纺织学报

树枝状磺化聚醚砜纤维基复合固态电解质的制备及其性能

杨琪, 邓南平, 程博闻, 康卫民

纺织学报. 2024, (03): 1-10. doi:10.13475/j.fzxb.20221106101

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为解决应用于全固态锂金属电池中固态有机电解质离子电导率较低和力学性能较弱的问题,采用静电纺丝技术制备了树枝状磺化聚醚砜(SPES)纳米纤维膜,将其与聚氧化乙烯(PEO)结合制备复合固态电解质,并应用于全固态锂金属电池中。探讨了纺丝工艺对纳米纤维形貌的影响,在最佳的静电纺丝工艺参数下,研究了SPES纳米纤维膜对复合固态电解质结晶度、离子电导率、力学性能以及电化学性能的影响。结果表明: 在四丁基六氟磷酸铵质量分数为2%,静电纺丝电压为30 kV,接收距离为15 cm时,制备的树枝状SPES纳米纤维膜具有最好的形貌,将PEO浇筑在该纳米纤维膜上获得的复合固态电解质其离子电导率为8.13×10^-5 S/cm(30 ℃),断裂强度为 5.1 MPa, 且可使对称电池在0.1 mA·h/cm²下稳定循环198 h,使LiFePO₄/Li电池在循环400圈后仍保持着128.6 mA·h/g的放电比容量;SPES纳米纤维膜因破坏PEO的结晶区且能构成三维离子传输路径,不仅提高了复合固态电解质的离子电导率,还使复合固态电解质具有优异的力学强度,可满足高性能全固态锂金属电池的应用需求。

用于铜离子检测的静电纺纤维膜制备及其性能

赵美奇, 陈莉, 钱现, 李晓娜, 杜迅

纺织学报. 2024, (03): 11-18. doi:10.13475/j.fzxb.20220906701

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针对铜离子检测费用高、难以现场检测及检测探针的污染问题,以天然染料紫胶红为铜离子识别单元,聚丙烯腈(PAN)及聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为载体,通过静电纺丝法制备紫胶红/PAN/PVP纤维膜。借助旋转黏度计、扫描电子显微镜、接触角测量仪、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪研究了纺丝液中PAN/PVP质量分数及PAN与PVP质量比对纤维膜结构和性能的影响,并考察了纤维膜对铜离子的检测能力。结果表明:当PAN/PVP质量分数为10%时,纺丝液黏度为300.0 mPa·s,紫胶红与PAN/PVP基纤维膜复合效果较好,纤维形貌良好,平均直径为(171.6±1.9) nm;当PAN与PVP质量比为7∶3时,纤维平均直径为(149.7±0.7) nm,紫胶红/PAN/PVP纤维膜的水接触角为64.1°;紫胶红/PAN/PVP纤维膜在干扰离子溶液中的色相值与颜色无明显变化,而在铜离子溶液中色相变化明显,且产生由红到黄的颜色响应,具有良好的抗干扰性;纤维膜在0.03 mmol/L 铜离子溶液中能产生由红到黄的颜色响应,随铜离子浓度递增,纤维膜颜色响应增强,满足复杂水体环境中铜离子的可视化现场检测。

铜改性抗菌防螨聚酰胺6纤维的制备及其性能

郑晓頔, 盛平厚, 蒋佳岑, 李睿, 焦红娟, 邱志成

纺织学报. 2024, (03): 19-27. doi:10.13475/j.fzxb.20220900701

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为解决纳米铜抗菌剂在纤维中分散性、界面相容性差的问题,采用油酸对纳米球形铜抗菌剂进行包覆处理,并与聚酰胺6(PA6)基体共混挤出造粒制得抗菌防螨PA6切片,再经熔融单组分纺丝和熔融复合纺丝制得铜改性抗菌防螨PA6纤维。对铜抗菌剂的形貌结构和界面相容性,抗菌防螨PA6切片的热稳定性和可纺性以及纤维的铜含量、力学性能和抗菌防霉防螨性能进行分析。结果表明:油酸包覆球形铜抗菌剂的分散性较好,且与PA6基体相容性良好,抗菌防螨PA6切片的热稳定性、可纺性良好;铜改性抗菌防螨PA6纤维的颜色均匀性一致,纤维制成率高达88%,铜改性PA6拉伸变形丝的断裂伸长率为29.95%,断裂强度达到4.43 cN/dtex;洗涤50次前后铜改性抗菌防螨PA6纤维对白色念珠菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抑菌率均大于99%,其织物防霉等级达到0级,螨虫驱避率达到89%,抗菌防霉防螨性能高效耐久。

纤维素/茶渣复合薄膜的可控制备及其食品保鲜性能

韩俊峰, 王云霞, 吴伟, 胡超凡, 封其春, 杜兆芳

纺织学报. 2024, (03): 28-35. doi:10.13475/j.fzxb.20220906901

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为使废弃茶渣得到综合利用,采用相转化浇膜法将纤维素与茶渣通过溶液共混的方式溶解在离子液体中,提取茶渣中的咖啡碱、茶多酚等分散到纤维素中,然后纤维素以氢键为驱动力实现自组装得到纤维素/茶渣复合薄膜。对薄膜的力学性能、抗氧化性能、水溶性、含水率以及保鲜性能进行测试与表征。结果表明:复合薄膜具有良好的自由基清除性能,可较好地阻隔氧气分子穿梭;茶渣中的咖啡碱、茶多酚等成分使得复合薄膜能够有效抑制微生物生长,适用于果蔬生鲜保鲜;与市售聚乙烯保鲜膜相比,该复合薄膜对牛肉的保质期可延长3~6 d。

