纺织学报

仿生竹节纤维基加湿材料的叠层设计及其导湿快干性能

翟倩, 张恒, 赵珂, 朱文辉, 甄琪, 崔景强

纺织学报. 2024, (02): 1-10. doi:10.13475/j.fzxb.20230704801

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为开发兼具快速导液能力和一定抗拉强度的新型纤维基加湿芯,利用熔喷原位牵伸工艺制备的高定向排列聚乳酸(PLA)微纳米纤维材料与大孔隙粘胶纤维材料进行叠层复合,得到筒状纤维集合体,并对其形貌特征、吸湿速率、干燥速率以及力学性能等进行表征与测试。结果表明:筒状纤维集合体表现出类竹节形貌的层状定向微孔结构,密度为1.1~1.8 g/cm³;受益于纤维平均直径和密度的有效调控,吸湿速率和干燥速率分别增加到112.4 mg/s 和1.03 mL/h,同时拉伸断裂强力保持在255.2 N以上。仿生竹节纤维基加湿材料样品在实际使用过程中的加湿量为39 mL/h,既可作为高性能纤维基加湿芯用于室内微环境湿度调节,又可为高导液纤维材料的功能性结构设计和绿色制备提供参考。

非对称结构纤维膜的制备及其热调控性能

田博阳, 王向泽, 杨湙雯, 吴晶

纺织学报. 2024, (02): 11-20. doi:10.13475/j.fzxb.20231005301

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为获得在寒冷环境下可通过零能耗的方式使人体保持合适体温的织物,将浸渍法和静电纺丝法相结合,以二维过渡金属碳氮化合物(MXene)、聚多巴胺(PDA)、聚氨基甲酸酯(PU)为原料,棉织物(Fc)为基底,制备了二维过渡金属碳氮化合物黏附聚多巴胺-棉织物(MXene/PDA-C)为亲水层,PU纤维膜为疏水层的非对称结构(PU/MXene/PDA-C)纤维膜复合材料。借助扫描电子显微镜、液态水分管理仪、接触角测试仪、傅里叶红外光谱仪等对所制备的PU/MXene/PDA-C进行表征测试。结果表明:当疏水层静电纺丝时间为15 min时,非对称结构纤维复合膜的单向液体运输能力最好,具有优异的水蒸气透过率,可将人体皮肤的汗液快速导出;此外,MXene赋予非对称结构纤维复合膜出色的光热转化性能,在模拟太阳光照射下,与普通棉织物相比,能够升温约30 ℃。

氧化锌/儿茶酚甲醛树脂微球抗菌粘胶纤维的制备及其性能

史玉磊, 曲连艺, 刘江龙, 徐英俊

纺织学报. 2024, (02): 21-27. doi:10.13475/j.fzxb.20231008801

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为制备高效抗菌和力学性能优良的粘胶纤维,由一步水热反应制备氧化锌/儿茶酚甲醛树脂(ZnO/CFR)微球,将之以不同比例与粘胶纺丝液共混,通过湿法纺丝制得一系列抗菌粘胶纤维。借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪、多重光散射仪等研究了ZnO/CFR微球的微观形貌、化学组成及其在粘胶纺丝液中的分散性和稳定性,分析了粘胶纤维的颜色、形态、抗菌性能及力学性能等。结果表明:ZnO/CFR微球形状规则,粒径为0.9~2.5 μm,微球内随机分布有若干纳米ZnO,可在粘胶纺丝液中分散均匀,长期保持稳定,纺丝过程中无明显损失;所得抗菌粘胶纤维呈棕黑色,锌含量达0.85~2.08 mg/g,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有高效的非溶出型广谱抗菌作用,抑菌率达99.9%以上,且力学性能保持优良。

高熔融指数聚乙烯母粒的制备及其红外透射熔喷材料的可纺性

魏义慧, 张宇静, 邓辉话, 邓庆辉, 陈浩锵, 张须臻, 于斌, 朱斐超

纺织学报. 2024, (02): 28-35. doi:10.13475/j.fzxb.20231003901

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针对现有的聚乙烯(PE)原料熔体流动性能差、熔融指数低、熔喷成纤困难等问题,以纺丝级线性低密度PE为原料,采用低分子质量聚乙烯蜡(PEW)增塑和催化断链降解协同法,制备了多系列熔喷用高熔融指数聚乙烯(HMI-PE)母粒,分别对其熔体的流变性能、分子质量及其分布、结晶性能、热稳定性进行了研究,并进一步制备了PE熔喷材料(PE-MBs),对PE-MBs的表观形貌、力学性能、红外透射性能进行了表征和分析。研究结果表明:随着PEW质量分数的增加,HMI-PE的分子质量下降、熔融指数不断增大,呈现典型的剪切变稀行为,但HMI-PE母粒热稳定性无明显影响。当PEW质量分数大于30%时,HMI-PE母粒的可达200 g/(10 min)以上(230 ℃),呈现良好的熔喷可纺性和力学性能。PE-MBs的红外透过率超过92%,具有优异的中红外透过性能。

