纺织学报

共聚阻燃改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备及其性能

吴雨航, 魏建斐, 顾伟文, 王玉萍, 张安莹, 王锐

纺织学报. 2024, (06): 1-10. doi:10.13475/j.fzxb.20221101501

摘要 ( 78 )

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针对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)阻燃性较差的问题,以[(6-氧代-6H-二苯并[c,e][1,2]氧磷杂己环-6-基)甲基]丁二酸(DDP)和明胶基碳点(gCDs)构建复合阻燃体系,采用原位聚合法制备了阻燃DDP-gCDs-PET,借助扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪对其结构进行分析,通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)及锥形量热指标研究了不同质量分数的gCDs与DDP复配后对PET阻燃性能的影响,并利用热重-傅里叶变换红外光谱分析探究了阻燃PET在气相中的热分解产物,提出了DDP、gCDs对PET的阻燃机制。结果表明:当添加DDP质量分数为8%、gCDs质量分数为1.0%时,DDP-gCDs-PET的UL-94等级提升至V-0级,LOI值可达到35%;相较于纯PET,DDP-gCDs-PET的热释放速率峰值降低39.77%,总热释放量降低25.00%,引燃时间延长25 s,阻燃效果显著改善;在燃烧过程中DDP促进了PET基体分解并在气相中淬灭自由基,gCDs使热量迅速扩散,提升了PET基体的热稳定性能,且gCDs在凝聚相促进成炭使DDP中的P留存于炭层中,二者共同作用提升了PET的阻燃性能。

桑蚕的强制牵伸抽丝及其纤维性能

刘术, 侯腾, 周乐乐, 李祥龙, 杨斌

纺织学报. 2024, (06): 11-15. doi:10.13475/j.fzxb.20230204501

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为提升蚕丝的力学性能,采用一种圆锥斜面牵伸装置对五龄桑蚕进行强制牵伸抽丝以制备高强牵伸丝,研究不同牵伸速度对桑蚕牵伸丝形貌、力学性能的影响,并将牵伸丝与蚕丝进行对比与分析。结果表明:由强制抽丝获得的牵伸丝表面光滑平坦,丝胶均匀附着;随着牵伸速度的增加,牵伸丝截面逐渐向弓形转变;牵伸丝的综合力学性能显著优于蚕丝,且其断裂强度、弹性模量、断裂比功与断裂伸长率随着牵伸速度的增加均有不同程度的增加;其中,以接近桑蚕自然吐丝速度(1 cm/s)牵伸制备的牵伸丝的断裂强度与蚕丝相当,约为3.00 cN/dtex,但其弹性模量(93.10 cN/dtex)远高于蚕丝(76.90 cN/dtex);当牵伸速度增加至4 cm/s时,可获得力学性能最佳的牵伸丝,其断裂伸长率为22.49%,断裂强度为3.39 cN/dtex,弹性模量为95.76 cN/dtex,断裂比功为0.62 cN/dtex,相比于蚕丝的平均值分别提高了7%、13.76%、24.53%、31.91%。

海藻酸钠/纳米蒙脱土纤维制备及其增强增韧机制

胥家辉, 郭肖青, 王伟, 王怀芳, 张传杰, 宫兆庆

纺织学报. 2024, (06): 16-22. doi:10.13475/j.fzxb.20221203601

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海藻纤维的断裂强度低、伸长率差一直是限制其广泛应用的主要原因。针对该问题,对海藻纤维进行改性,将纳米蒙脱土(MMT)与海藻酸钠共混制备纺丝原液,以CaCl₂为凝固浴,通过湿法纺丝法制备海藻酸纳/纳米蒙脱土纤维,借助透射电子显微镜、扫描电子显微镜、红外光谱仪、X射线衍射仪和热重分析仪等对其微观形貌及结构进行表征与分析,通过单纤维强力仪测试其断裂强度、断裂伸长率等物理力学性能及热稳定性,研究蒙脱土溶胀时间及添加量对其性能的影响。结果表明:当MMT溶胀120 h、质量分数为0.1%时,MMT在纺丝液中分布较为均匀;与纯海藻纤维的力学性能相比,改性后纤维的断裂强度由1.32 cN/dtex提高到3.01 cN/dtex,提高率高达228%;断裂伸长率由4.67%增加到10.07%,同时MMT的加入没有明显改变海藻纤维的化学结构与结晶结构,对纤维的热稳定性能有一定的提高。