基于机器视觉的棉花颜色检测方法

白恩龙, 张周强, 郭忠超, 昝杰

纺织学报. 2024, (03): 36-43. doi:10.13475/j.fzxb.20221006501

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针对国内目前通过图像处理测量棉花颜色等级方法较少的现状,设计了一种基于机器视觉的棉花颜色检测方案。为提高棉花样本的拍摄质量及高效性,使用Halcon软件连接CMOS工业相机进行实时采集。首先对采集的棉花样本图进行预处理,通过阈值分割算法将棉花样本图转化为二值图像,且使用高斯滤波去噪声从而去除棉花中的杂质信息,并对预处理后的图像进行区域划分。然后通过RGB值转换为CIE XYZ颜色空间值,得到各子区域棉花颜色参数值,并引入K均值算法聚类各子区域颜色值以确定棉花最终颜色参数值,从而确定棉花颜色等级。最后通过实验验证及数据分析,将本文检测方法与MCG-1棉花检测仪器检测结果进行对比,结果表明2种方法检测结果一致;并通过在不同时间下持续对棉花样本进行数据检测,验证了本文方法的稳定性和精确性。本文检测方法可行且检测成本较低,可代替昂贵的仪器检测方法供企业使用。

动态牵伸过程中浮游纤维变速点分布模拟

范居乐, 张玉泽, 汪军

纺织学报. 2024, (03): 44-48. doi:10.13475/j.fzxb.20220809101

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为研究牵伸条件的变化对牵伸过程的影响,通过建立动态牵伸模型,仿真浮游纤维在动态牵伸过程中受到摩擦力作用的加速过程,得到动态牵伸过程中浮游纤维变速点分布。纤维的牵伸过程被细化为后纤维、慢浮游纤维、快浮游纤维和前纤维4种纤维运动状态变化的过程。通过记录纤维在牵伸过程中速度和位置的变化,计算得到纤维保持每种状态的时间。模拟过程中,通过获取纤维在牵伸过程中速度和位置的变化,得到每根纤维在牵伸区内分别维持4种运动状态的时间,从而建立动态的牵伸模型。此外,通过确定浮游纤维与快速纤维和慢速纤维相互接触的长度,计算浮游纤维在动态牵伸过程中受到的控制力与引导力,模拟浮游纤维在动态牵伸过程中的加速过程。同时计算简单罗拉牵伸的摩擦力界分布,通过改变牵伸模型的牵伸倍数和纤维长度,模拟不同牵伸条件下浮游纤维变速点分布。结果表明:仿真得到的变速点分布近似于正态分布,与实际牵伸过程中变速点分布形态接近;牵伸倍数越大,纤维的长度越长,变速点分布越接近前罗拉,并且变速点分布范围越小。

基于多视角图像的纱线条干均匀度测量方法

扶才志, 曹鸿艳, 廖文皓, 李忠健, 黄琪翔, 蒲三成

纺织学报. 2024, (03): 49-57. doi:10.13475/j.fzxb.20221003301

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为能更精确地表征纱线条干三维特征,实现纱线条干均匀度的质量评估,采用多视角图像对纱线条干均匀度的测量进行研究。首先选择5种不同线密度的环锭纺纯棉纱,通过搭建多视角纱线图像获取装置,实现纱线多个角度的图像采集;其次对获取的4个方向的纱线图像进行自动阈值分割、图像自动裁剪、毛羽快速清除以及孤立区域去除等处理,得到清晰、无噪点的纱线主干图像;最后求得纱线主干的单视角与多视角直径、CV值,并提出新的表征纱线条干不匀的多视角不匀均值(CV_n)指标和三维条干变异系数(S)指标。其数据结果与乌斯特条干仪的测试结果对比表明:2种测试方法检测的纱线直径相差不大,都随着线密度的减小而减小;单视角和多视角下,0.3 mm片段长度下纱线直径CV值、8 mm片段长度下纱线直径CV值与乌斯特条干仪测得的结果趋势变化一致;提出的三维条干变异系数S虽大于乌斯特条干仪测得的CV值,但总体趋势保持一致。

芳纶平纹织物单纱抽拔力学性能分析

马莹, 陈奡, 胡月鹏, 潘俊, 胡瀚杰, 禄盛

纺织学报. 2024, (03): 58-64. doi:10.13475/j.fzxb.20221108001

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为探究芳纶平纹织物抽拔力峰值和横向预张力受各因素影响机制和变化规律,通过在电子万能试验机上加装自主设计的快速对中夹具和力传感器,进行了以横向预张力、抽拔速度、试样规格和纱线类型为变量的单纱抽拔实验。结果表明:抽拔力和横向预张力在抽拔过程中发生同频率零相位差的震荡下降,抽拔力峰值与抽拔纱线的交织点数量、交织点处的张力和变形程度呈正比关系;当初始横向预张力从100 N增加至400 N时,抽拔力峰值从5.63 N增加至10.58 N,横向预张力的上升值降低,下降值增加;当织物纵向长度从30 mm递增至110 mm时,抽拔力峰值增加,峰值增幅降低;抽拔过程中,横向预张力的上升值和下降值都随着织物纵向长度的增加而增加;纱线织造密度越小,预紧后的卷曲程度越高,抽拔力峰值越大。

