纺织学报

体外膜肺氧合经编膜织物自适应张力的低损伤制备

席立锋, 蒋高明, 马丕波, 贾伟, 张红斌, 王佳冕, 夏风林, 张琦, 刘海桑

纺织学报. 2024, (07): 1-9. doi:10.13475/j.fzxb.20240407701

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针对体外膜肺氧合(ECMO)系统中使用的氧合膜织物国产化制备技术难题,进行了ECMO系统用经编膜织物低损伤制备及其透气性能研究。采用特种特里克型经编机开展了不同送经量下的氧合膜织物制备实验,分析了聚甲基戊烯(PMP)中空纤维膜丝的编织损伤机制;提出一种自适应张力控制下的ECMO系统用氧合膜织物低损伤制备方法,对比分析了采用该方法制备的氧合膜织物性能指标。实验结果表明:基于氧合膜织物提出的自适应张力控制方法可有效调控经纱张力的“削峰补谷”缺陷,实现氧合膜织物的低损伤制备;用该法制备的ECMO系统用氧合膜织物纵密为20横列/cm,编织位置外径损失3%,强力损失5%;编织前后N₂通量衰减17%,CO₂通量衰减12%,O₂通量衰减14%;同时,氧合膜织物平整度、密度、气通量等均已达到国外同类产品水平。

聚乙烯醇-乙烯/SiO₂复合柔性驱动膜的制备及其性能

王文, 张乐乐, 黄阳杰, 谭浩, 方舒婷, 向晨雪, 王栋

纺织学报. 2024, (07): 10-17. doi:10.13475/j.fzxb.20230305301

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针对当前柔性智能驱动材料在开发过程中存在的响应性差、制备工艺复杂、成本高、刺激源污染大等问题,采用分层喷涂法制得具有非对称结构的聚乙烯醇-乙烯共聚物(PVA-co-PE)/SiO₂双层复合柔性驱动膜,并对其表面形貌、亲疏水性、力学性能、驱动性能等进行表征与测试分析。结果表明:纳米纤维直径越小,越有利于SiO₂粉体在纳米纤维表面的附着,复合驱动膜的亲水性随着纳米纤维直径的增加呈现逐渐下降的趋势,同时纤维直径的增加可大幅提升复合驱动膜的拉伸应力;另外,随着纳米纤维直径从180 nm增加至390 nm,复合驱动膜的形变角度逐渐变小,且当复合驱动膜中纳米纤维直径为180 nm,SiO₂粉体粒径为15 nm时,制备的复合驱动膜具有最佳的驱动性能,在0.7 s左右即可达到180°的最大弯曲角度。基于该PVA-co-PE/SiO₂复合驱动膜快速的刺激响应性、大尺度的弯曲形变能力,其在智能操控、人工肌肉以及智能服装领域中具有较好的应用前景。

热致自卷曲左旋聚乳酸/聚乳酸-羟基乙酸共聚物纳米纤维血管支架制备及其性能

于承浩, 王元非, 于腾波, 吴桐

纺织学报. 2024, (07): 18-23. doi:10.13475/j.fzxb.20230301001

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为研究热致自卷曲与生长因子梯度化修饰对血管内皮化的促进作用,使用左旋聚乳酸(PLLA)和聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)作为材料,通过静电纺丝技术制备了具有热致自卷曲特性的PLLA/PLGA纳米纤维血管支架。通过静电喷雾技术制备了梯度生长因子修饰血管支架内层,并对其自卷曲、微观结构、生物相容性及内皮化功能进行表征。结果表明:制备的PLLA/PLGA血管支架具备多层取向纳米纤维结构,厚度为(6.75 ± 0.4) μm,具有出色的生物相容性,可在37 ℃条件下自卷曲成管状结构;血管支架内层膜对生长因子成功进行了梯度修饰,修饰后血管支架的细胞迁移距离是未修饰的3.5倍,从而加快了内皮细胞迁移,促进血管内层的快速内皮化。

辐射降温聚烯烃纳米纤维膜的制备及其性能

昌康琪, 罗梦颖, 赵青华, 王栋, 李沐芳

纺织学报. 2024, (07): 24-30. doi:10.13475/j.fzxb.20230400101

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为提高纳米纤维防护材料的热湿舒适性,利用乙烯-辛烯共聚弹性体(POE)和醋酸丁酸纤维素酯(CAB)为原料,通过熔融共混相分离法制备了辐射降温POE纳米纤维膜,并与乙烯醇-乙烯共聚物(PVA-co-PE)纳米纤维膜、棉织物进行对比,研究其形态结构、红外辐射透过率、降温效果及透湿性。结果表明:POE纳米纤维膜的形态均匀,平均直径为570 nm,其直径及孔径均大于PVA-co-PE纳米纤维膜;POE纳米纤维膜的中红外辐射(7~14 μm)透过率接近100%,且随着纳米纤维膜厚度的增加而明显下降。与之对比,PVA-co-PE纳米纤维膜在相应波段的透过率有所下降,而棉织物完全不能透过中红外光;POE纳米纤维膜具有更好的红外辐射降温效果,将其覆盖在加热模块表面后,真空条件下模块温度保持不变,室温条件下模块温度仅升高0.5 ℃;此外,POE纳米纤维膜表现出良好的透湿性,其透湿率为2 845 g/(m²·d),略低于棉织物的(3 530 g/(m²·d));将POE纳米纤维作为涂层材料涂覆在棉织物表面构筑复合防护膜,可提升棉织物的过滤阻隔性能,且不影响其热湿舒适性。