新疆单根长绒棉纤维力学特性及断裂形态分析

马承诺, 姜开翔, 陈春晖, 刘园玲, 张有强

纺织学报. 2024, (02): 36-44. doi:10.13475/j.fzxb.20220905401

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针对新疆长绒棉在机采及加工过程中受到机械拉伸导致纤维断裂损伤的问题,首先,通过试验分析纤维直径、试样长度和拉伸速度对单根长绒棉纤维力学特性和形态变化的影响规律;其次,通过响应面法分析并建立 3种因素交互作用的响应面回归模型,得到3种因素交互作用对单根长绒棉纤维力学特性的影响规律;最后,借助扫描电子显微镜对不同断裂方式的棉纤维断口形貌进行观察与分析。结果表明:当试样长度和拉伸速度一定时,随着单根长绒棉纤维直径的增大,断裂强力逐渐减小,纤维表面形态变化差异较大;当纤维直径一定时,单根长绒棉纤维断裂强力随着拉伸速度的增大而增大,随着试样长度的增加而减小;单根长绒棉纤维力学特性不仅受上述 3种因素的单一影响,受其交互作用的影响也较为显著,影响顺序依次为纤维直径、拉伸速度、试样长度;在低载荷下,单根长绒棉纤维断裂伸长率与拉伸速度没有较大关系,但其随试样长度的增加而增加;新疆单根长绒棉纤维在拉伸过程中力学特性曲线表现为直接断裂和逐渐断裂2种类型,主要原因依赖于棉纤维初始形态和缺陷程度,其拉伸形态变化归纳为纵向微原纤分裂且在纤维内传播,断裂方式具有直接断裂、轴向撕裂、扭转断裂和纤维丝间滑移。

基于拉曼光谱的羊毛二硫键及构象含量分析

向宇, 周爱晖, 王思翔, 季巧, 文馨可, 袁久刚

纺织学报. 2024, (02): 45-51. doi:10.13475/j.fzxb.20231008101

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拉曼光谱可提供快速、简单、可重复且无损伤的定性分析。采用激光共聚焦显微拉曼光谱仪对羊毛的二硫键以及构象进行了无损分析。研究激光波长、激光强度、扫描时间、物镜大小、形态结构对羊毛微观结构测量结果的影响,优化了激光拉曼光谱对羊毛的测试条件;分别采用超声波、还原以及氧化等不同方法处理纤维,并对比分析羊毛二硫键以及构象变化。结果表明,羊毛较优的拉曼测量条件为激发波长785 nm、扫描时间20 s、激光强度50 mW和50倍物镜观察。通过对比不同方法处理后纤维的拉曼光谱图可发现:超声波处理羊毛后β折叠构象含量降低;二硫苏糖醇处理羊毛后在2 569 cm^-1处出现了巯基的吸收峰,羊毛二硫键相对含量降低至28.9%,二硫键由分子内的GGG构型转变为分子间的GGT和TGT构型,蛋白质大分子由α螺旋构象转化为β折叠构象;过氧化氢处理羊毛后在1 044 cm^-1处产生新的S—O吸收峰,β折叠构象含量降低。

导电微纳纤维复合纱的制备及其气敏特性

周歆如, 范梦晶, 岳欣琰, 洪剑寒, 韩潇

纺织学报. 2024, (02): 52-58. doi:10.13475/j.fzxb.20231004801

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为开发高质量的气敏传感器,利用水浴静电纺丝法制备以涤纶(PET)为芯纱,聚酰胺6(PA6)纳米纤维为包覆层的微纳纤维复合纱(MNY),基于原位聚合方法对MNY进行连续导电处理,制备微纳米纤维复合纱/聚苯胺(MNY/PANI)复合导电纱,以此作为气敏元件,同时将相同参数下制备的PET/PANI复合导电纱也作为气敏元件进行对照,探究不同结构纱线之间气敏效果的差异。研究结果表明:MNY具备良好的皮芯结构,经导电处理后MNY表面均匀分布了聚苯胺颗粒,MNY/PANI的电导率最高可达7.53 S/cm;相比于PET/PANI气敏元件,MNY/PANI气敏元件因其纳米结构的高比表面积对NH₃的灵敏度更高,能表现出更好的响应-恢复效果,重复性和稳定性更好,已初步具备了作为优良气敏元件的条件。

柔性力感知电子织物的制备及其人体运动监测系统构建

闫鹏翔, 陈富星, 刘红, 田明伟

纺织学报. 2024, (02): 59-66. doi:10.13475/j.fzxb.20230706101

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为开发步态失稳监测系统和压疮监测与预防床垫等老龄健康维护产品,研发了一种用于人体运动监测的柔性压阻式压力传感电子织物,2个电极层织物通过正交配置形成传感点阵,由石墨烯与离子液体改性处理的棉织物构成中间导电层。实验结果表明:该电子织物在0~5 kPa压力范围的传感灵敏度为0.15 kPa^-1,且呈现良好的线性关系,加载、卸载时具有快速响应时间(20、30 ms),经校准实验所得压力映射图呈现良好均匀性,传感性能可重复8 000次循环。将自主设计的上位机软件、下位机电路等集成智能电子织物压力分布监测系统,可达成对不同身体部位的压力大小及其分布情况的实时连续监测,未来可用于步态分析、压疮监测与预防床垫、人体运动特征等辨识。