自支撑聚吡咙基碳纤维负极材料的制备及其电化学性能

徐振凯, 马鸣, 蔺多佳, 刘航, 张剑峰, 夏鑫

纺织学报. 2024, (06): 23-31. doi:10.13475/j.fzxb.20230102001

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为探究聚吡咙基碳纤维作为自支撑负极材料的电化学性能,将聚羧酸铵盐(PCAAS)和不同质量分数的聚氧乙烯(PEO)混合溶液通过静电纺丝技术制备成前驱体纳米纤维,在500 ℃下亚胺化、环化形成聚吡咙(BBB)纤维,800 ℃下炭化形成聚吡咙基碳纤维(BCF),将BCF作为负极材料装配成锂离子电池,探究不同质量分数PEO对BCF形貌结构和电化学性能的影响。结果表明:当PEO质量分数为6%时,前驱体纳米纤维表面光滑且直径均匀,炭化后的BCF直径减小了24.2%;聚吡咙作为芳杂环聚合物有密集的碳链,经炭化后含碳量高达97.5%;且咪唑和吡咯的残留N导致较多无序碳的产生,N上的孤对电子作为载体促进电子迁移,并为Li⁺提供了更多活性位点;在恒流充放电循环中,50 mA/g的电流密度下循环100圈后仍具有422.3 mA·h/g的放电比容量。

低红外发射率控温热红外伪装材料的制备与性能

时吉磊, 陈廷彬, 付少海, 张丽平

纺织学报. 2024, (06): 32-38. doi:10.13475/j.fzxb.20230204401

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目前,仅从阻隔目标热量散发或降低表面红外发射率单方面入手很难达到理想的热红外伪装效果。针对这一问题,通过在聚丙烯腈静电纺丝液中混合相变材料聚乙二醇和性价比较高的铁纳米粒子,采用静电纺丝技术制备了一种外表面具有低红外发射率、底层具有控温功能的复合纤维膜材料,分析了复合纤维膜的表观形貌、化学及物相结构、热学性能、红外发射率和控温性能,研究了复合材料的红外隐身性能。结果表明:当聚乙二醇4000和聚乙二醇1000投料比不同时,可得到相变温度在31.5~40.9 ℃之间的系列相变纤维膜;复合纤维膜的红外发射率最低为0.69,在55 ℃热台上能够产生12 ℃的表面温度差,最大可产生22.4 ℃的辐射温度差,与环境温度相比最低具有1.9 ℃的辐射温度差,使目标在红外热成像中与环境辐射颜色一致。

废旧棉/纳米纤维素自增强复合纸的制备与性能

刘鑫, 王婵, 窦皓, 孟家光, 陈莉, 樊威

纺织学报. 2024, (06): 39-45. doi:10.13475/j.fzxb.20230204001

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针对机械开松回收后产生的废旧棉短纤维存在力学性能差且难以再利用的问题,将部分回收的废旧棉短纤维在2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)/NaBr/NaClO体系中氧化,制备成纳米纤维素(CNF),然后将不同质量分数的CNF悬浮液和回收的废旧棉短纤维充分混合制备全纤维素纸浆,最后通过湿法成网和热压技术形成全纤维素纤维自增强复合纸(CCP),并探究其形貌、力学性能以及增强机制。结果表明:当CNF质量分数增加至5%时,CCP中的氢键含量增加,CNF和棉短纤维之间形成了广泛的氢键交联,促成CCP形成了致密的结构,其拉伸断裂强度达到84.72 MPa。此外,采用不脱色废旧棉短纤维制备的CCP可加工为包装纸袋使用。

薄鞘高包覆涤纶/棉包芯纱的结构控制及其工艺

李文雅, 周剑, 廖昙倩, 董真真

纺织学报. 2024, (06): 46-52. doi:10.13475/j.fzxb.20230701401

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为探究高包覆包芯纱的临界包覆率实现不露芯的包覆效果,采用低比例棉纤维包覆7.78 tex涤纶低弹丝制备出高包覆率包芯纱,且截面接近理想结构的涤纶/棉包芯纱,并进一步探讨外包棉纤维的临界比例,以及纱线结构与包覆率、棉与涤纶比例之间的关系。实验以5%为梯度不断减少外包棉纤维含量共纺制8组包芯纱,并通过数码显微系统表征纱线包覆率、截面结构等特点。结果表明:当外包棉纤维比例为53%时,包芯纱包覆率还保持在87.5%,此后包芯纱包覆率低于85%出现大面积露芯;随着外包棉纤维含量梯度化减少,包芯纱包覆率降幅呈三段变化,由开始的0.3%变化为4%,最后在52%的比例时降幅突增为9.4%。不同比例涤纶与棉纺制的包芯纱截面偏心度平均变化范围为8.8%~11.2%,实现了包芯纱结构的稳定控制。

石英纱线/石英纤维毡三维织物的设计及其隔热性能

李久刚, 石玉菲, 刘可帅, 李文斌, 柯贵珍

纺织学报. 2024, (06): 53-58. doi:10.13475/j.fzxb.20230203501

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为充分利用石英纱线及其纤维毡良好的隔热效果制备隔热性能优异的石英纱线/石英纤维毡三维织物,采用石英纱线和纤维毡在小样织机上进行三维立体编织,针对石英纱线/石英纤维毡三维织物不易编织等诸多问题,对织机综丝综框进行降低摩擦处理;然后采用控制变量法和实验对比法,对所得石英纱线/石英纤维毡三维织物在热环境下的隔热性能进行测试表征,对其加热状态下的温度和外观形状的变化趋势和规律进行探讨。实验结果表明:石英纱线/石英纤维毡三维织物在300~700 ℃时,平均隔热保留率是相等厚度普通石英纤维织物的4倍,验证了石英纱线/石英纤维毡三维织物的优越隔热性能。确定了石英纱线/石英纤维毡三维织物具有良好的整体性能和隔热性,能够作为航天飞行器的外部隔热材料抵挡高温冲刷,因此对石英纱线/石英纤维毡三维织物性能的研究具有深远意义。