纤维弯曲对其集合体过滤特性影响的稳态数值分析

刘倩倩, 尤健明, 王琰, 孙成磊, 祝国成

纺织学报. 2024, (07): 31-39. doi:10.13475/j.fzxb.20230205101

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为探究纤维过滤介质中纤维曲率对其内部速度分布、压力损失、过滤效率的影响,通过Digimat建模软件建立曲率K分别为0、2、4、6,固体体积分数为8 %,在三维空间中随机分散排列的纤维过滤介质模型,结合计算流体力学方法,基于拉格朗日离散模型和Laminar流场,利用雷诺相似准则,设置入口速度分别为0.05、0.142、0.5、1、2 m/s,平均颗粒粒径为0.25、0.5、1、1.5、2.5、4、5 mm,对微米纤维模型内部气-固两相流动情况进行数值模拟。结果表明:随着纤维曲率K由0增大至6,在入口速度为0.5 m/s时,纤维曲率对速度场分布的影响不明显,速度场的分布呈无规律性;纤维曲率对模型内部压力损失有显著影响,随着纤维曲率的提高,纤维模型内部压力损失呈线性增大;纤维过滤介质的过滤效率随纤维模型曲率的增大而提高,在入口速度为1 m/s、模型曲率K为6时,对平均粒径为5 mm的颗粒过滤效率接近90 %,明显高于相同粒径下K为0时的过滤效率。

基于光栅动画图案合成光纤织物的设计及其实现

杨辰晖, 陈檬迪, 关艳, 肖红

纺织学报. 2024, (07): 40-46. doi:10.13475/j.fzxb.20221205601

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通过光栅原理将动态画面用于织物设计时,易出现织物的双层结构复杂、色彩难以精准控制等问题,提出基于光栅动画图案合成原理设计动态图案光纤织物,利用提花工艺将光纤和纱线织造成图案织物,使用发光二极管作为光源,通过热塑管将其分别与聚合物光纤耦合连接,利用发光控制器,使得二极管依次间隔发光,显示相邻动作的静态图案。还分析了合成图片个数、切分用光栅细度、分组发光频率等对图案动态效果的影响。以光纤和棉纱为原料,采用提花织机设计和织造聚合物光纤织物,结果表明:当以直径为0.25 mm的聚合物光纤作为最小发光单元时,5帧数合成的光纤发光织物能够同时兼顾动画呈现的识别度和流畅度;间隔条纹宽度在0.25 mm时,动态效果呈现时,物体轮廓越清晰;当发光频率为0.2 s时,其呈现的动态效果最好。该思路开拓了织物上动态图案呈现的全新实现方法。

凹凸点阵双面织物的结构与湿热管理评价

葛美彤, 董智佳, 丛洪莲, 丁玉琴

纺织学报. 2024, (07): 47-54. doi:10.13475/j.fzxb.20230100101

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为探究凹凸点阵双面针织物连接点数量、结构与分布对织物单向导湿能力的影响,以差动毛细效应为原理,选用了55.5 dtex(24 f)普通涤纶与93.3 dtex(384 f)超细涤纶为原料,设计了4种不同工艺的凹凸点阵双面织物,其中在工艺1和工艺2的成圈连接点处将55.5 dtex(24 f)涤纶替换为33.3 dtex(12 f)涤纶,共得到6款具有湿热管理功能的织物。对织物透湿性、透气率、液态水分管理能力、滴水扩散面积、蒸发速率、保温率等进行测试与分析。结果表明:当双面织物组织结构中的连接点较少且分布均匀时,织物滴水扩散面积变化较大,其单向导湿性能较好;当以连续集圈作为连接点时,圈柱纱段长、纱线堆积会导致织物透湿性、透气性下降;33.3 dtex(12 f)涤纶使织物网眼明显,有利于提高织物的透湿性、透气性及速干性;较薄的织物保温率较低,有利于散热。最后利用灰色关联度分析法对织物进行综合评价,在单位循环下,当织物轻薄且组织以集圈为主要连接点较少时,具有较好的湿热管理能力。

针迹类型对表面肌电用刺绣型织物电极性能影响

王建萍, 邵熠萌, 杨雅岚, 何苑溪

纺织学报. 2024, (07): 55-62. doi:10.13475/j.fzxb.20230806001

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为设计与开发高性能的表面肌电用刺绣型织物电极,优化其工艺参数,采用镀银纱线作为导电刺绣线,以弹性针织面料作为刺绣基底织物,制备了4种不同针迹类型的刺绣电极,测试了其皮肤-电极阻抗,并在行走和慢跑2种状态下使用刺绣电极与Ag/AgCl凝胶电极同步采集了小腿腓肠肌表面肌电信号,采用时域、频域及相关函数分析了刺绣电极与凝胶电极采集的肌电信号拟合性能。结果表明:针迹类型对刺绣电极的皮肤-电极阻抗有显著影响,其中放射状刺绣电极的皮肤-电极阻抗相对最小,而圆环状刺绣电极的阻抗最大;4种不同针迹类型的刺绣电极与Ag/AgCl凝胶电极的表面肌电信号采集效果较为相似,验证了刺绣电极的可行性;放射状刺绣电极的表面肌电信号拟合性能较优,更适合用于肌电信号监测。

