律和作用机制。借助超景深显微镜、扫描电子显微镜和矢量网络分析仪对中空磁性Fe₃O₄纳米球/MXene复合棉织物的形貌结构和电磁屏蔽性能进行表征与分析。结果表明:通过水热合成制备的Fe₃O₄具有中空球状形貌和尖晶石晶体结构,颗粒尺寸较为均匀,为(271.9 ± 4.6) nm;随着Fe₃O₄/MXene负载循环次数的增加,复合棉织物的方阻逐渐减小,最低为(10.5±1.7) Ω/□,并展现出较好的透气性;复合棉织物的电磁屏蔽性能也逐渐增强,最高电磁屏蔽效能可达(29.03±0.3)dB,且织物的屏蔽机制由吸收为主逐渐向反射为主转变,其优异的电磁屏蔽性能主要归因于MXene纳米片和中空磁性Fe₃O₄纳米球的协同作用。

高温自交联抗熔滴阻燃涤纶织物的制备及其性能

肖云超, 杨雅茹, 郭健鑫, 王童谣, 田强

纺织学报. 2023, (11): 151-159. doi:10.13475/j.fzxb.20220906301

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针对涤纶织物易燃、熔滴严重的问题,采用甲基膦酸(5-乙基-2-甲基-2-氧代-1,3,2-二氧磷杂环己-5-基)甲基甲基酯(EMD)和N-苯基马来酰亚胺(N-PMI)构建新型磷-氮协同阻燃体系,采用浸轧法对涤纶织物进行后整理,研究其阻燃性能和阻燃机制。结果表明:EMD和N-PMI存在协同阻燃作用,整理后涤纶织物的极限氧指数达到35.1%,燃烧过程中不再产生熔滴,热释放速率峰值和总热释放量比纯涤纶织物分别降低了48.6%和20.8%,且力学性能和透气性不受明显影响;整理后涤纶织物表现出典型的凝聚相阻燃机制,与纯涤纶织物相比,其燃烧生成炭层的致密性、连续性及热稳定性均显著提高,从而能起到良好的屏障作用,而其抗熔滴性提高的主要原因则是伴随着熔融发生的高温自交联。

紫外光/氨气双重响应超疏水棉织物的制备及其性能

王露砚, 张彩宁, 赵倩倩, 马志豪, 王煦漫

纺织学报. 2023, (11): 160-166. doi:10.13475/j.fzxb.20221003501

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为解决单一刺激响应性表面在复杂环境下的应用受限问题,以棉织物为基体,硬脂酸、壳聚糖和纳米氧化铁为原料,采用浸涂法制备出紫外光/氨气双重响应性超疏水棉织物。借助红外光谱仪、扫描电子显微镜和能量色散谱仪对超疏水棉织物的形貌和表面化学成分进行分析,并探究紫外光和氨气对超疏水棉织物润湿性能的影响。结果表明:制备的超疏水棉织物具有良好的超疏水性,其水接触角可达到153.94°;经过紫外光照射28 h后,棉织物从超疏水转变为超亲水性,并且在黑暗中放置28 d或120 ℃下加热40 min后,又可恢复超疏水性;紫外光与双氧水(H₂O₂)共同作用7 h,即可使超疏水棉织物转变为超亲水性;超疏水棉织物与氨气接触5 s,即可迅速转变为超亲水性,之后将其在80 ℃下加热50 min,又恢复至超疏水性。该棉织物具有良好的紫外光响应性和优良的氨气响应性。

多孔型TiO₂微粒的制备及其对离子型染料的吸附

黄彪, 郑莉娜, 秦妍, 程羽君, 李成才, 朱海霖, 刘国金

纺织学报. 2023, (11): 167-175. doi:10.13475/j.fzxb.20221103501

摘要 ( 98 )

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针对印染废水中离子型染料的处理问题,提出以多孔型二氧化钛(TiO₂)微粒为吸附剂对染料进行吸附处理。以钛酸丁酯为钛源,通过改变模板剂的种类,采用水热法制备带有不同电位的多孔型TiO₂微粒。借助固体表面Zeta电位测试仪、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及X射线衍射仪对TiO₂的电位、形貌和晶型进行分析,通过吸附实验优化染料质量浓度和吸附剂用量,并探究TiO₂微粒的重复利用性能。结果表明:带正电的TiO₂微粒(G-TiO₂)和带负电的TiO₂微粒(Y-TiO₂)分别只对阴离子型和阳离子型染料进行吸附,遵从静电吸附机制;2种TiO₂微粒经过煅烧后的晶型均为锐钛矿型;在同等实验条件下,100 mg的G-TiO₂对100 mg/L刚果红染料的吸附率高达99.5%,100 mg的Y-TiO₂对20 mg/L亚甲基蓝染料的吸附率可达93.5%;在循环实验中,G-TiO₂对刚果红染料循环吸附4次后吸附率降低约12.6%,而Y-TiO₂对亚甲基蓝染料循环吸附5次后吸附率降低约17%。