基于定制纤维铺放工艺的电加热织物制备及其半球成型性能

居傲, 向卫宏, 崔艳超, 孙颖, 陈利

纺织学报. 2024, (02): 67-76. doi:10.13475/j.fzxb.20231005001

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为开发既具有电热性能又满足对三维表面具有一定适应性的电加热织物,采用定制纤维铺放(TFP)工艺设计制备直线形、正弦波形、锯齿形和尖角形4种镍铬合金丝排布方式的电加热织物,研究电加热织物的电热性能和半球成型性能。结果表明:10 V直流电压下通电30 s,4种电加热织物表面最高平衡温度分别达到159.5、92.8、66.7和31.5 ℃,温度分布均匀;反作用力与镍铬合金丝排布方式密切相关;半球成型最终状态下,直线形电加热织物成型反作用力最小,表面褶皱和细观缺陷最少,且最大面内剪切角为32.26°;与未引入镍铬合金丝玻璃纤维基底织物相近,即直线形电加热织物半球成型性优于正弦波形、锯齿形和尖角形电加热织物。

双等离子体改性超高分子量聚乙烯复合材料的弹道响应

方春月, 刘紫璇, 贾立霞, 阎若思

纺织学报. 2024, (02): 77-84. doi:10.13475/j.fzxb.20231005201

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为揭示双等离子体改性对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料冲击性能的影响,采用真空辅助树脂灌注成型技术(VARI)制成UHMWPE复合材料,借助原子力显微镜等手段对改性前后的纤维表面进行观测,探究复合材料在低速及高速冲击时的抗冲击性能以及防弹机制。低速冲击载荷作为响应值构筑响应曲面模型,高速摄影机捕捉子弹侵彻改性前后复合材料的过程,分析板材的吸能情况并对侵彻后的试样进行表面观测。结果表明:未改性板材通过各层振荡式波动以形成严重分层来耗散能量;改性后的材料能有效地包覆住子弹,背弹面表层纤维呈现原纤化,断口处出现树脂大量富集,阻抗作用增强,吸能值较未改性材料提高45.59%。

海水老化下类填充微穿孔板结构水下吸声材料的性能及其寿命预测

南静静, 杜明娟, 孟家光, 余灵婕, 支超

纺织学报. 2024, (02): 85-92. doi:10.13475/j.fzxb.20231005501

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针对现阶段潜艇用水下吸声材料的低厚度强低频吸声的性能诉求,基于三维间隔织物,将兼具多孔和共振吸声特性的类填充微穿孔板(F-MPPL)结构引入常规空心微珠填充水下吸声材料(HBF复合材料)中,设计出新型三相复合水下吸声材料(F-MPPL复合材料)。鉴于海中复杂环境对水下吸声材料声学性能的影响,采用人工海水浸泡的方法对F-MPPL复合材料进行海水老化,结果发现老化12个月后的F-MPPL复合材料平均吸声系数下降了13.6%。同时,基于海水老化下孔隙率和穿孔率的变化对最终宏观模型仿真结果的影响,对F-MPPL复合材料的水下吸声性能寿命进行预测发现,模型可准确预测材料吸声峰值的位置,但对材料吸声系数峰值的大小预测稍有偏差。研究结果可为各类水下吸声材料的吸声性能老化研究提供实践经验,并为F-MPPL结构在海水老化下的长期寿命预测及性能优化提供理论参考。

弯剪耦合作用下大尺寸碳纤维C型梁失效损伤模式分析

赵紫昱, 杨曈, 张发, 马丕波

纺织学报. 2024, (02): 93-100. doi:10.13475/j.fzxb.20231007901

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为进一步探究大尺寸碳纤维C型梁结构抗弯剪屈曲的承载性能,提出了一种可同时施加弯曲和剪切载荷并任意调节弯剪比的试验装置。通过设计3种不同弯剪耦合条件进行试验载荷的加载,使用应变片监测大尺寸碳纤维C型梁结构在屈曲以及后屈曲阶段应变分布状况。通过有限元模型对基于不同损伤准则的后屈曲行为进行预测。研究结果表明:大尺寸碳纤维C型梁在抗弯和抗弯剪耦合的载荷条件下,都具有优良的后屈曲承载能力;在2种弯剪耦合条件下,试验件分别在3.28倍和2.3倍设计载荷时发生梁腹板失稳现象,试验件进入后屈曲状态,继续进行弯剪耦合载荷的加载,达到4.6倍设计载荷后,样品出现局部损伤;采用Hashin和LaRC05准则对试验件损伤情况进行预测,破坏损伤形式分别为沿45°方向开始向外扩展和上部翼缘扭曲破坏。

基于边缘引导的纺织品纹样数字化修复方法

张婧, 辛斌杰, 袁智杰, 许颖琦

纺织学报. 2024, (02): 101-111. doi:10.13475/j.fzxb.20231005101

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针对破损纺织品文物人工修复周期长、易造成二次破坏等问题,提出一种用改进的Criminisi算法修复破损传统纺织品纹样的数字化方法。该算法通过对缺失边缘进行重构还原纺织品纹样的结构,用于引导进一步的纹理修复。首先使用线性或二阶贝塞尔曲线拟合缺失边缘,以恢复结构;然后利用多分辨率图像中的结构信息计算更有效的优先权,确定当前待修复块;再在多分辨率图像中根据颜色、梯度和边界特征计算多个候选匹配块,从中选择最佳匹配块以减少选择过程中的随机性;最后通过分割复制的最佳匹配块进行填补,以减少对已知信息区域的覆盖,迭代完成全部破损区域的修复。实验结果表明,本文算法对存在较多结构破坏的真实纺织品彩色图像可快速实现较为自然的修复效果。