机织角联锁变密度复合材料的面外压缩力学特性

王遵钦, 刘东炎, 王晓旭, 张典堂

纺织学报. 2024, (07): 63-71. doi:10.13475/j.fzxb.20230205001

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为研究变密度结构设计对三维机织角联锁复合材料面外力学性能的影响,设计制备了三维机织角联锁不变密度复合材料、三维机织角联锁经纱变密度复合材料和三维机织角联锁纬纱变密度复合材料。结合扫描电子显微镜、数字图像相关技术和X射线计算机断层扫描等检测技术,对角联锁变密度复合材料的面外压缩力学行为、内部损伤量化和渐进损伤等进行了测试与表征。研究结果表明:上疏下密角联锁纬纱变密度复合材料展现出优异的压缩性能,其压缩比强度比不变密度复合材料高3.40%;同时,上疏下密角联锁纬纱变密度复合材料损伤体积仅为11.64 mm³,远低于不变密度复合材料的26.90 mm³。进一步分析得到,不变密度复合材料压缩破坏以剪切失效为主,而上疏下密角联锁纬纱变密度复合材料则为基体开裂。

基于K-近邻算法改进粒子群-反向传播算法的织物质量预测技术

孙长敏, 戴宁, 沈春娅, 徐开心, 陈炜, 胡旭东, 袁嫣红, 陈祖红

纺织学报. 2024, (07): 72-77. doi:10.13475/j.fzxb.20230307001

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为解决现有下机织物质量差异性较大且传统验布环节时间较长等问题,提出基于K-近邻(KNN)算法改进粒子群-反向传播(PSO-BP)算法的织物质量等级预测方法。首先分析织物质量预测模型,整理织物疵点类型与织物质量等级分类,并根据织物疵点特征将疵点划分为6类;其次选取14种影响织物质量的因子作为模型输入量;然后详细介绍依据KNN与PSO原理进行织物质量预测流程;最后以浙江兰溪某纺织厂近3个月16 186条织物生产数据为例,建立织物质量预测模型。结果显示:该技术对织物质量预测的准确率达到98.054%,且训练时长仅需4.8 s,在保证织物质量预测准确性的同时,极大缩短了检测时间,提高了织造车间生产效率。

基于粘胶纤维非织造材料的太阳能水电联产装置设计及其性能

鲁颖科, 金炳奇, 徐涛, 高一蕾, 邓炳耀, 李昊轩

纺织学报. 2024, (07): 78-85. doi:10.13475/j.fzxb.20230307301

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针对目前光驱动界面式水蒸发研究忽略低成本规模化生产和淡水产率低的问题,以粘胶纤维为原料,采用针刺非织造技术加工得到粘胶纤维非织造材料,选用光伏电池与粘胶纤维非织造材料制备水电联产装置,巧妙借助光伏电池工作时产生的废热实现界面蒸发,同时解决光伏电池在工作中产生高温导致发电效率降低的问题。研究了不同面密度的粘胶纤维非织造材料对装置蒸发速率的影响,以及该装置的水电联产性能。结果表明:粘胶纤维非织造材料运输水进行蒸发可有效降低光伏电池的温度,在1 kW/m²的光照强度下,使用面密度为160 g/m²的粘胶纤维非织造材料搭建的装置蒸发速率最佳,可达1.36 kg/(m²·h),光伏电池的光电转换效率相较于界面蒸发降温前提高0.7%;经户外实验,该水电联产装置1 d可稳定收集2.23 kg/m²的水和37.3 kW·h/m²的电,且收集的淡水达到世界卫生组织饮用水标准,初步验证了利用传统非织造材料和光伏发电结合实现水电联产和规模化应用的潜在可能。

基于U-Net卷积神经网络的织物压力传感阵列串扰解决方法

王小东, 陈俊鹏, 裴泽光

纺织学报. 2024, (07): 86-93. doi:10.13475/j.fzxb.20230304501

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为解决压阻式柔性压力传感阵列中存在的异常传感单元与串扰现象导致采集到的压力数据不准确的问题,构建了具有32×32个传感单元的压阻式柔性织物压力传感阵列系统,对传感单元检测值出现异常的原因进行了分析,采用中值滤波算法对系统获取的压力分布云图中的异常值进行处理;针对串扰现象,构建了U-Net卷积神经网络模型,采用机器学习方法对织物压力传感阵列系统生成的压力云图进行修正,设计了模型输入、输出数据集的采集方法。结果表明,经中值滤波算法处理后的压力云图的峰值信噪比处于30~40 dB之间,反映出中值滤波算法对异常值处理的效果较为理想;U-Net卷积神经网络模型训练过程中的均方根误差最终达到7.1,表明模型获得了较好的训练效果,通过与无串扰效应的柔性压力传感阵列采集的压力云图进行对比,表明U-Net模型能够有效消除串扰现象对织物压力传感阵列压力云图显示结果的影响。

茜草色素对生物基聚酰胺56的染色性能

黄连香, 王祥荣, 侯学妮, 钱琴芳

纺织学报. 2024, (07): 94-103. doi:10.13475/j.fzxb.20230202001

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为探讨天然染料用于生物基聚酰胺56(PA56)的染色可行性,实现PA56的环保染色工艺,通过单因素实验,以染色后织物K/S值为指标,优化了茜草上染PA56织物的染色工艺条件。采用准一级和准二级动力学模型,研究了茜草上染PA56的染色动力学特性,分析了染液pH值及添加剂对染色动力学参数的影响。结果表明:当染液的pH值为4.2,染色温度为80 ℃时,染色保温40 min后可获得一定染色深度的茜草上染PA56织物;经不同金属离子媒染后,染色织物的色牢度和K/S值均有提高;茜草色素在PA56纤维上的染色吸附过程符合准二级动力学模型,随着染色温度的升高,染料平衡吸附量增加,半染时间缩短,扩散系数增大;在染色中加入元明粉或平平加O,或采用预媒染色,都不会改变茜草上染PA56的准二级动力学特征。