血管支架预制件的六角形三维虚拟编织

丁彩红, 顾馨, 卢晨雨

纺织学报. 2024, (03): 65-73. doi:10.13475/j.fzxb.20221004001

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为解决六角形三维编织血管支架的编织工艺复杂、开发周期长的问题,提出了基于MatLab编程的支架三维虚拟编织方法,以快速完成编织工艺开发。首先,基于六角形编织机底盘的结构特点,对底盘单元进行坐标数值化,从而可将支架编织的工艺和工序转换为不同时刻下携纱器在底盘上的XY平面坐标和运动信息以及纱线在芯棒上的高度坐标z值,并应用数值计算方法进行连接和拟合,建立纱线空间轨迹的数学模型,得到虚拟支架的三维基本形态。然后,将编织支架的三维形态展开为二维形态,分析二维平铺形态下单向支架沿螺旋方向缠绕的特点,应用线性方程组求解纱线的交织点坐标,并通过层内和层间的纱线交织关系判断得到各交织点的交织类型。最后,通过方程修正得到具有六角形编织特征的纱线波动方程,进一步建立了具有纱线立体交织特征的虚拟支架实体化数学模型。经不同编织工艺的支架虚拟仿真实验,将虚拟支架与其实物进行比较发现,虚拟支架均能准确直观地表达实物的几何特征和交织特征。由此验证了虚拟仿真建模的正确性,有利于六角形三维编织工艺的快速开发。

可视化织物弯曲性测试方法

杨洋, 刘成霞

纺织学报. 2024, (03): 74-80. doi:10.13475/j.fzxb.20220507801

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针对纺织面料弯曲性测试需要多次裁样、费时等问题,提出1次可得到多组结果且快速简便的太阳花法测试方法。通过选择经纬2个方向的试样,裁剪5个宽度为2 cm、长度为6 cm的单条测试样,搭建测试装置并选取特征指标:展开面积、展开周长、展开长度和下垂高度。将太阳花法所得指标与斜面法测试的抗弯长度与抗弯刚度进行对比分析。结果表明:4个新指标均与斜面法中的抗弯长度和抗弯刚度具有较好的相关性,证明本文方法具有良好的可行性。该方法既可将织物正反面弯曲性差异及弯曲稳定性结果可视化,还可提高测试效率,节省检测时间。

基于自适应模拟退火算法的整经准备车间排产模型

沈春娅, 方辽辽, 彭来湖, 梁汇江, 戴宁, 汝欣

纺织学报. 2024, (03): 81-86. doi:10.13475/j.fzxb.20220905201

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为解决织造企业整经准备车间在多约束条件下的生产效率低下及经轴利用率低的问题,在考虑经纱总根数、订单米数、经轴绕卷纱线长度、经轴绕卷纱线根数等约束条件的情况下,以开轴数和加工时间为目标函数,建立满足拼缸条件的整经准备车间生产关系主从优化关联模型。提出了基于自适应模拟退火算法的整经准备车间生产调度方案,通过引入自适应退火因子有效解决传统模拟退火算法计算效率低及容易陷入局部最优解的缺点,并根据企业实际生产案例进行仿真实验。结果表明:该自适应模拟退火算法能够有效地提升纺织企业整经生产调度效率,提升经轴利用率;且该方法提升整经准备车间运行效率和经轴利用率的能力要优于其它算法。

亚麻催化氧化与碱煮一浴脱胶工艺及其性能

杨树, 曹巧丽, 李季媛, 李召岭, 郁崇文, 张阳

纺织学报. 2024, (03): 87-96. doi:10.13475/j.fzxb.20230200701

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使用棉纺系统进行亚麻纺纱前需经过脱胶处理,为解决传统碱脱胶工艺得到的亚麻纤维白度低和氧化脱胶时纤维易氧化受损、木质素残留造成纤维断裂伸长率低的问题,采用N-羟基-3,4,5,6-四苯基邻苯二甲酰亚胺(NHTPPI)催化氧化与碱煮一浴的方法对亚麻落麻进行脱胶,研究了pH值,反应温度以及催化剂NHTPPI、助催化剂9,10-蒽醌、双氧水、氢氧化钠质量浓度等因素对脱胶后亚麻纤维断裂强度以及白度的影响,得到了NHTPPI催化氧化与碱煮一浴亚麻脱胶的最佳工艺:pH值为 10.5,反应温度为83.6 ℃,NHTPPI、 9,10-蒽醌、双氧水、氢氧化钠质量浓度分别为0.6、 0.5、10.35、5.67 g/L,此优化条件下得到的亚麻纤维断裂强度为4.39 cN/dtex,白度为70.53%。将催化氧化与碱煮一浴脱胶、高碘酸钠氧化脱胶以及传统碱脱胶与双氧水漂白3种工艺进行对比,发现3种工艺得到的纤维主体长度在28 mm左右,白度均在70 %以上,但催化氧化与碱煮一浴脱胶得到的亚麻纤维断裂强度最高,处理时间最短。