基于变形网格的织物悬垂形态模拟

曹竞哲, 陶晨, 白琳琳

纺织学报. 2024, (06): 59-67. doi:10.13475/j.fzxb.20230103501

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为快速有效地模拟织物下垂过程、再现真实织物的悬垂形态解决织物约束形态的仿真问题,提出一个变形网格模型用于再现织物悬垂。在模型理论方面,围绕约束因子与衰减因子构建织物内部约束,通过接触-抵消机制复现织物柔性体与刚性平面的接触。在模型精度上,从网格规模和推演算法2个方面展开探讨,提出了合理的网格规模以达成效果与资源的平衡,并通过三阶泰勒展开减小了运算误差,提升了算法精度。本研究提出的变形网格模型,将悬垂视为动态变化的过程,实现了悬垂形态与悬垂过程的统一。模拟实验表明,真实织物内部的相互作用在模型理论及参数中得到了高度凝练的表达,体现模型特性的虚拟悬垂系数完整覆盖其实际取值区间,波纹不匀作为另一重要形态指标也得到充分表现,模型算法的精度较常规方法提升一个数量级。

基于组织模型的纬编面料透气性数字化预测

赵雅杰, 丛洪莲, 丁玉琴, 董智佳

纺织学报. 2024, (06): 68-74. doi:10.13475/j.fzxb.20221205101

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为在投入实际生产前正确评估双面纬编面料的透气性能,构建了双面织物组织模型,并进行织物孔隙率的数字化表达。首先,对双面纬编织物结构中包含的成圈、集圈和浮线这3种基本线圈形态进行孔隙率的单元组织模型构建;然后系统归纳出双层结构中9种正面结构单元和21种反面结构单元,并构建双层结构孔隙率矩阵,得到织物理论孔隙率的计算方法;最后,在3款不同组织的面料基础上通过线性拟合得出理论孔隙率与透气率的关系,并选用2款面料验证预测系统的准确性。结果表明:理论计算的透气率为627.0、688.6 mm/s,实际测量的透气率为600.3、676.3 mm/s,其误差率在±6%以内,说明构建的纬编组织模型和透气性预测方法具有合理性和适用性。

三角形编织工艺数字化建模方法

王辉, 周伟, 陈一哲, 龙晚昕, 王金伙

纺织学报. 2024, (06): 75-81. doi:10.13475/j.fzxb.20230300301

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三维旋转式编织工艺按角轮缺口数分为三角形、四角形和六角形编织工艺,其中三角形编织工艺研究较少。为探索基于三角形编织工艺的预制体结构,基于Python语言和CATIA开发编织工艺软件,获得预制体几何结构。角轮和交换轮交替旋转,驱动携纱器在底盘中运动,使纱线相互交织形成预制体。对角轮、交换轮、携纱器的编号和运动状态进行数字化编码,研究不同旋转状态下携纱器的交换规律。携纱器轨迹与编织节点高度共同确定了织物空间拓扑结构,采用三次B-spline曲线对纱线空间轨迹进行拟合,建立预制体的参数化几何模型。结果表明:采用三角形编织工艺获得的预制体结构紧凑,织物几何模型与试验样件一致性较好,验证了建模方法的精度。

不同感官模态对织物湿感觉的影响

谭轶丹, 张昭华, 李诗涵

纺织学报. 2024, (06): 82-88. doi:10.13475/j.fzxb.20230203901

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为探究触觉、视觉、听觉的多感官模态是否比单触觉模态具有更高的湿感觉辨别能力,分别采用视觉模拟评分和信号检测论的方法评价织物的湿感觉强度与敏感度。21名受试者分别在3种感官模态(触觉单模态、视触觉双模态和视触听三模态)下触摸湿织物,同时记录受试者的指温和湿感觉大小。结果表明:在敏感度评价中,多感官模态(视触觉双模态、视触听三模态)比单感官模态的湿敏感度更高,更易辨别织物间湿度差异;在强度评价中,感官模态对湿感觉强度没有显著影响(p >0.05),织物类型与加湿量之间有显著的交互作用(p <0.05),在高水平加湿量下,对Coolmax^® 的湿强度评分明显最低。研究结果丰富了湿感觉多感官成因的理论基础并为人机交互的舒适性设计提供指导。