压力棒牵伸区中的纤维数量分布模型

钱丽莉, 郁崇文

纺织学报. 2024, (02): 112-118. doi:10.13475/j.fzxb.20231008501

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牵伸区中纤维的运动状态受与其接触纤维状态的影响,为研究牵伸区中纤维的运动状态,对上托式压力棒牵伸区中各类纤维的数量分布进行了研究。分析了牵伸区中各类纤维的理论分布,测量了牵伸区中的各类纤维数量分布,简化了纤维数量分布曲线。再通过均匀设计,测试了不同牵伸参数下的变细曲线,建立了变细曲线与牵伸参数之间的回归方程,最终得到了牵伸区中的纤维数量分布模型。结果表明:牵伸区中各类纤维的数量分布受牵伸倍数、罗拉握持距、纤维长度、压力棒位置等牵伸参数的显著影响,纤维的数量分布可基于总纤维、前纤维和后纤维的数量分布得到。回归方程的平均拟合误差在7%以内,所建立的纤维数量分布模型适用于涤纶和粘胶纤维。

聚吡咯/氨纶长丝的应变传感性能与应用

王博, 刘美亚, 陈明娜, 宋孜灿, 夏明, 李沐芳, 王栋

纺织学报. 2024, (02): 119-125. doi:10.13475/j.fzxb.20230603301

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为制备应用于运动监测方面的柔性拉伸应变传感器,探索拉伸型应变传感材料自身长度及拉伸应变对运动监测效果的影响,将表面聚合吡咯的氨纶长丝裁剪成不同长度进行循环拉伸测试,通过扫描电子显微镜和红外光谱仪对氨纶长丝和聚吡咯/氨纶长丝的微观形貌及化学结构进行表征,并测试分析了不同长度的聚吡咯/氨纶长丝在不同速率下拉伸不同应变时的电力学性能。结果表明:通过原位聚合可使聚吡咯完全覆盖氨纶长丝表面,所得聚吡咯/氨纶长丝在500%的应变范围内应力最高可达21.0 MPa;灵敏度值在0%~63%和118%~243%应变范围内分别为1.82和43.3,在800 mm/min速率下拉伸10%应变的响应时间为200 ms。为探索聚吡咯/氨纶长丝与实际应用的匹配性,测试了不同长度聚吡咯/氨纶长丝在连续循环拉伸过程中的电阻变化,归纳其电阻变化特性,并将有效长度1 cm的聚吡咯/氨纶长丝固定在食指第2关节处以监测手指关节的重复弯曲。

三维一体针织结构超级电容器的储能性能

陈露, 石宝, 魏赛男, 贾立霞, 阎若思

纺织学报. 2024, (02): 126-133. doi:10.13475/j.fzxb.20231008901

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为提高能源储存器件的柔韧性及安全性,开发柔性可穿戴三维一体储能设备。制备二维过渡金属碳化物Ti₃C₂T_x(MXene)/锌(Zn)三维一体针织结构超级电容器(ZSC)。通过透射电子显微镜和X射线衍射仪对MXene纳米片微观形貌和涂层情况进行表征,利用电化学工作站探究其储能性能。结果表明,ZSC具有优异的倍率性能,在电流密度为1 mA/cm²时,ZSC面积电容为345.56 mF/cm²。分析超级电容器的储能机制为负极侧的可逆Zn沉积/剥离和正极离子吸附/解吸。经过10 000次充放电循环,ZSC仍具有93.51%的电容保持率和92.43%的库伦效率,且能量密度为25.05 μW·h/cm²时,功率密度为10 mW/cm²。ZSC在空气中放置30 d,其储能性能保持稳定,表现出良好的电化学耐久性与稳定性。

分散染料在超临界CO₂流体染色聚酯纤维中的扩散行为

范博, 吴伟, 王健, 徐红, 毛志平

纺织学报. 2024, (02): 134-141. doi:10.13475/j.fzxb.20231006001

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为深入研究分散染料的扩散性能在超临界CO₂染色过程中影响染色条件及染色质量的理论机制,使用共聚焦拉曼显微镜研究了超临界CO₂流体染色在不同工况条件(100~140 ℃、21~27 MPa、5~90 min)下分散染料(分散红167、分散橙30、分散蓝79)在涤纶中的扩散行为。通过拉曼深度成像图获得了染料在纤维径向分布的数据,计算扩散系数。结果显示:分散染料在染色初期(5 min内)已在纤维内分布均匀,且随染色时间、染色压力的增加,染料在纤维内部均匀上染。对比染色后纤维径向的拉曼光谱数据与纱线上染量数据,验证了拉曼光谱数据的有效性。经计算分散染料中分散橙30的扩散系数最高(9.744×10^-15 m²/s)。表明拉曼技术用于分析单纤维内染料扩散有着巨大的优势,反应快速,制样简单,同时可在无损纤维的前提下对涤纶内部的染料分布进行测量。