纳米炭黑的Steglich酯化反应制备及乙二醇分散性

王玉玺, 唐春霞, 张丽平, 付少海

纺织学报. 2024, (07): 104-111. doi:10.13475/j.fzxb.20221204901

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为解决炭黑在乙二醇溶液中难分散的问题,确保炭黑在聚酯纤维原液着色中具有良好的分散性。先通过液相氧化法对炭黑表面进行改性,在炭黑表面引入反应性基团—羧基,并选取合适的氧化炭黑,通过Steglich酯化反应在氧化炭黑表面接枝乙二醇和不同相对分子质量的聚乙二醇。对氧化炭黑和接枝炭黑的表面结构以及在乙二醇溶液中的分散性进行测试与分析。结果表明:氧化仅发生在炭黑表面并未对炭黑造成严重破坏,随氧化时间的延长,炭黑表面羧基含量显著提高,氧化8 h后,其表面羧基含量为0.616 mmol/g;PEG600接枝的氧化炭黑其接枝率在33%以上,最小平均粒径稳定在132.1 nm左右,其能在乙二醇溶液中分散均匀,无聚集体出现,且制备的接枝炭黑具有良好的分散稳定性,其储存稳定性在93%以上,耐热稳定性在92%以上。

含磷氮水性聚氨酯的制备及其在涤纶织物阻燃整理中应用

徐豫松, 周杰, 甘佳怡, 张涛, 张先明

纺织学报. 2024, (07): 112-120. doi:10.13475/j.fzxb.20230905701

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为提高水性聚氨酯(WPU)整理涤纶织物的阻燃效果,以含磷、氮希夫碱衍生物阻燃剂(DOPO-HAMB)为扩链剂合成本质阻燃WPU(FRWPU),通过浸渍法将FRWPU涂敷到涤纶织物表面,研究DOPO-HAMB在FRWPU中的质量百分比对热分解性能、阻燃性能、力学性能和耐水洗性能的影响。结果表明:与原涤纶织物相比,整理后涤纶织物最大热失重速率降低,降低幅度随DOPO-HAMB质量百分比的增加而增加;极限氧指数(LOI)提高至24.5%,比原涤纶织物提高了7.4%;垂直燃烧测试中的黑色烟雾减少,且损毁长度降低至9.7 cm;经向和纬向断裂强力、纬向断裂伸长率与原涤纶织物相比有所提升,而经向断裂伸长率有所降低;50次水洗后的LOI值为21.2%,仍然明显高于原涤纶织物。

耐久高效磷/氮协同阻燃剂的制备及其在棉织物上的应用

李旭, 刘祥吉, 靳鑫, 杨承昊, 董朝红

纺织学报. 2024, (07): 121-129. doi:10.13475/j.fzxb.20230705201

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为解决棉纺织品易燃易引发火灾及阻燃处理棉织物耐久性等问题,以五氧化二磷和乙醇胺为原料制备了一种膨胀型磷/氮协效阻燃剂(2-羟乙基)磷酰胺铵盐(AHPA),并通过轧—烘—焙工艺将其整理于棉织物上。采用傅里叶变换红外光谱和核磁共振光谱表征了AHPA的化学结构;对阻燃处理后的棉织物进行垂直燃烧和极限氧指数测试,通过热重和锥形量热测试评估了其热稳定性,并分析了其阻燃耐久性能。结果表明:阻燃剂AHPA被成功合成,其与棉织物之间形成了稳定的共价键;阻燃处理后棉织物的极限氧指数(LOI)显著提高,且损毁长度大幅降低;在阻燃剂AHPA质量浓度为300 g/L时,LOI值由18 %增加到52.9 %,损毁长度由300 mm减小至45 mm;阻燃处理后棉织物的热降解过程和燃烧途径均发生了显著变化,热稳定性得到显著提高;在50次循环水洗后,LOI值仍能保持在31.6 %左右,具有良好的阻燃耐久性能。

石蜡Pickering乳液及其微胶囊相变非织造材料的制备与性能

柯文涛, 陈明, 郑淳天, 石小丽, 朱新生

纺织学报. 2024, (07): 130-139. doi:10.13475/j.fzxb.20230604601

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Pickering乳液固含量和储存稳定性等性能显著优于传统乳液,但是,其乳化剂品种仍然稀缺,以苯乙烯(St)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为主要单体,二乙烯基苯(DVB)为交联剂,乙醇为助溶剂,用无皂乳液聚合法制备了阳离子型共聚物颗粒(P(St-co-DMC)),并将其作为乳化剂制备了石蜡Pickering乳液;并将石蜡乳液浸渍粘胶水刺非织造布制备石蜡微胶囊相变材料(Vis-PCM)。借助红外光谱仪、扫描电子显微镜、热重/差热联用仪、差示扫描量热仪和接触角测量仪等对共聚物及相变材料微观结构与性能进行表征与测试。实验结果表明:随着DMC用量、引发剂用量和乙醇含量的增加,单体转化率先增大后减小,P(St-co-DMC)粒径和分散指数先减小后增大,其Zeta电位则先快速增大而后趋于恒定,而亲水性持续增强;所得石蜡Pickering乳液的油水体积比高达3∶1,储存稳定性超过3个月;Vis-PCM的相变潜热高达139.3 J/g,经过20次冷热循环处理后,Vis-PCM中的石蜡泄漏率仅0.6%。本文制备的Vis-PCM具有良好的储热与放热性能,在相变储能领域具有广阔的应用前景。

