纺织学报

聚对苯二甲酸乙二醇酯基碳点热解法制备及其在阻燃改性中的应用

邴琳涵, 王锐, 吴雨航, 刘博同, 黄寒江, 魏建斐

纺织学报. 2024, (10): 1-8. doi:10.13475/j.fzxb.20230708301

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为提高聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)阻燃性能,以PET废弃物为前驱体,采用热解法制备了PET基碳点(PET-CDs),并采用熔融共混法将其与PET混合制备PET复合物(PET-CDs-PET)。借助透射电子显微镜、X射线光电子能谱、傅里叶红外光谱对PET-CDs进行结构分析,借助荧光光谱仪、紫外分析仪研究了PET-CDs的光学性能,通过极限氧指数、垂直燃烧及锥形量热探究了不同添加量下PET-CDs对PET阻燃性能的影响,并采用材料强力测试仪研究了PET-CDs-PET的力学性能。结果表明:所制备的PET-CDs的荧光为激发波长依赖型,最佳激发波长和最佳发射波长分别为320 nm和420 nm,荧光量子产率为25.73%;当PET-CDs的添加质量分数为1%时,LOI值达30%,UL-94等级达到V-2级,总热释放量及总烟释放量略有降低,CO释放峰值下降42%,CO₂释放峰值下降35.9%。

弹性导电复合纤维的制备及其应变与温度传感性能

罗梦颖, 陈慧君, 夏明, 王栋, 李沐芳

纺织学报. 2024, (10): 9-15. doi:10.13475/j.fzxb.20230706201

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为满足柔性可穿戴传感器的多功能传感需求,实现应变和温度传感具有重大的意义。采用湿法纺丝技术制备聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)/银纳米线(AgNWs)/聚氨酯(PU)弹性复合导电纤维,研究其拉伸应变传感性能和温度传感性能。结果表明:当AgNWs质量分数为20%,(PEDOT:PSS)与PU质量比为1∶3时,纤维热电性能达到最佳,电导率为47.4 S/cm,塞贝克系数为13.8 μV/K,功率因数为902.7 nW/(m·K²),此外,该弹性导电复合纤维具有良好的力学性能,断裂伸长率可达800%,能够检测0%~90%的应变范围,并在100次循环拉伸/回复下依旧保持良好稳定性;同时可将其作为温度传感器,快速检测人体与环境温度。

全龄人工饲料育与桑叶育蚕茧质量及生丝性能比较

姜可欣, 毛迎, 潘梦瑶, 吕汪洋, 江文斌

纺织学报. 2024, (10): 16-22. doi:10.13475/j.fzxb.20230704901

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为探究不同饲育方式对蚕茧质量、生丝品质及生丝结构与性能的影响,采用单因素方差分析,考察全龄人工饲料育蚕茧与桑叶育蚕茧各项性能指标的差异显著性,并进行对比分析。结果表明:在外观形态方面,全龄人工饲料育与桑叶育蚕茧的外观均为椭圆形,桑叶育蚕茧的茧幅较大;在蚕茧质量方面,全龄人工饲料育蚕茧全茧质量和茧层质量较低,但茧层率较高;生丝品质方面,全龄人工饲料育蚕茧的茧丝长和解舒率低于桑叶育蚕茧,万米吊糙次数高于桑叶育蚕茧,影响缫丝过程中生丝的产量和质量;另外,是否工厂化养蚕也会对全龄人工饲料育蚕茧的蚕茧质量、生丝品质产生影响,工厂化全龄人工饲料育蚕茧的综合性能优于非工厂化全龄人工饲料育蚕茧;在生丝结构与性能方面,全龄人工饲料育生丝含胶率较高,通过丝胶的黏附作用,全龄人工饲料育生丝表面的各根茧丝黏合更紧密,且生丝的二级结构没有明显不同。

聚吡咯共轭结构对碳纤维增强树脂基复合材料热循环稳定性能的影响

姜梦敏, 王一璠, 金欣, 王闻宇, 肖长发

纺织学报. 2024, (10): 23-30. doi:10.13475/j.fzxb.20231004001

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为解决碳纤维增强树脂基复合材料(CFRPs)存在的碳纤维与基体间界面黏结性较弱和在热循环过程中因热膨胀系数不匹配而产生界面破坏的问题,通过低温聚合得到含有较多共轭结构的聚吡咯(PPy)对预处理后碳纤维(CF)进行表面改性,分别在0、30、60℃下制得碳纤维/聚吡咯复合纤维(PPy/CF),并研究了不同聚合温度下制备的CFRPs的界面结合性能、热膨胀性能和热循环稳定性能。结果表明:PPy/CF-0纤维的表面粗糙度与CF相比增加了2.09倍,这有利于树脂锚定在碳纤维表面,从而提高界面结合性能;并且PPy/CF-0纤维表面的聚吡咯层具有较完善的共轭结构,整体表现为负热膨胀系数,使得复合材料的层间剪切强度和界面剪切强度分别达到了CF的1.56倍和1.70倍;此外还使得CFRPs的热循环稳定性有了较明显的提升,经100次热循环实验后,其剪切强度仍能保持在初始数值的70%以上。