再生角蛋白凝胶对纺织退浆废水中浆料分子的吸附性能

杨美慧, 李博, 沈艳琴, 武海良

纺织学报. 2024, (02): 142-152. doi:10.13475/j.fzxb.20230706401

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为实现废弃角蛋白纤维资源的高值化循环利用,在采用“还原预处理-甲酸”溶解法获取角蛋白多肽并引入α-硫辛酸进行化学改性基础上,制备再生凝胶材料用于纺织退浆废水中浆料分子的吸附处理。借助扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱等测试技术对角蛋白凝胶的结构和性能进行表征。针对聚乙烯醇(PVA)和淀粉2种浆料,探究凝胶对不同浆料分子的吸附规律及机制。结果表明:角蛋白凝胶具有均匀的三维孔隙结构,其化学组成和官能团结构与原纤维基本一致,且结晶程度较高;该凝胶对溶液体系中PVA分子的吸附量和去除率分别为 16.278 mg/g 和30.013%,对淀粉浆料则可达到133.234 mg/g和28.868%;此外,吸附动力学和热力学研究显示,角蛋白凝胶对2种浆料的吸附规律均符合准二级动力学模型,其中对PVA分子主要为物理吸附作用,而对淀粉则可能存在化学吸附效果。

开放热管理式三维织物基光热海水淡化系统

葛灿, 雍楠, 杜恒, 吴天宇, 方剑

纺织学报. 2024, (02): 153-161. doi:10.13475/j.fzxb.20231008401

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界面光热海水淡化系统可实现低碳低成本的除盐净水。为解决传统器件在海水淡化过程中效率较低的问题,提出一种额外捕获环境热量用于促进立体多级蒸发的开放式热量管理方案。将具有宽带谱光吸收性能的乙炔碳黑颗粒作为光热负载,混纺织物作为基材及供水材料,利用系统与环境间的热量传递,额外捕获热量,用于促进供水层的冷蒸发。结果表明:在优化负载和平衡能量供需等策略下,系统呈现出优异的水蒸发性能蒸发速率为1.80 kg/(m²·h), 水蒸发效率为97.1%; 在海水淡化运行15个循环后,织物的海水淡化速率仍保持约1.73 kg/(m²·h),处理后的冷凝水符合健康饮水标准,具有广阔应用前景。

壳聚糖基膨胀阻燃涤纶/棉混纺织物的制备及其性能

李平, 朱平, 刘云

纺织学报. 2024, (02): 162-170. doi:10.13475/j.fzxb.20231008201

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为得到阻燃且满足实际应用需求的涤纶/棉混纺织物(T/C),选用亚磷酸化壳聚糖(PCS)和γ-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷(GP-108)制备阻燃整理剂(PCS/GP),通过一步浸渍法对涤纶/棉混纺织物进行整理,并研究其微观表面形貌、热稳定性能、阻燃性能、拉伸性能以及白度等。结果表明:PCS/GP成功在涤纶/棉混纺织物表面沉积成膜,包裹住涤纶/棉纤维;T/C-PCS/GP呈现典型的涤纶/棉混纺织物二步热降解过程,在700 ℃时保留有28.5%的残炭量,说明PCS/GP提高了阻燃涤纶/棉混纺织物在高温区的热稳定性能;T/C-PCS/GP的LOI值提升至26.5%,实现了垂直燃烧测试中的离火自熄,残炭扫描电镜照片表明,PCS/GP的沉积改善了涤纶/棉混纺织物燃烧时存在的“支架”效应;T/C-PCS/GP的热释放速率峰值和火灾蔓延指数较T/C分别降低了20%和40%,表明其火灾危险性大幅度降低;锥形量热测试后的残炭电镜照片表明,T/C-PCS/GP能够保留完整的织物编织结构,残炭表面存在明显的膨胀炭层,与垂直燃烧测试结果相符;热重红外测试结果表明,T/C-PCS/GP分解提前,主要影响棉组分热降解并促进其成炭,而高温区的红外谱图表明,在致密炭层的保护下,T/C-PCS/GP的热降解得到抑制。T/C-PCS/GP与T/C-PCS相比,断裂强力提升17%,其断裂强力与T/C的断裂强力相差不大;同时,GP-108的使用改善了T/C-PCS的黄变问题,提升了T/C-PCS/GP的白度。然而,阻燃样品耐久性较差,需要后续改进。

调温抗菌微胶囊的制备及其在棉织物上的应用

孙浪涛, 杨宇珊

纺织学报. 2024, (02): 171-178. doi:10.13475/j.fzxb.20230400401

摘要 ( 94 )