沸石咪唑酯骨架-8的制备及其对刚果红的吸附性能

杨亮, 孔韩韩, 李韦霖, 祁小芬, 张天芸, 王雪梅, 李文全

纺织学报. 2024, (07): 140-149. doi:10.13475/j.fzxb.20230900801

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为制备印染废水的吸附材料,以六水合硝酸锌和2-甲基咪唑为原材料,以去离子水作溶剂,采用水溶剂法制备沸石咪唑酯骨架-8(ZIF-8)材料。借助扫描电子显微镜、红外光谱仪、X射线衍射仪等探究ZIF-8材料的结构,测试其对阴离子刚果红染料的吸附性能,并分析其吸附机制。结果表明:ZIF-8颗粒大小均匀,表面光滑,呈多面体结构;其热裂解温度为258 ℃,具有良好的热稳定性;ZIF-8对刚果红的吸附更符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温线模型,即以化学吸附为主且吸附位点等效;吸附过程为自发进行的放热反应,低温有利于吸附;在温度为20 ℃、pH值为7的条件下,ZIF-8对95 mg/L的刚果红溶液的吸附效果最佳,吸附量可达671.41 mg/g。

基于人体臂部的连续动态服装压力预测模型及准确性表征方法

谢红, 张林蔚, 沈云萍

纺织学报. 2024, (07): 150-158. doi:10.13475/j.fzxb.20230301201

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通过建立人体臂部与弹性压力臂套的三维有限元模型,对弹性压力臂套的穿套过程及人体肘关节着装后屈曲的2种工况进行数值模拟,计算得到人体臂部软组织外表面及弹性压力臂套随时间变化的等效应力;基于此数据建立线性回归模型,选取均方根误差作为线性回归模型表征指标,以用于表征织物基传感器测试的准确性。最后对模型进行应用,在有限元模型中选取臂部肘关节外侧屈曲点处,提取此处随时间变化的应力曲线,基于曲线上的特征点建立线性回归模型;选取2种柔性传感器,将其缝制在与模型屈曲点处同样的位置,测试匀速屈肘时的电信号数据,并通过力电耦合模型将电信号转换为应力值。选取均方根误差(RMSE)作为表征线性回归模型的指标,对2种传感器测试数据进行分析,结果显示其中一款传感器的测试值的回归效果与真实值的差距较小,可以认为此传感器运用于肘部弯曲测试准确度更高,效果更好。

充气调温抗浸服的研制与保暖性评价

陈乔丹, 牛蒙蒙, 卢业虎

纺织学报. 2024, (07): 159-164. doi:10.13475/j.fzxb.20230801101

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为满足海上作业人员在不同作业环境中对服装保暖性的需求,研制了一种保暖层为气凝胶材料的充气调温抗浸服。采用“Newton”出汗暖体假人测试了在不同保暖材料(气凝胶、丝绵)、压力状态(无压、低压、高压)和充气量(未充气、1/3充气量、2/3充气量、充满气)下的抗浸服总热阻和局部热阻。结果表明:无压条件下,充气调温抗浸服(未充气)的热阻显著高于丝绵抗浸服;随着压力的增大,抗浸服的总热阻和局部热阻均降低,但2件抗浸服的保暖性无显著差异;在施压条件下,充气调温抗浸服随着充气量的增加,服装总热阻显著高于未充气状态的热阻。因此,所制备充气调温抗浸服可动态调节服装的保暖性能。

基于姿态嵌入机制和多尺度注意力的单张着装图像视频合成

陆寅雯, 侯珏, 杨阳, 顾冰菲, 张宏伟, 刘正

纺织学报. 2024, (07): 165-172. doi:10.13475/j.fzxb.20230704201

摘要 ( 81 )

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基于单张着装图像生成视频在虚拟试衣和三维重建等领域有重要应用,但现有方法存在生成帧之间动作不连贯、生成视频质量差、人物服装细节缺失等问题,为此提出一种基于姿态嵌入机制以及多尺度注意链接的生成对抗网络模型。首先采用位置嵌入方法,对相邻帧间动作建模,然后针对每个分辨率尺度的特征添加注意力链接,同时在训练过程中输入人物解析图像,最后在服装视频合成数据集的测试集合上进行结果验证。结果表明:本文模型比当前单张着装图像生成视频主流模型在定性结果与定量结果指标上均有所提高,其中峰值信噪比和运动矢量分别为20.89和0.108 4,说明本文模型能够有效提高视频生成的质量与帧间动作的稳定性,为着装人物视频合成提供了新模型。