颜料与线密度对原液着色涤纶短纤维及纱线颜色的影响

卢韵静, 王雪, 齐元章, 宋琳, 廉志军, 李鑫

纺织学报. 2024, (03): 97-105. doi:10.13475/j.fzxb.20230200201

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为掌握原液着色涤纶短纤维的颜色对其纱线颜色变化的影响规律,选取红、黄、蓝3种颜色半消光原液着色涤纶短纤维,根据实际生产中主要调整的参数,系统研究了颜料质量分数、纤维线密度对其色度值的影响规律;同时,考察了从纤维到纱线(线密度为20 tex,捻系数为300)的色度值变化,并与特定规格半消光染色短纤维、大有光原液着色短纤维进行对比。结果表明:颜料质量分数显著影响半消光纤维的色度值,在浅、中色之间的差异尤为明显,是中、深色之间的2倍;线密度对纤维色差(ΔE_CMC(2:1))的影响不大,黄色的色差变化较红色、蓝色更明显;半消光原液着色短纤维到纱线的色度值变化不明显,色差在0.8~2.6 范围内;在半消光染色纤维中,黄色的色差变化偏大,为3.4 ~ 3.9,红色、蓝色与原液着色的色差相当;大有光原液着色涤纶短纤维到纱线的变化与半消光染色短纤维的更为相似,二者的色差ΔE_CMC(2:1)、明度差ΔL、饱和度差ΔC 以及色调差ΔH 基本相同,说明对于特定的颜色类型,可借鉴染色纱线的配色经验,为原液着色纱线配色模型的系数调整提供支持。

聚多巴胺/壳聚糖改性棉织物的茶色素染色及其抗菌和防紫外线性能

李丽丽, 袁亮, 唐雨霞, 杨文菊, 王浩

纺织学报. 2024, (03): 106-113. doi:10.13475/j.fzxb.20221201901

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为提高棉织物的天然色素染色性和多功能性,利用CuSO₄/H₂O₂氧化体系下多巴胺(DA)在织物表面快速聚合沉积后,采用壳聚糖(CS)整理制备聚多巴胺/壳聚糖(PDA/CS)改性棉织物,再用茶色素对其进行染色处理。探究了DA快速聚合沉积过程中各因素对改性棉织物染色性能的影响,得到较佳工艺条件:CuSO₄浓度为3 mmol/L,DA质量浓度为2.0 mg/mL,H₂O₂浓度为13 mmol/L,沉积时间为2 h。在此条件下,PDA/CS改性棉织物染色后的K/S值达到6.21。研究结果表明:CuSO₄/H₂O₂氧化体系下DA在棉织物表面形成PDA层,可与CS产生氢键作用在织物表面均匀成膜;茶色素染色PDA/CS改性棉织物的耐摩擦色牢度、耐皂洗色牢度(沾色)和耐人造光色牢度均达到4级及以上;PDA/CS改性织物染色后的UPF值为312,对金黄色葡萄球菌与大肠杆菌的抑菌率达到90%以上,具备抗菌和防紫外线的双重功效。

壳聚糖荧光防伪印花涂料的制备及其应用性能

李曼丽, 季志浩, 龙柱, 王益峰, 金恩琪

纺织学报. 2024, (03): 114-121. doi:10.13475/j.fzxb.20230202401

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为解决纺织品印染中常用有机荧光防伪印花涂料发光强度低、耐光漂白性弱等问题,以壳聚糖(CS)为生物基高分子涂料代表,采用不同物质的量的聚集诱导发光(AIE)分子四苯基乙烯(TPE)对CS进行荧光标记,制备出一系列具有不同标记率的TPE-CS荧光涂料。测定了TPE-CS防伪涂料的荧光强度、耐光漂白性、热稳定性等,并对棉织物进行防伪印花。结果表明:与目前较常用的聚集诱导荧光猝灭(ACQ)分子标记CS荧光涂料相比,TPE-CS显示出优异的荧光发射性能和耐光漂白性能;当TPE-CS的标记率仅为1.43 %(摩尔分数)时,该防伪涂料溶液(1 000 mg/L)的相对荧光强度超过1 090;溶液在强紫外光下曝露1 h后,相对荧光强度仍能达到光漂白前的94.9%。