充气保暖复合面料厚度与热阻的相关性分析

苗雪, 王永进, 王方明

纺织学报. 2023, (11): 176-182. doi:10.13475/j.fzxb.20220907101

摘要 ( 129 )

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充气保暖功能服装是以空气代替羽绒等填充材料的一类保暖服装。为更好地掌握充气量、充气复合面料厚度与热阻的关系,在5种充气状态(0%、30%、50%、70%、100%)下,测试了12种不同充气复合面料的厚度与热阻的变化。通过对测试数据的整理与分析,建立了三者之间的关系模型。实验结果表明:充气量、充气复合面料厚度与热阻三者之间存在较强的正相关关系;充气量越多,充气复合面料厚度越大,当充气量较少时,充气复合面料之间的厚度差异性较小,充气量越多时其差异性越显著;充气复合面料热阻随充气量的增加呈现先显著升高后趋于平稳的趋势,当充气量达到50%左右时热阻逐步趋于稳定;充气复合面料厚度越大,充气复合面料热阻越大,且当其厚度在20 mm左右时热阻趋于平稳,可作为保暖厚度的参考依据。实验证实充气复合面料在一定程度上具有调温保暖功能,参照所建模型通过调整充气量可以达到不同的保暖效果。

基于上肢活动性的灭火防护服背带的设计与评价

杨钰蝶, 李承璋, 金剑, 郑晶晶

纺织学报. 2023, (11): 183-189. doi:10.13475/j.fzxb.20220904301

摘要 ( 119 )

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为提升灭火防护服整体工效性,减少消防员职业伤害,以其配件背带为研究对象,针对肩部不适、穿脱不便等问题提出3款背带优化设计方案。通过客观的三维动作捕捉实验和主观感受实验,得到11名被试者的最大肩关节活动角度、动作效率和活动灵活性及舒适性评分,综合分析并评判优劣。结果表明:加入卡扣和背心式设计的H型款式效果最佳,被试者的主客观上肢活动性均得到有效提升,且优于X型款式和Y型款式,肩关节活动角度大于其它款式,手臂屈伸和外展的单位动作时长相较于原款分别缩短12.39%和14.60%;灭火防护服背带对肩关节活动有所限制,在其中加入弹性面料可以削弱这种限制,分散肩背部压力,提高动作效率和主观舒适度,且背部双根设计相较于单根设计显示出更好的活动性和舒适性。

棉精梳机分离罗拉混合驱动系统优化

刘金儒, 李新荣, 王浩, 师帅星

纺织学报. 2023, (11): 190-198. doi:10.13475/j.fzxb.20220601201

摘要 ( 82 )

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为更好地解决现有分离罗拉驱动方式传动链长及难以调整分离罗拉运动规律等缺点,首先,分析精梳机分离接合工艺,提出分离罗拉运动过程中的工艺关键点,并用分段拟合的方法进行拟合,得到理想的分离罗拉运动规律;其次,在对分离罗拉混合驱动方式中的齿轮传动系统进行动力学分析的基础上优化系统中各齿轮的齿数;然后,结合运动学分析及相关要求规划伺服电动机的运动规律,计算得到伺服电动机的速度曲线;最后,通过仿真软件及实验平台进行验证。结果表明,优化后的分离罗拉混合驱动系统可以使分离罗拉按照符合工艺要求的运动规律运行并使分离罗拉的运动具有柔性,解决了现有分离罗拉驱动方式机构传动链长及分离罗拉运动规律调整困难等问题。

插管式机器人空管状态检测方法

戴宁, 梁汇江, 胡旭东, 戚栋明, 徐郁山, 屠佳佳, 史伟民

纺织学报. 2023, (11): 199-207. doi:10.13475/j.fzxb.20220506701

摘要 ( 88 )

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针对利用插管式机器人在巡视络筒机设备时,存在无法检测储管纱圆盘均匀排布孔内是否存在管纱的问题,提出了一种基于图像识别的空管状态检测方法。结合络筒机及插管式机器人工作机制,将集嵌入式控制系统、相机模组于一体的空管检测机构固定在竖直机械立柱上,并随插管式机器人做水平往复直线运动。嵌入式控制系统通过捕获插管式机器人发送的锭位信号,实现该锭位储管纱圆盘图像采集,通过学习、调节、分块定域、矫正等准备环节及分级处理环节进行图像处理,并将处理后各均匀排布孔内管纱的实时情况经由通信接口传输至插管式机器人。最后搭建实验平台,进行空管状态检测稳定性测试。结果表明,本文方法检测效果稳定、准确度高,且成本低、安装简单,便于实际工程应用。

基于NSGAII和神经网络的织造车间大规模调度

雷钧杰, 沈春娅, 胡旭东, 汝欣, 彭来湖

纺织学报. 2023, (11): 208-215. doi:10.13475/j.fzxb.20220301801

摘要 ( 81 )