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为开发兼具储热调温及抗菌功能的纺织品,提高纺织品的功能性及附加值,以正十八烷和艾蒿油为芯材,以三聚氰胺-尿素-甲醛树脂为壁材,采用原位聚合法制备具有调温及抗菌复合功能的微胶囊材料,最后通过浸轧法将其整理到纯棉织物上。利用扫描电子显微镜、激光粒度分析仪、傅里叶红外光谱仪、热重分析仪、差示扫描量热仪等对微胶囊进行测试表征,并分析整理后织物的调温及抗菌性能。结果表明:制备的微胶囊呈圆球状,成形良好,平均粒径为1 647 nm,且分布集中,包覆性好;升降温相变温度分别为32、20 ℃,熔融及凝固热焓值分别为101.37、107.93 J/g,在300 ℃以内具有较好的热稳定性;制备的调温抗菌织物甲醛含量符合国家标准要求,其保温率提升23.2%,调温能力为1.6 ℃,对大肠杆菌的抑菌率在85%以上,对金黄色葡萄球菌的抑菌率在97%以上。

壳聚糖-SiO₂气凝胶/纤维素/聚丙烯复合水刺材料的制备及其吸附染料性能

肖昊, 孙辉, 于斌, 朱祥祥, 杨潇东

纺织学报. 2024, (02): 179-188. doi:10.13475/j.fzxb.20230800201

摘要 ( 85 )

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为制备用于有机染料废水处理的生物质材料,以纤维素纤维/聚丙烯(CF/PP)为基材,经氧化后与以壳聚糖(CS)和硅酸四乙酯(TEOS)为原料制备的CS-SiO₂混合溶液进行反应,再通过冷冻干燥得到CS-SiO₂气凝胶/氧化纤维素(OCF)/PP复合水刺非织造材料。对复合材料的形貌、结构和其对有机染料吸附性能进行测试与表征,结果表明:相较于CF/PP水刺非织造材料,CS-SiO₂气凝胶/OCF/PP复合水刺非织造材料表面出现明显的微孔结构,在OCF/PP水刺非织造材料表面出现了归属于CS和SiO₂的红外特征峰;当TEOS体积分数为25%时,制得的样品在30 ℃、pH值为7的条件下对亚甲基蓝(MB)的吸附效率可达99.63%,经5次重复使用后,其对MB的吸附效率仍保持在80.59%左右;相比于CF/PP水刺非织造材料,CS-SiO₂气凝胶/OCF/PP复合水刺非织造材料的拉伸强度和断裂伸长率略有下降。

表面刻蚀/聚硅氧烷修饰纯棉水刺材料的制备及其性能

顾佳华, 戴鑫鑫, 邹专勇, 刘诗仪, 张显涛, 韩旭, 陆斌, 张寅江

纺织学报. 2024, (02): 189-197. doi:10.13475/j.fzxb.20230803401

摘要 ( 74 )

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针对伤口愈合中新生肉芽组织易粘连敷料引起创面二次感染的问题,通过等离子体刻蚀协同喷涂聚硅氧烷疏水改性纯棉水刺非织造材料,制备了一种具有防粘连潜力的非织造基医用敷料。采用正交试验方法,优化等离子体放电时间、等离子体放电功率及喷涂线速度工艺参数,同时对优化处理前后材料的疏水、表面形貌、化学结构、力学、防粘连、生物相容等性能进行测试与分析。结果表明:当放电时间为9 min、放电功率为25 W、喷涂线速度为5 mm/s时,纯棉水刺材料疏水效果最佳,接触角为141.1°;优化处理能有效提升材料的防粘连性能,其纵向剥离能为(350.0±29.9) J/m²,横向剥离能为(363.1±46.9) J/m²,满足医用敷料防粘连要求;同时优化处理材料溶血率小于5%,凝血功能得到明显提升且无细胞毒性,满足医用材料生物相容性要求。

织物-空气层-皮肤三维结构建模及其传热模拟

韩烨, 田苗, 蒋青昀, 苏云, 李俊

纺织学报. 2024, (02): 198-205. doi:10.13475/j.fzxb.20231004701

摘要 ( 130 )

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热防护服装是消防员面对火灾环境的重要屏障,为分析织物组织对其热防护能力的影响,构建了消防服外层阻燃织物的三维几何模型,并考虑实际着装状态建立“织物-空气层-皮肤”流固耦合传热模型。根据实验结果验证模型,并选取外界环境、织物组织结构及纱线导热系数进行参数研究,对比织物表面温度分布及真皮层热流密度、温度变化曲线。结果表明,该模型能较好地拟合实验结果,随着热暴露峰值温度的上升及纱线宽度的增大,纱线表面温度、真皮层热流密度、真皮层温度均上升。纱线的导热系数对真皮层温度影响较小。纱线宽度对真皮层温度的影响与热环境相关。有必要针对热暴露环境设计织物结构,在保障热防护性能的同时减小热防护服装质量,降低消防员热应激。

电热织物系统热传递模拟及其参数设计

程子琪, 卢业虎, 许静娴

纺织学报. 2024, (02): 206-213. doi:10.13475/j.fzxb.20231004501

摘要 ( 112 )

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为保证电加热服装的舒适性与安全性,并为其优化设计提供参考,通过Comsol软件建立了包含皮肤层的电热织物系统传热模型,考虑了热传导、热对流、热辐射3种传热方式,进行了多物理场耦合模拟。将模拟的瞬态结果与实验数据进行对比发现,二者随时间变化的温度曲线相近,且实时温度和最终温度相对误差均低于4%,说明模拟值与实验值之间具有良好的吻合性。通过该数值模型进行了稳态的参数化研究,拟合了皮肤温度与环境温度、风速、发热片加热温度、服装内外层热阻之间的线性关系,建立了皮肤温度预测模型,并应用模型设计电加热服装的相关参数。本文研究结果可为特定使用环境下电加热片的设计与选择提供理论参考。