丝网印刷还原氧化石墨烯改性蚕丝织物的导电与电热性能

陈锟, 许晶莹, 郑怡倩, 李加林, 洪兴华

纺织学报. 2024, (03): 122-128. doi:10.13475/j.fzxb.20221104501

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为探究组织结构与丝网印刷次数对蚕丝织物导电性、耐水洗性以及电热性能的影响,设计缎纹组织、斜纹组织、重纬组织3种结构,通过丝网印刷工艺制备氧化石墨烯(GO)改性蚕丝织物,经过原位还原制得还原氧化石墨烯(RGO)改性导电蚕丝织物。借助扫描电子显微镜和X射线衍射仪对RGO改性蚕丝织物进行表观形态观察与晶体结构表征,分析了RGO改性蚕丝织物的导电性、耐水洗性和电热性能。结果表明:随着丝网印刷次数的增加,织物的电阻率逐渐减小;相同丝网印刷次数下电阻率最小的为RGO改性重纬蚕丝织物,经9次水洗后,丝网印刷5次所得RGO改性缎纹、斜纹、重纬蚕丝织物的电阻率分别增大了0.710、0.472、0.308 kΩ·cm;相比RGO改性斜纹和重纬蚕丝织物,RGO改性缎纹蚕丝织物具有较好的电热性能,在0.025 A的恒定电流下以10 ℃/s的升温速率达到96 ℃的饱和温度。通过丝网印刷工艺制备的RGO改性蚕丝织物在智能可穿戴纺织品领域具有良好应用潜力。

超细纤维合成革含浸用水性聚氨酯的合成及其应用

李琛, 王冬, 仲鸿天, 董朋, 付少海

纺织学报. 2024, (03): 129-136. doi:10.13475/j.fzxb.20230303001

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为解决水性聚氨酯应用于超细纤维合成革(超纤革)含浸时存在的表面易出现裂纹及手感不佳的问题,通过在合成过程中引入聚碳酸酯二醇作为软链段,并添加三羟甲基丙烷,成功制备了成膜后具有高韧性和高强度的大分子质量小乳粒粒径水性聚氨酯乳液。结果表明:乳液的相对分子质量达到5.93×10⁴其平均粒径仅为89.54 nm,储存稳定性良好;形成的薄膜具有优异的性能,断裂强度为3.725 MPa,断裂伸长率达到763.99%,高温下的储能模量和损耗模量分别为2 837.57 MPa和278.87 MPa。在超纤革制备中,应用这种水性聚氨酯可改善黏结固化情况,显著减少表面裂纹,提升弹性和柔软度。

N-TiO₂/聚丙烯复合熔喷非织造材料的制备及其光催化性能

陈荣轩, 孙辉, 于斌

纺织学报. 2024, (03): 137-147. doi:10.13475/j.fzxb.20220907601

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为制备具有光催化功能的聚丙烯(PP)熔喷非织造材料,首先通过溶胶-凝胶法制备氮掺杂二氧化钛(N-TiO₂)光催化剂,然后采用超声浸渍的方法将N-TiO₂均匀负载在PP熔喷非织造材料表面得到N-TiO₂/PP复合熔喷材料,并对其结构和性能进行表征和分析,通过自由基捕获实验确定光催化机制。结果表明:N掺杂量为1%的N-TiO₂的颗粒大小均匀,粒径约为10 nm,在30 min暗吸附和90 min光照条件下,其光催化降解亚甲基蓝(MB)的效率最佳,达到98%;将该N-TiO₂负载在PP熔喷非织造材料表面后,可包裹在PP纤维表面,当负载量超过30 mg后出现团聚现象;负载量为30 mg的N-TiO₂/PP复合熔喷材料的光催化降解性能最优,在30 min暗吸附和90 min光照条件下,对亚甲基蓝(MB)的降解效率达到98%;在光激发下N-TiO₂会产生超氧自由基和羟基自由基,二者共同降解MB。

基于ANSYS的人体下肢服装压虚拟仿真预测

朱圆圆, 覃蕊, 金佳勤, 雷彧腾, 于淼

纺织学报. 2024, (03): 148-155. doi:10.13475/j.fzxb.20221006601

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为研究人体下肢各层组织在服装压作用下产生的形变和应力分布情况,利用16层螺旋CT仪及Mimics软件获取人体下肢分层三维模型,用ANSYS构建有限元模型预测服装压对皮肤层、其它软组织层和肌肉层产生的位移形变;在人体下肢选择44个压力采集部位,对实测服装压与预测服装压进行相关性分析。结果表明:在服装压作用下,人体下肢各层的形变主要分布在大腿内侧,形变分布最少区域为小腿前侧;皮肤层形变最大值为2.73×10^-2 mm,其它软组织层形变最大值为5.19×10^-4 mm,肌肉层形变最大值为7.30×10^-5 mm;皮肤能抵消的最大形变值约为 2.73×10^-3 mm,低于这个值的形变量在皮肤层以外的地方无法测得;人体下肢各面所受到的应力分布与形变分布整体一致,由大到小依次为内侧、后侧、前侧、外侧;服装压预测数据和实测数据的多重相关系数拟合优度为1,二者之间具有极其明显的相关性,说明所建立的服装压预测分层模型可用来预测服装压对皮肤、其它软组织和肌肉的形变。