基于多度量多模型图像投票的织物表面瑕疵检测方法

朱凌云, 王晨宇, 赵悦莹

纺织学报. 2024, (06): 89-97. doi:10.13475/j.fzxb.20221201501

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为解决自动化生产线上织物表面瑕疵检测准确率低和计算速度慢的问题,利用织物表面具有周期纹理的特性提出了一种改进的RANSac检测方法,即多度量多模型图像投票。首先将输入图像裁剪为尺寸一致的子图,计算出子图多维度量的输出值矩阵;然后与改进RANSac计算出的无瑕疵背景的多维度量标准值分别对应作差,采用投票得出每张子图的基础分;再将其在4个记数模型下得到的综合评分排序,根据顺序和偏移量在输出端得到外点所代表的瑕疵子图。实验结果表明:在自采样的织物瑕疵数据集上,选择单度量和单模型的预测精度平均可达到90.9%,平均预测时间达到0.139 s,综合多度量多模型投票的平均预测精度可达到92.7%。该算法不需要大量前期数据进行训练,适用于纯色和条纹状织物的实时表面缺陷检测。

超临界二氧化碳流体中SCFX-AYRL染料的溶解性研究

赵向阳, 闫凯, 龙家杰

纺织学报. 2024, (06): 98-104. doi:10.13475/j.fzxb.20230203001

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染料在超临界二氧化碳流体(SCF-CO₂)中的良好溶解性是超临界无水染色技术应用的前提和基础。采用研制的超临界流体溶解度测试装置,研究了活性分散红SCFX-AYRL专用染料在SCF-CO₂中的溶解性,并分别从流体处理时间、温度、系统压力和助溶剂应用方面对该专用染料溶解性的影响进行了探讨。研究表明当系统压力为20 MPa、温度为80~130 ℃时,SCF-CO₂中该染料在30~60 min可达到溶解平衡,在一定范围内升高流体温度和系统压力可提高专用染料的溶解性;加入助溶剂可显著改善染料的溶解行为,提高其溶解度及溶解速率,降低温度、压力等系统因素的影响;Chrastil经验模型可实现对SCF-CO₂和SCF-CO₂/助溶剂体系中该专用染料溶解行为的良好关联和预报。

铁-三联吡啶配合物活化高碘酸盐体系构建及其对染色废水的催化降解机制

武守营, 黄启超, 张开封, 张琳萍, 钟毅, 徐红, 毛志平

纺织学报. 2024, (06): 105-112. doi:10.13475/j.fzxb.20230507301

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为开发新型、高效的染色废水处理方法,通过铁-三联吡啶(Fe^Ⅲ(tpy)Cl₃)配合物活化高碘酸盐(PI)构建了Fe^Ⅲ(tpy)Cl₃/PI催化氧化体系。在此基础上,采用酸性红1(AR1)作为染色废水模型污染物测试了该体系的催化降解性能,并通过捕获和探针实验研究了Fe^Ⅲ(tpy)Cl₃配合物活化PI降解酸性红1的机制。结果表明:Fe^Ⅲ(tpy)Cl₃配合物能够高效活化PI实现酸性红1的快速降解,15 min内对AR1的去除率高达98%;Fe^Ⅲ(tpy)Cl₃/PI体系对酸性红1的降解符合伪一级动力学模型,同时酸性红1的降解速率常数随Fe^Ⅲ(tpy)Cl₃配合物和PI浓度的增加而呈线性增加;在Fe^Ⅲ(tpy)Cl₃/PI体系中包含超氧自由基、单线态氧以及高价铁,这些活性物质共同促进酸性红1的降解;该体系不仅对多种有机物的降解表现出普适性,同时催化降解过程不受溶液pH值以及常见无机盐离子的干扰。

耐久型水性杂化无氟防水剂的制备及其性能

马逸平, 樊武厚, 胡晓, 王斌, 李林华, 梁娟, 吴晋川, 廖正科

纺织学报. 2024, (06): 113-119. doi:10.13475/j.fzxb.20230506001

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针对当前无氟防水剂整理织物耐久性不佳的问题,引入低表面能聚硅氧烷链段和长碳链十六烷基,并通过对硅溶胶乳液进行氨基改性以提高有机硅改性聚氨酯有机组分和十六烷基改性硅溶胶无机组分的界面作用,制备了一种耐久型水性杂化无氟防水剂,并将其应用于涤纶/棉织物的防水整理。研究了防水剂的硅溶胶组分中氨基硅烷偶联剂质量分数、焙烘温度等因素对织物防水性能及防水耐久性能的影响,考察了防水整理织物的表面形貌及对不同液体的防水效果。结果表明:当γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)质量分数为1.5%,焙烘温度为160 ℃时,防水剂可在涤纶/棉织物表面形成微纳米尺寸的粗糙结构的拒水膜,水接触角可达131.8°;经20次标准洗涤后,织物的水接触角仍可维持在129°,表现出良好的耐水洗性能。