基于机器视觉的缝纫线迹缺陷检测方法

陈育帆, 郑小虎, 徐修亮, 刘冰

纺织学报. 2024, (07): 173-180. doi:10.13475/j.fzxb.20230708401

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缝纫线迹缺陷检测过程易受缝纫机抖动和面料移动过快等影响,针对缺陷检测过程中的扰动影响,以高精度和快速检测缺陷特征为目标,提出一种基于机器视觉的缝纫线迹缺陷检测方法。首先将主干网络的标准卷积改用蓝图卷积的DeblurGAN-v2算法和拉普拉斯算法联用,分辨模糊与清晰图像,并对运动模糊图像去模糊。然后将师生特征金字塔匹配算法应用到缝纫线迹缺陷检测上,将困难样本挖掘技术应用到师生特征金字塔匹配算法中提高了算法的检测精度与速度。结果表明:图像去模糊算法有效地去除了由外部干扰引起的图像模糊问题,缺陷检测算法检测正确率保持在95%以上,单张图片检测速度在0.04 s以下。本文方法能有效检测线迹缺陷特征,保障生产的高效性和连续性。

气凝胶复合材料在干式潜水服内胆隔热性能提升中的应用

马亮, 俞旭华, 刘文武, 李慈, 方以群, 李俊, 徐佳骏

纺织学报. 2024, (07): 181-188. doi:10.13475/j.fzxb.20230804901

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为提升干式潜水服内胆的隔热性能,并探究气凝胶复合材料在潜水服内胆中的水下应用潜力。选择絮片型、发泡型及非织造布型气凝胶复合材料,采用绗缝工艺技术模拟材料在水下的受压状态,研究其在压缩状态下的隔热性能,然后,制作潜水服内胆,通过暖体假人实验及真人水下实验测试其隔热性能。结果表明,絮片型气凝胶复合材料的水下适用性优于絮片型新雪丽棉;发泡型及非织造布型气凝胶复合材料的热阻受压强影响小,也较适用于水下环境;在真人实验过程中,潜水员的核心温度始终大于37 ℃,证明所研制的气凝胶复合材料内胆具有良好的水下隔热效果。研究结果可为受压环境下防护服隔热材料的应用方法提供指导建议。

纺织钢领用类金刚石涂层在不同温度下的摩擦性能

郭飞飞, 李本寅, 苏慧明, 王珂心, 程启增, 成小乐, 秦立果

纺织学报. 2024, (07): 189-195. doi:10.13475/j.fzxb.20230403601

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为研究纺织钢领用类金刚石(DLC)的高温摩擦磨损机制,采用磁控阴极弧增强磁控溅射法在20号钢(20#)表面沉积得到掺杂Cr元素的DLC样品。借助扫描电子显微镜观察DLC样品的表面形貌;通过X射线衍射仪、能量色散谱仪和拉曼光谱仪分析DLC样品的结构成分;使用纳米压痕试验机测试涂层的力学性能。利用高温摩擦磨损试验机测试涂层在不同温度下(25、100、200、300 ℃)的摩擦性能,并结合仿真分析钢领的受力对摩擦过程的影响。结果表明:20#和20#-DLC 2种试样的平均摩擦因数随着温度上升呈先上升后下降的趋势;20#试样在300 ℃下生成氧化物,大量的氧化物形成附着层,平均摩擦因数降低到0.54;20#-DLC试样在温度为200 ℃和300 ℃时发生石墨化,形成以碳元素为主的转移层,转移层替代附着层存在,摩擦由涂层-附着层转变为涂层-转移层,平均摩擦因数由0.145降至为0.107。通过仿真分析得出,沉积DLC后的钢领在实际运行中所受的最大应力值和最大变形量分别为4.20×10⁸ Pa和9.69×10^-3 mm。

基于改进Yolov5模型的纱筒余纱量检测方法

史伟民, 李洲, 陆伟健, 屠佳佳, 徐寅哲

纺织学报. 2024, (07): 196-203. doi:10.13475/j.fzxb.20230403401

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为实现针织圆纬机纱架上纱筒余纱量的实时检测,提出一种深度学习与传统图像处理相结合的检测方法。通过优化Yolov5的主干网络并加入Shuffle-Attention注意力机制,利用改进后模型在图像中检测并框出纱筒位置;然后利用透视变换、均值偏移、canny轮廓检测、闭操作等处理获取纱筒内外圆轮廓,设计基于梯度下降的圆拟合算法,拟合纱筒内外圆的轮廓,得到纱筒的内外圆半径;最后结合小孔成像的原理完成纱筒余纱量的测量。结果表明:改进后的Yolov5模型在纱筒检测精度上达到99.5%,检测速度可达20帧/s,同时模型参数减少至3.255×10⁶可检测的最小纱筒余纱量为3 mm,当纱筒余纱量小于3 mm后,将其视为空筒,进行延时更换。本文算法拟合圆所花费时间是传统霍夫圆检测算法的1/4左右,因此可满足针织车间的实际应用需求。

双工位针刺机器人系统设计

李皎, 辛世纪, 陈利, 陈小明

纺织学报. 2024, (07): 204-212. doi:10.13475/j.fzxb.20230504501

摘要 ( 69 )

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针对单工位针刺成型系统中人和机器无法高效协同生产,预制体生产效率较低;现有的直线型双工位针刺机器人设备需要2个外部回转轴带动双工位参与织物针刺,系统编程难度较高,且工位切换时需要占据的空间大的问题。提出一种混合切换双工位针刺机器人系统,并开展了双工位针刺成形系统的机械结构设计、异型预制体模具和针刺工艺设计、控制系统设计、运动仿真以及预制体制备的实验验证。结果表明:系统成功实现了大尺寸异型曲面预制体的高效针刺成形,直线/旋转混合切换的双工位使得实现预制体的自动换装的同时又能保证系统空间占用量小;双工位中只有针刺工位上的外部回转轴与6关节机械臂联动,系统较为简单,编程方便;同时提高了数控回转工作台的承载力且将针刺末端执行器的布针数量增加至25针,满足了大尺寸预制体的针刺成形,并使得针刺成形效率直接提高2倍。本文系统可应用于批量化制备大尺寸异型曲面复材预制体。