具有距离监测与辅助提示功能的自闭症儿童智能服装设计

王馨雨, 田明伟

纺织学报. 2024, (03): 156-162. doi:10.13475/j.fzxb.20230202801

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针对自闭症儿童社交与情绪障碍问题,设计了2款具备距离监测与辅助提示功能的自闭症儿童智能服装。首先,采用问卷调查与实地访谈等方法,归纳出自闭症儿童在穿戴、感统、心理认同3个方面的服装需求;其次,采用超声波距离传感器技术实现社交距离监测;再次,采用气动柔性气囊及可加热碳纤维模拟中医推拿治疗自闭症手法,加热加压刺激手腕部穴位,达到一定的干预和辅助提示患者的目标。研究结果表明:选用的超声波传感器精度高,形状小巧且耐脏污,将其嵌入服装中可有效识别0.2~3 m范围内的社交距离;通过柔性气囊的充气加压可对手腕部穴位产生7.90 kPa的服装压,有助于缓解患者情绪焦虑等症状;智能服装廓形设计采用H/A型,开合方式选用拉链,色彩选用冷色调,口袋设计为几何图形,面料设计兼具舒适性与功能性,符合自闭症儿童服装实际穿着需求。

新修定的化学防护服国家标准解析

杨光, 杨小兵, 栗丽, 姚之凤, 周川, 张明明

纺织学报. 2024, (03): 163-168. doi:10.13475/j.fzxb.20221005201

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为厘清化学防护服国家标准修订后的情况,通过分析我国化学防护服国家标准发展历史,研究国外化学防护服标准,重点针对修订后的GB 24539—2021《防护服装化学防护服》的变化,从化学防护服的分类、性能要求、试验方法等方面对该标准加以解读。分析发现:GB 24539—2021将相关标准进行整合,对化学防护服的分类进行了较大的调整和更新,删除了非气密型化学防护服-ET,增加了气密型化学防护服、有限泼溅化学防护服和织物酸碱类化学防护服;相应地,性能要求也产生了较大变化,主要包括服装整体防护性能、服装面料防护性能及服装面料理化性能;GB 24539—2021中的大部分试验方法沿用了之前相关标准中的试验方法,但也进行了相应的改进和完善,主要包括试样预处理条件和试验环境条件、化学防护服向内泄漏率测试方法、化学防护服液密性能测试方法、化学防护服面料耐磨损性能测试方法和耐屈挠破坏性能测试方法。

基于服装吊挂系统协同的车间混合流水线布局优化

童锡宇, 郑路, 杨金昌, 胡觉亮, 韩曙光

纺织学报. 2024, (03): 169-176. doi:10.13475/j.fzxb.20221204501

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为适应服装生产企业转型,针对服装制造车间混合流水线生产存在吊挂系统的物料传输路径耗时耗能、各工作台作业负荷时间不均、加工周期长及加工设备资源浪费等问题,根据服装生产工艺流程、工作台资源和加工设备数量受限、理性生产节拍等约束条件,建立物料传输总距离极小化及平滑系数极小化的双目标数学规划模型;设计非支配遗传(NSGA-Ⅱ)算法,对多款式服装生产具体实例进行编程仿真求解,并与多目标粒子群(MOPSO)算法进行优化对比。研究结果表明:NSGA-Ⅱ算法拥有更好的寻优能力,实验得到最优总距离为82 m、最优平滑系数为21.977、最优编制效率为90.2%、最少只需要打开10个工作台和使用18台加工设备,企业可根据不同目标的需要择优选出相应的布局编排方案。

精梳机分离罗拉齿轮传动机构优化

刘金儒, 李新荣, 王建坤, 王浩, 师帅星, 王彪

纺织学报. 2024, (03): 177-184. doi:10.13475/j.fzxb.20221102401

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混合驱动的精梳机分离罗拉齿轮传动机构的动力学性能直接影响车速的提高,为改善传动机构的动力学性能,首先,分析现有混合驱动的精梳机分离罗拉齿轮传动机构,采用集中质量法建立传动机构的固有频率模型,并计算传动机构在不同精梳机车速下的激励频率,发现当车速为600 钳次/min时机构会出现共振;然后,采用导数法建立传动机构固有频率对机构中各个构件转动惯量的灵敏度模型,发现行星轮p的转动惯量对一阶固有频率的影响较大;最后,通过优化传动机构中WW型差动轮系的各个齿轮齿数以改变其转动惯量,使传动机构的一阶固有频率比原先提高了43.44%,避免了机构在600 钳次/min时出现共振。

基于逆投影变换的纱筒纱线余量检测算法

王俊茹, 王宏鹏, 汝欣, 陈智锋, 史伟民

纺织学报. 2024, (03): 185-193. doi:10.13475/j.fzxb.20220710001

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纱筒纱线余量检测是纺织行业自动化生产过程中的重要一环,针对目前纱线余量检测算法检测精度低的问题,提出一种基于三点逆投影变换模型的纱筒纱线余量检测技术。根据实际生产过程中相机与纱筒的位置关系,建立三点逆投影变换模型进行初步矫正。为得到更好的图像矫正结果,设置补偿矩阵并根据内外筒位置信息优化变换矩阵,最后将逆投影变换后的图像按照改进的椭圆坐标变换模型展开为矩形,根据余量计算准则计算得到纱筒纱线余量。在自主搭建的检测平台上进行实验,结果表明,本文算法检测精度在5 mm以内,基本满足实际生产要求,可为纺织产业自动化生产提供依据。