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为解决遗传算法在织造车间大规模调度中容易陷入局部最优的问题,提出了NSGAII-NN125调度算法。首先,根据织造车间大规模调度的特点,以最小化逾期损失、完工时间和改车次数为优化目标,建立了织造车间调度模型。然后设计了以神经网络模型NN125为主体的调度模块,其可根据织轴和织机特征信息生成调度方案。最后,设计了以NSGAII为主体的优化模块,其根据方案优劣对调度模块中的NN125进行优化。结果表明:NSGAII-NN125的调度质量随着调度规模的不断增大始终非常稳定,而且已优化的调度模块可直接用于相似问题的调度,调度性能较好,由于省去了优化过程,调度速度(约50个织轴/s)也有较大提升,具有较好的实用价值。

基于表面增强拉曼光谱的纳米纤维基生物传感器的研究进展

徐志豪, 徐丹瑶, 李彦, 王璐

纺织学报. 2023, (11): 216-224. doi:10.13475/j.fzxb.20220505402

摘要 ( 117 )

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为促进纳米纤维基表面增强拉曼光谱(SERS)传感器在生物医用领域的开发及应用,介绍了纳米纤维基SERS基底的组成与性能评价指标,纳米纤维基底的构建方法及其性能影响因素。通过总结纳米纤维基SERS基底的构建方法,阐述了纳米纤维与等离子体材料原位组装和后组装的2种策略,进一步探究了纳米纤维种类及其形貌等对柔性SERS传感性能的影响机制。最后展示了纳米纤维基SERS基底在生物医用领域的应用,根据生物医用领域SERS传感器的性能要求对其未来发展趋势进行展望,以期为制备高性能的纳米纤维基柔性SERS基底及拓宽其实际应用提供一定参考。

纤维基界面光热蒸发器表面除盐的研究进展

潘露琪, 任李培, 肖杏芳, 徐卫林, 张骞

纺织学报. 2023, (11): 225-231. doi:10.13475/j.fzxb.20220703602

摘要 ( 137 )

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为深入探究具有能量转换效率高、清洁无污染的界面光热蒸发器,简要介绍了当前纤维基界面光热蒸发器表面除盐的研究进展,以及其在海水淡化与浓盐处理等领域的应用,探讨了界面蒸发过程中水分迅速逃逸导致的盐分析出抑制对光的吸收和堵塞蒸汽溢出通道的作用机制,以及产生的降低器件蒸汽产生速率及使用周期的影响。分析了基于纤维材料设计的除盐策略,包括主动式(水洗除盐与区域结晶盐收集)和被动式(自清洁设计、对流效应、定向流体传输与Janus织物设计)。最后,对纤维材料在太阳能界面蒸发器表面除盐设计所面临的挑战及未来潜在的应用前景进行总结与展望。

碳纳米管掺杂高聚物制备人工神经导管的研究进展

宋功吉, 王煜煜, 王善龙, 王建南, 许建梅

纺织学报. 2023, (11): 232-239. doi:10.13475/j.fzxb.20220607302

摘要 ( 118 )

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为促进碳纳米管在修复神经损伤中的应用,以碳纳米管掺杂的纺织高聚物材料制备导电性人工神经导管的相关研究为基础,分析了碳纳米管的纳米形貌和导电性能在促进神经再生中的作用,概述了碳纳米管表面改性的作用与方法,综述了碳纳米管的生物医学应用、复合碳纳米管高聚物制备导电性人工神经导管的方法以及其神经再生效果。最后指出:碳纳米管用于制备导电性人工神经导管时应使其与生物体组织作用的界面保持纳米形貌;碳纳米管进行功能化改性后更有利于受损神经的再生与修复;应关注复合碳纳米管制备的神经导管在降解过程中可能带来的体内代谢毒性;碳纳米管掺杂高聚物在导电性神经导管的制备中具有突出的优势与广阔的应用前景。

感性工学在纺织服装领域的研究进展

张俊, 胡嵩, 童梦霞, 肖文陵

纺织学报. 2023, (11): 240-249. doi:10.13475/j.fzxb.20220704702

摘要 ( 230 )

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为促进感性工学在纺织服装领域的应用与发展,回顾了感性工学的发展历程和最新的研究进展;重点分析了感性工学在服装与织物设计、消费心理分析、产品评价以及服装智能系统构建中的应用现状,并总结了感性工学在纺织服装领域研究的方法与工具;基于现有的技术和应用现状,指出当前感性工学研究中存在感知方式局限于视觉和触觉、样本群体单一且样本量较小、客观方法和工程技术手段应用不足等问题。分析认为,未来的研究应从建立消费者感性信息数据库、构建和完善服装感性设计与推荐系统、融合人工智能与感性工学技术等方面进一步推动感性工学在纺织服装领域的应用,提升纺织服装产品感性附加值。

迂回曲折

罗晓菊, 彭灏善, 戴文娜

纺织学报. 2023, (11): 250-250.

摘要 ( 134 )

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