基于机器视觉的曲面枕个性化定制方法

葛苏敏, 林瑞冰, 徐平华, 吴思熠, 罗芊芊

纺织学报. 2024, (02): 214-220. doi:10.13475/j.fzxb.20231005401

摘要 ( 97 )

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为有效扩展曲面枕个体适应性,满足大规模个性化定制需求,提出了基于机器视觉的曲面枕个性化定制方法。采用MINet显著性目标检测实现人像的自动分割与轮廓提取。在此基础上,对人像中的4个关键参考点、32个特征点进行提取,实现轮廓曲线的快速拟合与尺寸测量,以此方式构建头部样本数据集。通过数据聚类,将 65个样本划分成12类,使用三维建模软件绘制出适合个体头、颈、肩部尺寸需求,满足仰、侧睡姿需求的曲面枕。实验得到12种曲面枕关键尺寸参数,包括侧卧区域高度、仰卧贴合区域曲线峰值和谷值。该方法进一步扩展了曲面枕形态适应性,为曲面枕定制提供分类方法参考。

冬季运动智能柔性人台关键技术开发

何崟, 邓凌, 林美霞, 李倩倩, 肖爽, 刘皓, 刘莉

纺织学报. 2024, (02): 221-230. doi:10.13475/j.fzxb.20231004901

摘要 ( 101 )

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为精确获得运动姿态下服装对运动员整体和局部关键部位的减阻效果,基于运动员冬季运动动态姿势的三维人体数据,合理构建人台硬质内壳与柔性皮肤层的结构,并结合空气动力学等方法设计薄膜压电传感器的置入点位,为人台搭建完整的传感系统,开发了一款冬季运动智能柔性人台,并对该柔性人台进行了实际的风洞测试。结果表明,该人台可实现多点压力信号实时同步采集,不仅可得到人体局部关键部位的具体阻力数据,还可模拟测试速滑运动员在运动情况下穿着不同材料或不同结构设计的竞赛服装的减阻效果,测试竞赛服装不同部位的减阻情况。智能人台发挥了柔性传感器在服装减阻结构设计中的应用价值,使服装减阻测试更为简单和精确。

身材认知在服装分割设计中的感性工学应用

杜培研, 陈敬玉, 张晓夏

纺织学报. 2024, (02): 231-237. doi:10.13475/j.fzxb.20231009001

摘要 ( 97 )

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为探讨服装分割比例与颜色明度变化对身材认知的影响规律,结合感性工学的基本原理、方法与认知行为学的技术对消费者在服装设计中对于身材认知的感性评价进行量化分析,通过大量基础调研制成108张实验刺激图片,以年轻消费群体为主要调查对象,采集67份实验数据。研究结果表明:服装分割比例和颜色明度对于服装的显瘦感、喜好感呈现规律基本一致;最深明度的颜色显瘦感、喜好感最高,但在次深明度时的显瘦感、喜好感并未次高,所有的感知评分也未符合大众传统认知的“颜色明度越深、显瘦感越高”的规律;未出现极端化评分的样本,认知情感表征不显著。研究成果有助于提升产品的开发效果,调节消费者对身体的满意度,并为服装艺术设计、服装消费者与服装品牌提供一定的参考。

数据驱动与有限元仿真融合的纱线断裂强力分析方法

陶静, 汪俊亮, 张洁

纺织学报. 2024, (02): 238-245. doi:10.13475/j.fzxb.20231006601

摘要 ( 86 )

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为揭示机器人运动速度等参数对纱线性能的影响规律,考虑纱线夹持长度与拉伸速度对断裂强力分布的影响,分析了动态环境下环锭纺细纱断裂强力的分布特征。首先设计拉伸实验对环锭纺细纱性能进行分析,并构建了环锭纺短纤纱本构模型表征其强伸性能。其次建立有限元仿真模型模拟短纤纱的断裂过程,揭示了纤维间载荷传播的规律和纱体结构演化的4个阶段模型。最后对纱线强力数据的统计特征进行分析,建立了其分布参数模型。结果表明,分布检验与威布尔分布相比,对数正态分布的拟合误差最小,残差平方和为0.000 6,进一步提高了动态环境下环锭纺细纱强力预测的可靠性。

基于自适应Loess的纱线张力信号处理方法

彭来湖, 侯良美, 齐育宝, 汝欣, 刘建廷

纺织学报. 2024, (02): 246-254. doi:10.13475/j.fzxb.20231006201

摘要 ( 79 )

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为保持针织系统中纱线张力的稳定并解决纱线张力检测过程中的噪声干扰问题,提出了一种基于自适应Loess的纱线张力信号优化方法。通过信号特征分析,将纱线张力结果划分为周期性信号、奇异点信号、高频干扰信号和低频耦合干扰信号。为消除这些干扰信号,提出了相应的数据处理方法:限幅滤波去除奇异点信号、低通滤波消除高频干扰信号以及改进的Loess方法去除低频耦合干扰信号。在3种不同情况的张力信号上验证了该方法的可靠性。实验结果显示,自适应Loess算法能有效平滑张力波动,提升信噪比分别达25.014%、27.661%、25.276%,证明了该方法在不同情况下的有效性和稳定性,为针织系统中纱线张力的稳定性和生产效率的提升提供了可行的解决方案。

粉墨

邓亦婕, 边菲

纺织学报. 2024, (02): 255-255.