纤维束与异形筘内合成气流的相互耦合作用

方敬兵, 沈敏, 李俊祥, 王真, 余联庆

纺织学报. 2024, (03): 194-201. doi:10.13475/j.fzxb.20230103401

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为提高喷气织机辅助喷嘴的引纬效率,设计了3类多孔阵列式辅助喷嘴,揭示了多孔形状与阵列方式对合成气流速度分布和弹性纤维束运动位移的影响规律。建立了纤维束-气流耦合的动力学模型,基于任意拉格朗日-欧拉法数值模拟了三维瞬态流场分布及纤维束运动位移,并采用高速摄像机拍摄纤维束运动位移,验证了数值模拟结果的正确性。通过数值模拟得到了异形筘道内合成气流速度分布、速度梯度及纤维束头端运动位移。结果表明:异形筘道内合成气流速度梯度变化与纤维束头端位移具有相关性,合成气流速度梯度越小,纤维束运动位移也越小;三圆孔中心阵列辅助喷嘴形成的合成气流速度梯度最小,纤维束运动位移最小,适合用于弹力较大织物的引纬。

基于随机共振-反向传播算法的压电选针器渐变失效检测

齐育宝, 汝欣, 李建强, 周悦欣, 彭来湖

纺织学报. 2024, (03): 202-208. doi:10.13475/j.fzxb.20220804401

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针对压电式选针器在提花过程中故障特征难以判断的问题,提出了一种基于随机共振-反向传播(SR-BP)算法的压电选针器渐变失效检测方案。研究压电选针器提花过程中驱动件的运动状态及其双向压电效应产生的电信号,对渐变失效状态下的压电陶瓷驱动件内部电信号进行随机共振(SR)故障诊断。提取振动序列的时域及频域参数与SR参数生成训练样本,通过算法使特征参数匹配出最优SR参数,将压电选针器振动信号与噪声信号混入SR参数形成的非线性系统中,观察该系统输出量的时域和频域变化达到快速检测故障的目的。研究结果表明:选针器失效后时域特征在30~350 Hz将发生明显差异,全参数的SR-BP故障检测方法的精确度可达到97.5%,信噪比达到7.36 dB,可有效地对压电选针器进行故障检测。

喷气涡流纺纱机及其关键技术的应用与研究进展

邵英海, 赵业平, 韩贤国, 曹继鹏, 张明光, 陈文

纺织学报. 2024, (03): 209-218. doi:10.13475/j.fzxb.20220906602

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针对国内外纺纱企业在喷气涡流纺纱机的应用与相关技术的研发情况及其所存在的问题,综述了喷气涡流纺纱机及其关键技术的研究进展,介绍了喷气涡流纺纱机的历史发展及其纺纱系统关键技术,详细分析了喷气涡流纺纱机的导棉喂入、牵伸和输送机构,成纱器,纱线卷绕(横动)、卷装机构等零部件的特征与发展趋势。分析认为:喷气涡流纺纱技术的研究多集中在对现有规模化生产机器的喷气涡流成纱器的结构改进、工作机制探讨上,成果较多且较为成熟,但创新技术不突出;在构建新型成纱器的内部型腔结构和产生更理想的涡流形态上有望进一步突破,以提高喷气涡流纺纱的性能,满足多功能纱线的生产和扩大纺纱应用范围;同时科技进步也使更多智能控制系统的电子清纱器、异纤控制、短线诊断、可视化等技术在纺纱工序中有了应用和发展。

非溶相共混熔喷非织造技术的研究进展

秦子轩, 张恒, 李晗, 翟倩, 甄琪, 钱晓明

纺织学报. 2024, (03): 219-226. doi:10.13475/j.fzxb.20221004802

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为明确非溶相共混熔喷非织造技术制备超细纤维材料过程中的微相分离机制,并进一步明晰超细纤维材料结构和性能的调控规律,挖掘熔喷非织造技术的产业化应用潜力,从非溶相共混熔喷机制出发,介绍了利用多种聚合物进行非溶相共混熔喷时的微相分离特点,综述了非溶相共混熔喷的聚合物匹配体系现状以及不同种类聚合物共混对超细纤维材料性能的影响,阐述了非溶相共混熔喷超细纤维材料的功能性应用形式和领域,最后探讨了非溶相共混熔喷目前存在问题及未来发展方向,以期为共混熔喷非织造技术制备超细纤维材料的进一步研究提供参考。

点击化学在功能纺织品制备中的应用研究进展

方进, 张广知, 徐珍珍

纺织学报. 2024, (03): 227-235. doi:10.13475/j.fzxb.20230202302

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为进一步推动点击化学技术在纺织品领域的应用进程,就近年来国内外在点击化学制备功能纺织品方面的相关研究和发展现状进行了综述。简要介绍了点击化学的基本概念及其在纺织品表面功能修饰方面的优势;阐述了利用点击化学技术制备功能纺织品的方法及分类,包括巯基-烯、巯基-环氧、巯基-卤素、巯基-异氰酸酯、巯基-马来酰亚胺以及叠氮-炔等;重点围绕点击化学在制备疏水、抗菌、电磁屏蔽、环境响应以及防毡缩等不同类型功能纺织品中的作用机制和优缺点进行了探讨。分析了通过点击化学手段制备功能纺织品的发展潜力和局限性;并针对当前点击化学在制备功能纺织品方面所面临的问题,提出了可能的解决方案,以期为点击化学在纺织品领域的广泛应用提供理论支持和技术参考。