废弃羊毛角蛋白再生工艺及其高值化应用的研究进展

董亚琳, 王黎明, 覃小红

纺织学报. 2024, (07): 213-222. doi:10.13475/j.fzxb.20230203702

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废弃羊毛纺织品的低值化处理方式造成严重的资源浪费和二次环境污染,其主体成分角蛋白的提取与高值化应用是实现废弃羊毛变废为宝的方案。首先基于羊毛、角蛋白的层级结构展开介绍,重点描述羊毛角蛋白的力学性能、多重响应形状记忆性能、压电性能和生物学性能4个方面的特性。其次对角蛋白的提取进行系统性概述,分别讨论了物理、化学、生物法3种提取工艺的优势和缺陷,并介绍其在纤维、凝胶、膜和支架4种应用形式中的制备工艺。总结角蛋白因其优异的生物相容性、生物降解性、压电性能、力学稳定性、形状记忆等特性,在柔性电子器件、生物医用、吸附材料高值化领域中的应用。最后针对目前角蛋白回收工艺的最新研究进展进行总结,并对其进一步产业化应用做出展望。

大型真菌及菌丝体复合材料的应用研究进展

袁久刚, 王应雪, 周爱晖, 徐进, 唐颖, 范雪荣

纺织学报. 2024, (07): 223-229. doi:10.13475/j.fzxb.20221204702

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为深入探究新型真菌材料在可降解性、生物相容性、耐用性、隔音性等方面的应用研究,促进真菌复合材料的发展,对目前国内外大型真菌及菌丝体复合材料的研究现状进行了综述。首先,从材料角度出发,对平菇、金针菇、灵芝等大型真菌的主要结构、组成成分、活性物质和应用价值等内容进行了分类介绍,对比分析了固态发酵和液态发酵方式对真菌材料及其加工性能的影响。其次,综合分析了国内外有关纯菌丝体材料和菌丝体复合材料的研究进展,详细介绍了菌丝体复合材料在隔音材料、建筑板材、包装材料、纺织皮革以及医用敷料等方面的研究成果。最后,对真菌材料存在的生产污染、致病性、使用寿命等问题以及未来发展方向进行了分析与展望,希望为真菌复合材料的快速发展提供有益借鉴。

静电溶吹微纳无机纤维制备技术及其应用进展

于雯, 邓南平, 唐湘泉, 康卫民, 程博闻

纺织学报. 2024, (07): 230-239. doi:10.13475/j.fzxb.20230203802

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静电纺丝技术存在生产效率低和对高黏纺丝溶液限制大等问题,阻碍了高性能无机纤维的大规模产业化进程,而静电溶吹技术基于静电力与气流力的耦合作用,可助力微纳纤维的高产高质。为推广静电溶吹纺丝技术并为微纳无机纤维生产提供理论和实践依据,综述了该技术的基础研究,包括原理和先进设备;具体分析了该技术生产无机纤维的影响因素,尤其明晰了产业化的可控工艺;总结了目前国内外静电溶吹技术制备无机纤维的应用进展,通过与其它纺丝技术的对比阐明了静电溶吹技术目前存在的优势和挑战,并指出协同提升纤维质量和产量、赋予纤维结构/功能多样化以及研发多孔轻质无机纤维和超细无机纱线是该技术未来的重要发展方向。

基于温度监测的糖尿病足预防性智能鞋袜研究进展

施楚, 李俊, 王云仪

纺织学报. 2024, (07): 240-247. doi:10.13475/j.fzxb.20230103002

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为尽早发现、及时干预糖尿病患者足部疾病的发展,提高糖尿病足预防性智能产品预测能力的敏感度和特异度,基于文献回顾,对比了不同类型糖尿病患者与健康人群的足底温度特征差异,分析了糖尿病足的温度预测指标的提取和阈值设置,发现单、双侧足部温度及足部应变温度均能用于预防糖尿病足疾病的发生,但以双足对称点的温差2.2 ℃作为糖尿病足疾病预测阈值应用最广。讨论了基于糖尿病足温度监测需求的智能测温鞋袜产品的设计开发,发现智能袜的研发程度比智能鞋更为成熟,不同产品间温度传感器的数量和放置区域存在差异,其中大拇趾底、第1跖骨头、第5跖骨头和足跟这4个区域具有高度一致性。未来研究可针对不同风险程度的糖尿病足进行温度分级,结合压力、湿度等其他指标建立多指标风险预测模型,并综合鞋和袜进行系统性多功能研发。

旖旎

潘美丽, 陈思翰

纺织学报. 2024, (07): 248-248.

摘要 ( 91 )

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苏木是一种本草植物，也是中国古代重要的植物染料之一。本系列作品灵感源于传统的苏木染色，从苏木染与不同媒染剂结合会产生不一样的效果中吸取颜色与美学，作为本系列作品的主要颜色。面料上选用天然蚕丝、纯棉面料等。款式上将西式优雅设计与传统技法相结合，使整个系列不再单调于传统的廓形风格和色彩，实现传统文化与西式风格的融合。

无限

周剑

纺织学报. 2024, (07): 249-249.