生物质植酸改性聚氨酯涂层锦纶6织物的制备及其阻燃性能

程献伟, 刘亚文, 关晋平, 陈瑞

纺织学报. 2024, (06): 120-126. doi:10.13475/j.fzxb.20230604501

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针对聚氨酯涂层锦纶6织物阻燃性能差、熔滴严重的问题,通过采用生物质植酸对水性聚氨酯进行改性,开发环保高效的阻燃体系对锦纶6织物进行涂层改性。测试分析了涂层锦纶6织物的阻燃性能、耐水洗性能、耐静水压、热稳定性和阻燃机制等。研究结果表明:聚氨酯涂层锦纶6织物在垂直燃烧测试中完全燃烧,损毁长度为30 cm,熔滴引燃脱脂棉,植酸/植酸钠改性聚氨酯涂层锦纶6织物在垂直燃烧中能够自熄,无熔滴产生,损毁长度降低至12.4 cm,极限氧指数升高至29.0%;经过10次水洗后涂层锦纶6织物仍能自熄,具有较好的阻燃性能和耐水洗性能;涂层锦纶6织物的热分解提前,经热分解后磷元素保留在残炭中,参与成炭,植酸盐主要通过固相阻燃机制提高涂层锦纶6织物的阻燃性能。

汽车座椅用抗菌涤纶针织物制备及其性能

李倩倩, 郭晓玲, 崔文豪, 许宇真, 王林峰

纺织学报. 2024, (06): 127-133. doi:10.13475/j.fzxb.20230502401

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为解决汽车座椅用涤纶针织物耐久性抗菌问题,以钛酸四丁酯为钛源、硼酸和尿素为掺杂体,采用快速溶胶-凝胶浸渍负载法,通过优化工艺制备出负载硼氮共掺杂纳米二氧化钛(B-N-TiO₂)抗菌剂的涤纶针织物。在模拟日光照射条件下采用振荡法测试抗菌涤纶针织物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性能。分析抗菌剂的光谱性质和微观形貌,并测试织物的断裂强力、耐磨性能、拒水性能等。结果表明:当浸渍时间为5 min、焙烘温度为120 ℃、焙烘时间为15 min时,所制抗菌涤纶针织物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为98.4%和94.4%,其主要性能均符合相关标准要求;经20次洗涤后,其纤维表面仍包覆有大量抗菌剂,且抑菌率分别为91.8%和91.3%,抗菌耐久性优于AA级。

金属有机框架/聚丙烯纤维基复合材料对化学战剂模拟物的快速降解

张诗雨, 姚依婷, 董晨珊, 张如全, 杨红军, 顾绍金, 黄菁菁, 杜杰毫

纺织学报. 2024, (06): 134-141. doi:10.13475/j.fzxb.20230703201

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为将金属有机框架(MOFs)均匀且稳固地固定在纤维材料表面,创造出柔软且具备自净化防护面料,采用单宁酸-3-氨丙基三乙氧基硅烷(TA-APTES)涂层改性的聚丙烯(PP)非织造布作为载体,通过原位生长法制备高MOFs负载量的纤维基复合材料。借助扫描电子显微镜、红外光谱仪、X-射线衍射仪、X-射线光电子能谱仪等手段对复合材料的表面形貌、组成和化学结构进行表征,并对复合材料的MOFs负载量和表面浸润性进行了分析。结果表明:TA-APTES涂层能够显著提高复合材料中MOFs的负载量,可达20.96%;并且有效提高复合材料的表面湿润性,从而提高其在水溶液中的催化降解效率,实现快速降解化学战剂模拟物4-硝基苯磷酸二甲酯(DMNP),在30 min左右即可实现100%的转化率,其降解半衰期短(4.8 min)。

基于关键点检测的服装廓形识别

陶金之, 夏明, 王伟

纺织学报. 2024, (06): 142-148. doi:10.13475/j.fzxb.20230604901

摘要 ( 53 )

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为精准且快速地实现对服装廓形的判断,以秀场连衣裙为研究对象,提出了基于关键点检测的服装廓形分类算法。使用YOLO v8-Pose模型对秀场连衣裙进行关键点检测,提取服装的肩部、胸部、腰部、臀部和底摆两侧共10个关键点,并生成服装廓形图。通过加入Sobel边缘提取算法改进的DenseNet网络深度提取服装廓形特征,采用余弦相似度算法将其与标准的廓形库中提取的特征相比较,最终实现服装廓形的判别与分类。结果表明,该方法能够快速且准确地实现服装廓形的分类,廓形分类准确率达到了95.9%。

服装褶皱形态的参数化表征方法

王一品, 李小辉

纺织学报. 2024, (06): 149-154. doi:10.13475/j.fzxb.20221102601

摘要 ( 46 )

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在服装结构设计趋向智能化与自动化的背景下,褶皱形态的量化表征存在种类繁杂、影响因素多等问题。通过分析服装褶皱形成的影响因素,提出基于款式特征参数的褶皱形态量化表征方法,建立服装褶皱形态二维平面款式与三维结构间的映射关系。选取了比较典型的6种褶皱形态,制作了5款裙装,在满足同一面料、裙长、纱线方向及观察视角的条件下,进行14个款式特征参数量化估计值与测量值对照实验,得到22组实验数据。结果表明,本文方法能有效约束和描述不同褶皱类型,且量化估计值与测量值在95%的置信区间下具有显著相关性。该量化方法直观准确,灵活高效,具有普遍适用性和工程实用性,能有效地实现服装褶皱形态的量化表征。