适老化智能可穿戴设计研究进展及发展趋势

刘欢欢, 孟虎, 王朝晖

纺织学报. 2024, (03): 236-243. doi:10.13475/j.fzxb.20230206202

摘要 ( 181 )

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为促进智能可穿戴产品技术更好地应用于老年人群,综述了近些年国内外适老化智能可穿戴研究现状。首先从人体层概述了老年群体在生理、心理和社会属性3个维度的特征变化;然后分析总结适合老年人群智能可穿戴设备的传感器、材料、形态、结构、交互方式、功能算法和评估方法七大相关开发技术;进而梳理了适老化智能可穿戴设备的生理系统、神经系统、运动系统、情绪系统和空间移动系统五大功能系统,并进一步依据产业生态层中6个相关产业的发展现状,讨论了当前适老化智能可穿戴产品的设计范式;最后厘清了智能可穿戴设备未来在适老化研究发展中需要解决的4个问题及相关展望。

维度坍塌

刘婷婷,陈玉珍,李正

纺织学报. 2024, (03): 244-244.

摘要 ( 98 )

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设计说明：本系列作品设计灵感来源于科幻小说《三体》，将小说中三维空间降至二维空间概念的画面通过点、线、面的重组呈现出来。使用太空棉、热塑性聚氨酯、网格、反光面料，利用镂空、数码印花等技术，配色以白色调为主，彰显出一种理性、优雅的色感。使用夸张的几何服装廓型，营造出一种不同维度转换的视觉效应，形成未来科幻风格。

时间的礼物

黄乔宇,金晨怡

纺织学报. 2024, (03): 245-245.

摘要 ( 81 )

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设计说明：月份牌是民国时期年历的旧称，江南地区把“月”讲作“月份”或“月分”，俗称月份牌。月份牌兴起于上海，在传播过程中风靡江浙、珠江以及东南亚等地区。在文化交融中形成了独具特色的装饰艺术风格，已然成为中国时尚的一种经典符号。通过对月份牌技术、艺术与文化特征进行调研后，选择1926年盛德钱商月份牌为分析对象，对作品中的文明新装女性形象建构、散点透视构图、装饰主义风格等设计理念提取与转化。结合当代都市女装流行趋势，设计完成本系列女装。外套主要采用酷丝绵材质，内搭为仿蚕丝质感的铜氨斜纹面料，外套袖身拼接仿针织面料，面料上的刺绣综合了戗针、套针和锁针等工艺。

壮锦·牛仔

肖柳庆,朱敬民,郭闯

纺织学报. 2024, (03): 246-246.

摘要 ( 64 )

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设计说明：壮锦是壮族人民代表性的文化创造，是国家级非物质文化遗产。在中华民族复兴及东西方文化交流交融的大背景下，选取壮锦与牛仔为原创素材，让它们亲密相逢、碰撞、对比、渐变、呼应、镂空、叠加，既互补映衬又制约协调，“各美其美、美美与共”，有机融合成为和谐统一的新的“共同体”。

山海异兽录

车虹瑾,陈淑聪

纺织学报. 2024, (03): 247-247.

摘要 ( 194 )

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设计说明：本系列作品灵感来源于山海经仿妆。山海经是一本描绘远古、想象神话的感官巨作。作品以蓝绿色为主色调，局部点缀高明度色系，丰富了色彩层次﹔服装材质上使用了仿生羽毛、欧根纱、提花面料等，面料肌理效果丰富且能较好符合主题形象，如仿生羽毛等一些绒毛的使用，在视觉上更体现兽的韵味﹔造型上，将山海经异兽的特征融入服装廓形中，借鉴狐尾、龟壳、鱼鳍鱼尾、鸟翼等，呈现神兽原生态的生命活力，同时将具象的物体艺术化，通过服装赋予异兽全新的视觉效果。山海经是中华民族对天地万物的理解，动物被赋予超自然的神通和类人的精神品德，在数字化进程延展线上，一边是未来科技，一边是远古神话，科技越发达，人们对艺术的追求也越来越高，在未来的世界里，山海共存，万物有灵……

女书的度温和变色

左双喜，张莹莹

纺织学报. 2024, (03): 248-248.

摘要 ( 88 )

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设计说明：江永女书是首批列入国家级非物质文化遗产的一种特为女性存在的文字。所设计的智能服装以江永女书为题，突出表现女书字形的长斜菱形特点，立裁在保留绢细外形的同时充分展示出坚毅的女性力量。围绕女性的私密空间，通过研究女性的生理特点，基础体温会受到生理周期的影响，反映出情绪层面的波动。本作品在上衣的后领中心部位植入温度传感器，结合ChroMorphous变色织物实现智能变色。织物中的每根线都包含金属微线，嵌入线中的特殊颜料会根据温度变化改变颜色。颜色的设定接受女性消费者的定制，例如低温期设定为粉色，排卵期设定为绿色，高温期设定为紫色，通过监测体温数据帮助女性更好地了解其生理周期，获得更高质量的生活。

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