低密度聚乙烯熔喷工艺及其非织造布性能

刘文龙, 李好义, 何东洋, 李长金, 张杨, 马秀清, 李满意, 杨卫民

纺织学报. 2024, (10): 31-38. doi:10.13475/j.fzxb.20230701201

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为探究高效制备工艺,获得综合性能优良的超细聚乙烯非织造材料,以低密度聚乙烯(LDPE)为原料,制备了低密度聚乙烯熔喷非织造布。研究了热风温度、热风流量、模头温度、接收距离和熔体流量等熔喷工艺参数对LDPE纤维平均直径的影响规律,并进一步考察了熔喷非织造布的过滤性能和力学性能。结果表明:提高热风温度、热风流量和模头温度等均有助于降低纤维的平均直径,所制备纤维最小平均直径可达5.3 μm,熔喷非织造布的最大拉伸强力为6.12 N,抗拉强度为2.16 MPa;经过热压工艺处理后,面密度为120 g/m²的LDPE非织造布在32 L/min流量下的过滤效率可达75%以上,平均过滤阻力为80 Pa。

压缩籽棉对棉籽破碎率及纤维品质的影响

魏喜梅, 张莹洁, 张宏文, 王军, 王蒙

纺织学报. 2024, (10): 39-47. doi:10.13475/j.fzxb.20230701801

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为探究压缩对籽棉品质的影响因素与规律,以含水率、含杂率及压缩密度为试验因素,以棉籽破碎率、纤维长度、马克隆值、伸长率、反射率、黄度、整齐度、纤维强度为指标进行研究。结果表明:含水率、含杂率及压缩密度对棉籽破碎率影响显著(P<0.05),棉籽破碎率随压缩密度增大而增大,随含水率增加而降低;压缩密度仅对棉籽破碎率和反射率有显著影响(P<0.05);纤维长度随压缩密度、含水率增加而增加,随含杂率增加而减小;马克隆值随含杂率及含水率增加而增加,随压缩密度增加而减小;伸长率随含杂率增加而增加,随压缩密度及含水率增加而减小;反射率随压缩密度增大而增大,随含杂率增大而减小;黄度随含杂率增加而降低,随含水率增大而增大。

香蕉茎秆纤维/抗菌纤维混纺纱的制备及其性能

刘婷, 闫涛, 潘志娟

纺织学报. 2024, (10): 48-54. doi:10.13475/j.fzxb.20230805701

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为促进天然香蕉茎秆纤维在纺织服装领域的应用,采用半精纺纺纱工艺,以香蕉茎秆纤维(BF)、优可丝安泰贝抗菌纤维(ATB)和稀土抑菌再生纤维素纤维(XT)为原料,制备了混纺比为50/50、65/35、70/30、85/15的8种BF/抗菌纤维混纺纱和1种BF纯纺纱,表征了纱线的线密度和捻度,探究了混纺比例与纱线力学性能、质量指标、抗菌性能的关系。结果表明,9种纱线实测的线密度和捻度与设计值存在偏差,但其偏差在允差范围内;ATB和XT的加入提高了BF纯纺纱的力学性能与抗菌性能,改善了BF纯纺纱的条干均匀度、毛羽指数、棉结、粗节、细节等质量指标,且香蕉/抗菌纤维混纺纱强度高、毛羽少、手感柔软,适宜开发各类机织和针织面料。

基于环锭纺的三组分负泊松比纱制备及其性能

郭晨宇, 蒋云, 杨瑞华

纺织学报. 2024, (10): 55-63. doi:10.13475/j.fzxb.20230505801

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为扩大螺旋包缠结构的负泊松比纱的应用范围,在传统双长丝负泊松比纱基础上增加短纤维组分,通过环锭纺复合纱生产技术,设计了新型三组分螺旋包缠结构和成形方法。以棉粗纱、涤纶长丝、氨纶长丝为纺纱原料,将棉纤维和涤纶长丝包缠在氨纶芯丝上,得到基于螺旋包缠结构的三组分负泊松比纱。将其与双长丝负泊松比纱进行对比分析,并进一步讨论纱线结构对负泊松比效果的影响。借助电子单纱强力仪和图像连续采集装置,对纱线泊松比性能进行测量和分析。实验结果表明:三组分负泊松比纱与双长丝负泊松比纱的最大负泊松比值相近,同时三组分负泊松比纱在较长应变下保持相对稳定的负泊松比效果;其最大的负泊松比值可达-4.66。