《宫乐图》中仕女服饰的数字化复原

黄智威, 石雅杰, 陆冯, 李青, 薛哲彬

纺织学报. 2024, (06): 155-164. doi:10.13475/j.fzxb.20230705901

摘要 ( 67 )

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通过数字化手段对古代画作中的人物服饰进行重现可达到简化传统服饰复原流程、节约修复成本等目的。以《宫乐图》中端茶仕女为例探索古代服饰的数字化复原方法论。首先,借助数字化服装制图技术对原画受损部分进行修复,并基于文史资料及服装美学原理,对仕女服款式、结构等信息进行分析和推断;而后,通过数字化制板技术绘制服装样板,运用三维虚拟现实技术对服饰进行数字化还原展示;最后,结合层次分析法及模糊综合评价法构建三层级的评价体系对复原效果进行验证。结果表明,复原后的仕女服不论从服装造型、结构、面料及工艺的还原程度,还是服饰的整体复原效果,其好评占比均达到40%以上,说明本文提出的以古代画作为参考进行的古代服饰数字化复原方法可行,效果满意。

八达晕纹样结构参数化解构与再生设计

张素雅, 崔荣荣, 王志成, 蒋汶秦, 徐平华

纺织学报. 2024, (06): 165-172. doi:10.13475/j.fzxb.20230702601

摘要 ( 54 )

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为提升传统纹样创新设计效率,提出了一种参数化解构和再生设计方法。以八达晕纹样为例,在解读其艺术价值和形态结构的基础上,将其划分为填充、装饰、骨架3类元素,分别拆解为基本图元;各图元参数量化后,构建形态拟合公式,利用Rhino软件建立基础纹样模型;此基础上,通过调整不同参数,生成不同形制的纹样。并进一步,对生成纹样内部区域进行自动赋色。结果表明,基于八达晕纹样的参数化图案设计模型可衍化出不同风格效果的近似纹样,拓展纹样生成的丰富性;相较于传统设计方法,该方法实现由线稿、结构、赋色的一体化设计,为当代服饰纹样再生方法提供参考。

面向纺织印染的新一代数字制造系统

袁沐坤, 于广平, 刘坚, 李健, 王志广, 苑明哲, 郭清达

纺织学报. 2024, (06): 173-185. doi:10.13475/j.fzxb.20230402501

摘要 ( 41 )

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针对纺织印染业数据感知、信息融合、知识推理、业务交互、人机协同等网络化、智能化产业升级需求,提出纺织印染新一代数字制造系统框架,结合业务生产全流程建立数据中台实现跨系统融合的综合智能决策;面向全生产决策领域构建决策支持组件池,推进业务系统与控制系统的融合;基于全业务生产流程数据的感知融合,搭建经营驾驶舱、订单数字化管控系统、设备数字化管控系统、能源数字化管控系统与环保安防数字化管控系统等,形成决策-执行闭环反馈的模式,实现业务和生产全流程信息管控。广东某纺织染整有限公司基于该纺织印染新一代数字制造系统框架对染色车间进行数字制造技术升级,与2019年度相比,该企业2021年度智能染色和定形示范车间人均产值提升145.0%和129.9%,良品率提升9.1%和2.6%,能源利用率提升31.9%和34.9%,在生产效率、产品质量、能源利用方面获得显著提升。

空间连杆引纬机构的刚柔耦合磨损分析

李博, 刘旭柠, 郭杰, 胡凯, 畅博彦, 魏展

纺织学报. 2024, (06): 186-192. doi:10.13475/j.fzxb.20230404401

摘要 ( 25 )

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为准确预测空间连杆引纬机构间隙磨损机制,通过结合Lankarani-Nikravesh与Bai碰撞力模型,建立可变刚度与阻尼系数非连续接触碰撞力模型,采用改进的Coulomb摩擦力模型描述含间隙机构旋转铰的切向摩擦力,通过Lagrange方法对系统动力学建模;其次选取空间连杆为柔性化对象,综合Ansys与Adams分析,对空间连杆引纬机构进行刚柔耦合动力学仿真;最后将系统的动态仿真响应结果与Archard模型相结合,求解运动副磨损情况。结果表明:柔性构件可以有效缓解机构间隙碰撞的冲击作用,间隙为0.15 mm条件下,剑头加速度振荡最大幅值缩减53.2%;当间隙升至0.5 mm后,虽磨损范围大幅增加,但间隙磨损深度并未随之大幅提升。

适应多类型纱筒的换筒末端执行器关键技术

毛慧敏, 屠佳佳, 孙磊, 戴宁, 史伟民

纺织学报. 2024, (06): 193-200. doi:10.13475/j.fzxb.20230304201

摘要 ( 24 )