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大自然的鬼斧神工让地球家园总有那么多动人心魄的神奇魅力，自然景象独具的色彩、装饰、图案在时尚设计中从不缺少。本系列作品的设计灵感来源于自然景象，将自然现象中的风雨雷电进行创意设计，服装整体廓形以大廓形为主，面料主要采用数码印花的全棉织物，搭配拼接镭射复合非织造布和透明的聚氯乙烯材料，并以自然中常见的灰绿色来确定服装的整体色调，结合当下的流行趋势，形成本次创意服装作品。以创意服装为载体，将自然现象融入服装创意设计中，探讨多元文化的碰撞和融合，不仅扩展了服装设计的思路，也丰富了服装设计的艺术语言。

远行

范逸阳, 金晨怡

纺织学报. 2024, (07): 250-250.

摘要 ( 34 )

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轻户外正在成为当代年轻人新的社交方式，它无需重装前行，更不必如同荒野求生般自虐就能轻松感受到户外的魅力;它贴近自然，注重未知与探索，享受山野间的纯净与自由。本系列作品灵感来源于户外旅行，将大量户外元素融人到服装设计中并进行了创新转化。服装的结构设计吸收了层次感丰富的梯田、山峦、峡谷等自然元素，并用登山扣、伞绳、救生绳、口哨、反光条等户外装备点缀细节。服装主体选用挺阔的涤/棉织物，口袋部分选用具备光泽的水晶丝缎。色彩上选用了较为柔和的大地色。工艺上运用了大量的拼接、开叉、压褶、曲线分割等。缝线部分采用来去缝和打边。

祈愿

徐菲

纺织学报. 2024, (07): 251-251.

摘要 ( 42 )

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达斡尔族现代服装设计作品，灵感源自于古老的达斡尔族萨满服饰文化。运用解构主义的设计理念，将传统的萨满服装款式进行分解，并与现代服装款式相结合，展现出一种全新的视觉效果。在设计中，特别提取了萨满服饰中的局部结构和图案装饰，如独特的肩部造型、贝壳装饰以及飘带流苏等元素，与现代服装款式进行分解重构，形成了独特的设计风格。在色彩运用上，设计师采用了萨满服饰中的灰、黑、黄等色彩，既保留了传统的色彩元素，又与现代人的配色习惯相契合，使得整体设计既具有传统韵味，又不失现代感﹔面料选用麂皮绒和人造皮革，突出质感对比。整体来看，系列作品造型独特，注重形式美的表现，既充分展现了达斡尔族萨满服饰独特的艺术风格，又融入了现代审美观念，使得作品既具有民族特色，又具有时代感。

云雾山川

吴阳阳, 赵晓曼

纺织学报. 2024, (07): 252-252.

摘要 ( 66 )

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作品以平纹为地组织，与交错配置的经浮长线相配合形成凹凸的布面质感，交错配置的浮长线拉扯纬纱使布面呈现波浪状的效果，能很好地表现出海浪、山、云雾的自然肌理。经纱均为锦纶绣花线，纬纱选用锦纶绣花线、棉纱、羽毛纱、雪尼尔纱、粗毛大肚纱。创作灵感主要来源于追逐的海浪以及层叠的青山，从其中提取出自然肌理融于织物，并且通过不同色系搭配，描绘出了阵阵海浪与绵绵群山。自然赋予我们生命，提供了我们生存所需的一切，然而我们往往忽视了自然的力量及其重要性，设计本织物的初衷也是希望人们重新认识自然、重视自然、保护自然，心存敬畏，行有所止。

古原

吴晓辰, 闫亦农

纺织学报. 2024, (07): 253-253.

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本系列服装设计灵感来源于中华文化艺术瑰宝——蒙古族喀尔喀部落服饰。服装整体的夸张造型、独特立肩和明显的分割形态，展示出喀尔喀部落服饰独特的文化艺术特征。将现代解构风格与喀尔喀部落传统服饰元素碰撞结合，设计中夸大了肩部造型，体现整体服装的灵动;服装下半身采用不同大小的褶皱，表现整体服装的简洁、大方﹔在局部细节中运用结构线分割以及不对称设计。面料以绸缎织物为主，库锦为辅，肩部造型使用海绵垫肩及塑料板，充分体现设计风格。系列服装的设计在注重服装功能性和审美性的同时亦追求设计的多样性变化，既体现协调、明亮、多变，又不失蒙古风情，凸显民族和现代叠加效果的倍数效应和优越性。

竹影轻舞

赵阳, 何斌, 黄子琰

纺织学报. 2024, (07): 254-254.

摘要 ( 55 )

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本设计作品从竹林中获取灵感，将竹叶在风中轻轻摇曳的姿态转化为服装设计中的动感和柔美。作品以竹林的绿色为主色调，黄色作点缀，搭配不同深浅的绿色，营造出清新自然的氛围。设计中选择竹叶、竹节等竹元素作为图案设计，以印花的方式呈现在服装上，使用薄纱等柔软、轻盈的面料，凸显服装在风中飘动时的轻盈感，呼应竹林中轻柔摇曳的竹影。此外，竹在东方文化中有着深厚的象征意义，代表着坚韧、清廉、自由和侠义的精神追求。本设计作品将竹的象征意义与女性的坚韧和优雅相融合，使服装更具有故事性和情感共鸣。

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