摘要 ( 77 )

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本系列设计作品以Y2K美学复古千禧芭比作为灵感来源,后疫情下的人类比20年前更需要乐观精神与对未来科技发展的憧憬。作品采用具有未来感的光泽面料和高饱和颜色,以及修身的版型和剪裁体现Y2K美学最大特点。针对裙装,设计者运用修身廓形,将不对称元素与未来科技感服饰元素结合碰撞,产生较有冲击力的感官刺激;面料上选用皮质材料和丝绸元素“跨界”搭配;色彩上提取闪亮鲜艳的粉色与黑白无彩色系搭配,表达一种炫酷而又不失少女活力的女性特征。作品整体表现出新式晚装的新潮都市感与未来先锋感。

乡韵的回响

赵玉洁, 张建国

纺织学报. 2024, (02): 256-256.

摘要 ( 48 )

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系列女装作品的设计灵感来源于嘉善田歌代表作《五姑娘》中的“八月桂花”。选取桂花以及田歌旋律作为服装元素,充分发挥田歌元素的特色和优势,从点、线、面、色彩讲述女装服饰糅杂故事的甜蜜与悲伤,将其古朴曲调独特的艺术魅力融人服装设计中。服装图案是将部分常见桂花花型经旋转变形处理而成,花型结构丰富精细,表现了服装情感魅力,同时注重了传统美感与现代感的融合创新设计。版型上以收腰的形式为主,既有造型感又不失柔美,既展现出兼容并蓄的时代内涵,又彰显国人对优秀传统文化的重视。

万物有形

杨慧, 邓释天

纺织学报. 2024, (02): 257-257.

摘要 ( 58 )

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“万物有形”系列运动服装的设计灵感来源于人体在运动状态中展现的不同形态的韵律美感,强调贴身而不紧身的曲线修形剪裁,以一种宽松自然的形式来平衡身体与服装之间的空间关系。服装的材料选自高弹性的针织面料,满足穿着过程中的舒适性、包裹性和支撑性等需求。每一处细节的图案都围绕着身体在伸展运动时候所体现的形态美感,并结合圆弧、渐变等视觉处理手段,强化人体动态美,同时以高明度和纯度的蓝绿色系搭配,展现了运动本身的活力感。整体设计作品以遵循和彰显人体的形态美学理念为主题,探索人与自我、与自然之间的和谐共融。

鲽鱼之舞

夏添, 姚峥

纺织学报. 2024, (02): 258-258.

摘要 ( 46 )

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本系列作品设计灵感主要来源于苗族的交鱼纹和蝴蝶纹。交鱼纹是将鱼的繁殖过程进行抽象描绘的纹样,寓意后代繁荣昌盛,子孙连绵不绝,表达了人们生命力的强劲。蝴蝶纹源于苗族的图腾一一蝴蝶妈妈,它在苗族文化中占据着重要地位,象征着爱情、生命和繁衍等含义。这两种纹样相互结合赋予了作品浓厚的生命气息。此外,设计中还融人了郁金香花瓣的形状,结合了现代的几何元素,使作品呈现出多元化的视觉效果。系列设计配色主要以黄、绿、灰、蓝为主,辅以紫色和淡粉色。整体设计效果仿佛双鱼与蝴蝶一同翩翩起舞,因此命名为《蝶鱼之舞》。

四季风华

金晨怡, 金斐斐

纺织学报. 2024, (02): 259-259.

摘要 ( 52 )

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从人杰地灵的宋韵文化中汲取元素,将花团锦簇、四季花等具有美好寓意的图腾经过重新提炼、再创造,运用民间杭绣工艺等表现形式进行时尚转换,设计出了既富有中国文化内涵的纹样和简约时尚的服装款式廓形。结合当代多样化服装工艺技术和材质,突破传统工艺的界限,将春兰、夏荷、秋菊、冬梅各富寓意的四季花绣在云肩、斗篷、腰带、领边、裙摆、口袋为关键点缀。通过中西艺术手法和刺绣元素结合展示着矛盾又和谐,优雅又叛逆、帅气又性感的禅哲学,延续了宋韵文化韵味和风格,带给人们全新的视觉体验。

山水渔樵

徐菲

纺织学报. 2024, (02): 260-260.

摘要 ( 53 )

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该服装设计作品的灵感来源于赫哲族传统鱼皮文化。设计者运用解构主义理念将传统女式鱼皮衣款式分解,并结合现代服装款式进行综合表现。作品突出鱼皮衣的特点,即利用鱼皮背部为深色,鱼肚部位为浅色的色彩搭配进行创作设计,保留并强化鱼皮本身色彩,选用柞蚕丝面料通过植物染色技艺实现色彩的深浅变化和仿鱼皮的肌理效果。整体设计既能体现赫哲服饰艺术的丰富内涵和独特的艺术风格,又能增强现代审美韵味。

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