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为解决现有换筒夹持机构无法适用于不同规格纱筒抓取的问题,根据针织生产车间纱架结构特征和纱筒更换工艺流程,设计了由夹爪机构、刹车机构、离合机构、推纱机构、翻转机构等组成的换筒末端执行器,该末端执行器可通过外扩电动机和外张气缸分别调节夹爪收缩尺寸以及夹爪间角度,以适用于不同类型的纱筒抓取。在机构设计过程中,不仅对各组成部分及其运动原理进行分析,还通过ANSYS Workbench软件对不同直径和不同长度的夹爪进行了静力学仿真,得出夹爪的直径为18 mm、长度为58 mm时可满足设计要求。同时研制样机,并进行了不同规格圆柱筒和圆锥筒的抓取实验。实验结果表明:该换筒末端执行器能够稳定、快速抓取内径为20~65 mm、质量不大于6 kg的纱筒,可应用于圆型纬编针织生产线。

静电纺纳米纤维结构的研究进展

刘思彤, 金丹, 孙东明, 李懿轩, 王艳慧, 王静, 王原

纺织学报. 2024, (06): 201-209. doi:10.13475/j.fzxb.20230103602

摘要 ( 83 )

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为进一步深入研究静电纺丝技术及纳米纤维结构设计,达到实现纤维纳米尺度的导向性结构控制,有效提高纳米纤维的比表面积、力学性能及形貌均一有序性的目标。简要介绍了静电纺丝技术在纺丝效率不断提高的同时逐渐发展出同轴共纺、偏轴共纺、并轴共纺、共轭电纺等纺丝方法,综述了基于实心纳米纤维、多孔纳米纤维、中空纳米纤维、纳米电缆及Janus纳米纤维等不同纳米纤维的结构特点、制备方法及纺丝机制,分析了静电纺丝技术在不同结构纳米纤维的制备方法、形成机制及结构调控等方面的研究进展及成果,并进一步表明静电纺丝技术在实现纳米尺度导向性结构控制方面具有广泛的应用潜力。认为纤维从简单的光滑细丝状逐渐向形貌多样化、结构多级化发展,应用领域从单一功能向多功能及多功能协调领域发展。

生物质基碳气凝胶及其在储能器件中应用研究进展

高志浩, 宁新, 明津法

纺织学报. 2024, (06): 210-218. doi:10.13475/j.fzxb.20221204802

摘要 ( 45 )

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为提高生物质基碳气凝胶的电化学性能,促进其在储能领域的产业化应用,对储能器件领域用生物质基碳气凝胶材料进行了系统评述。首先介绍了目前制备生物质基碳气凝胶的主要方法,即凝胶炭化法、水热炭化法和直接炭化法,并对比分析了3种方法的优缺点。分别总结了3类生物质基碳气凝胶在超级电容器和锂离子电池等储能器件中的最新研究进展,包括未经改性的纯生物质基碳气凝胶以及通过金属掺杂和杂原子掺杂改性的复合生物质基碳气凝胶,并重点阐述了其材料设计和微观结构与电化学性能之间的关系。最后在对研究现状进行深入分析的基础上,展望了生物质基碳气凝胶未来的研究方向和发展前景,指出提高原料利用率、改善整体环保性以及调控结构性能将会成为今后的热点方向,而生物质基碳气凝胶也势必将作为一种新型的绿色电化学能源材料而得到蓬勃发展。

二维过渡金属碳/氮化合物基柔性纺织压力传感器的研究进展

王建, 张蕊, 郑莹莹, 董正梅, 邹专勇

纺织学报. 2024, (06): 219-226. doi:10.13475/j.fzxb.20230605002

摘要 ( 39 )

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二维过渡金属碳/氮化合物(MXene)具有二维层状结构、高导电性、亲水性和高比表面积等独特的优势,为挖掘其在柔性纺织压力传感器上的应用价值,对近几年基于MXene材料所制备的柔性纺织压力传感器的研究和发展现状及应用进行了综述。介绍了MXene材料的性能和主要制备方法即氢氟酸刻蚀法、原位形成氢氟酸刻蚀法、熔融盐刻蚀法、浓碱法、溶液相絮凝法、电化学法和水热法;分析了MXene材料在压阻式、电容式、压电式以及摩擦电式压力传感器中的主要作用机制,且对其性能和应用领域进行分类与探讨,包括健康和运动监测、人机交互以及基于集成阵列的空间压力映射领域等;同时根据MXene材料优异的性能,展望了其在柔性纺织压力传感器中的应用前景。

服装裁片自动抓取技术及其布局方法的研究进展

王建萍, 沈津竹, 姚晓凤, 朱妍西, 张帆

纺织学报. 2024, (06): 227-234. doi:10.13475/j.fzxb.20230506802

摘要 ( 57 )

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为促进服装裁片自动化运输的发展,推动服装加工端完成产业升级,即“机器代人”,实现服装智能制造,综述了目前国内外服装裁片智能抓取技术及其布局方法的研究现状。具体分析了空压吸附式抓取,静电式抓取,针刺式抓取,机械手抓取和软体手指抓取的原理和特点,阐述了各抓取方式所适用的面料范围,将其在面料表面的布局方式总结为3类:盲式布局抓取、单点布局抓取和多点协同抓取。研究认为软体手指抓取技术具有更广阔的应用前景,并展望了服装裁片智能抓取技术的未来发展趋势,指出提高抓取准确率,提高抓取头的重复定位精度,研发便捷、高效、经济的布局方式,以及研发结合机器视觉技术等人工智能技术的智能抓取方式为未来的重要研究方向。

沸腾时代

王秀丽, 薛伊琪, 左洪芬, 梁立立

纺织学报. 2024, (06): 235-235.

摘要 ( 52 )

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本系列服装作品以全球变暖的极地环境为议题，以休闲运动结合未来主义表现极地环境所面临的挑战性。采用仿皮革面料和渐变印花面料，展现极地冰川融化中的动物与极地环境所面临的严峻形势。色彩上提取冰川的白色、蓝色与紫色并加入绚丽的其它色彩。在设计手法上采用了拼接和分割的设计进行色块之间的碰撞，整体兼顾实用性与装饰性。本系列设计作品呼吁人们关注全球气候变暖问题，保护生态环境，共建绿色和谐家园。

凤凰涅槃

贺华洲, 严昉, 徐古华, 夏帆

纺织学报. 2024, (06): 236-236.

摘要 ( 47 )

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《凤凰涅槃》系列服装，深入探索并整理了中国民族服饰文化与民间艺术，涵盖了织、染、绣、编等非物质文化遗产技艺。作者运用现代设计理念与时尚元素，将这些传统技艺活化并融入当代社会语境，展示中国文化的多元性。在全球化和工业化浪潮中，作品凸显了非遗技艺的独特手工之美。本作品以西南少数民族的神话故事、族群图腾及衣着文化为灵感来源，采用于工伺布、丝毛缎、蚕丝销等作为主要材料。作品大量运用刺绣、印花、镶边、编织等工艺手法，对传统纹样与色彩进行重构，呈现出质朴与华丽并存的视觉美感。这一时尚与传统的结合，为凤凰涅槃赋予了新的形象与内涵。

拾荒者

肖博文, 谢思思

纺织学报. 2024, (06): 237-237.

摘要 ( 37 )

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作品以《沙丘》废土风影视作品为灵感，设计了一系列末日拾荒者形象的男装。设计风格上，在保留基本末日废土风的前提下，将当下流行机能风，运动风进行结合，配色以明黄与陨石黑为主，使其更加充满先锋感、未来感。服装结构上，采用了大量长袍设计及大廓形设计，使得服装完全覆盖身体，增加其本身的神秘感，多口袋的设计不仅方便存储物品，也进一步深化其机能感。同时，在长袍上也融入了沙漠的纹理，凸显“废土” 这一概念，展现男装的多元美学。

万物笙

卿斐, 王建萍

纺织学报. 2024, (06): 238-238.

摘要 ( 45 )

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设计作品运用贵州省黔东南州都柳江流域中雷山、黎平等地的苗族纹样进行融合设计，提取背儿带中的阴阳纹样为设计中心，与龙、鸟、鱼、蝴蝶等刺绣纹样围绕搭配，演绎出当地少数民族崇尚万物有灵的神话故事，象征着万物皆可生长，万物落笔生花的文化精神。作品采用羊毛面料、苗族剪纸、绣线等材料，搭配8个单品进行系列设计，探索传统与时尚的结合方式，让非遗手工艺通过创新设计的模式进行传承。

缬艺新生

金晨怡, 范逸阳

纺织学报. 2024, (06): 239-239.

摘要 ( 37 )

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以传统夹缬为灵感，作品运用多维度的视觉表达出对传统技艺、文脉的传承及对未来的期许。是将单一刻板的夹缬图案纹样注入新色彩、新元素、新面料、新工艺的探索。从昆剧纹样到鸟语花香、鲤鱼跃龙门等传统图案再生设计到颠覆传统的造型元素碰撞，加强了服装多功能性与款式变化，并适应不同生活场景和天气的转变。采用现代时尚的版型，添加香云纱、蓝夹缬和刺绣等非遗元素，这三种技艺源自不同的地区、不同的民族，却有着同样深厚的文化底蕴，碰撞在一起为作品带来了全新的时尚体验。将传统与时尚结合，让非遗融入生活。

草木印迹

贾慧萍, 李露

纺织学报. 2024, (06): 240-240.

摘要 ( 42 )

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本系列服装作品的设计灵感来源于草木染。草木染是指从自然界的植物中提取染料，对服装进行染色的一种传统染色方法，蕴含着环保、可持续发展的设计理念。本设计运用植物染料为棉、麻、丝等天然材质面料染色，呈现的色彩及纹理具有独特的美感，使服装体现出自然、柔和、丰富的视觉效果。草木染技艺源远流长，是我国传统文化的重要组成部分，主题为草术印迹的作品充分体现了传承与弘扬传统技艺、传达可持续与环保的设计理念。

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