转杯纺分梳排杂区气流场的多维数值模拟对比

张定眺, 王倩茹, 邱芳, 李凤艳

纺织学报. 2024, (10): 64-71. doi:10.13475/j.fzxb.20230603401

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为探讨转杯纺分梳排杂区二维与三维模型气流场数值模拟结果的准确度与差异性,采用COMSOL仿真模拟软件建立分梳排杂区的二维与三维几何模型,对气流场进行数值模拟并进行比较。结果表明:与二维模型模拟结果相比,三维模型输纤通道出口处速度高,分梳腔速度、压强与湍动能分布更均匀,且排杂区的气流与湍动能分布结果更加准确;引入杂质颗粒后的运动结果也证明,三维模型中大部分杂质颗粒随气流运动及时排除,仅有少部分杂质进入输纤通道内,对流场细节和颗粒分布情况的模拟展现得更加准确直观,适合指导实际生产与优化转杯纺机构的设计。

三维超高分子量聚乙烯纤维/苎麻混杂轮胎防滑织物的设计与制备

杨雨琪, 高兴忠, 高世萱, 陈宏, 刘涛

纺织学报. 2024, (10): 72-79. doi:10.13475/j.fzxb.20230605101

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为改善传统防滑链笨重、噪音大、易损伤轮胎等缺点,基于干、湿摩擦因数的差异通过三向正交混杂织物结构设计,制备超高分子量聚乙烯/苎麻混杂织物轮胎防滑套,分析测试了其摩擦因数、耐磨性能和实际路面效果。结果表明:混杂织物轮胎防滑套干湿摩擦因数的转变使车辆制动距离可缩短20.5%;其摩擦因数比市场商用防滑套增加了116%;由于层间间隔结构织物防滑套的苎麻含量最高,织物结构更紧密,混杂效应更明显,其防滑性能和耐磨性能均最好;通过吸湿性能测试,进一步揭示了该新型防滑织物防滑机制。本文研究成果可减少防滑链对车体损伤,拓展三维织物的应用领域,具有重要的实用价值。

针织一体成形电容传感器设计及其性能

李露红, 罗天, 丛洪莲

纺织学报. 2024, (10): 80-88. doi:10.13475/j.fzxb.20230506701

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针对柔性电容传感器的电极易暴露于外界环境和穿着舒适性差等问题,提出一种表面绝缘电极与介质层一体成形的针织电容传感器设计方法。进一步对传感器的力学性能、表面绝缘性能和传感性能进行探究,揭示了织物厚度与间隔丝直径对其性能的影响。研究发现,织物厚度越大,间隔丝直径越小的传感器综合性能越好,其中厚度为8.0 mm、间隔丝直径为0.15 mm的传感器表现最佳,其灵敏度为0.033 kPa^-1,并且具有较低的迟滞性和快速响应时间,对不同性质输入信号(不同压缩距离和不同压缩频率)均具有良好的分辨响应能力,且具有2 000次循环内的重复稳定性,在手部动作识别及液体称重场景展现出较好的压力传感能力。该传感器降低了生产成本,且应用过程中信号稳定,在可穿戴、医疗监测及人机交互界面展现出巨大的应用潜力。

基于改进甲壳虫全域搜索算法的机织物疵点检测

李杨, 张永超, 彭来湖, 胡旭东, 袁嫣红

纺织学报. 2024, (10): 89-94. doi:10.13475/j.fzxb.20230602001

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为解决深度学习模型在面对跨场景的织物疵点检测时存在泛化性能差的问题,在甲壳虫全域搜索算法(BAS)的基础上添加了本地搜索能力构建了一种基于甲壳虫算法的混合算法,该算法可具体分为训练阶段和检测阶段。在训练阶段,通过对无疵点织物进行训练构建二维Gabor滤波器,然后使用改进BAS的混合模型对Gabor滤波器的参数进行了优化,使改进后的算法具备全局搜索和局部搜索的能力;在检测阶段,根据在训练阶段获得最佳参数构造Gabor滤波器,对待检测的织物图像进行卷积运算,并对卷积后图像进行二值化处理,最终识别待测试织物是否含有疵点。实验结果表明:该方法的特征提取具有良好的类别区分性,更加集中在疵点范围内,检测准确率可达99.26%,具有良好的稳定性和泛化性能。

基于双扎口的纬编管状无缝织物三维仿真

陈钰珊, 蒋高明, 李炳贤

纺织学报. 2024, (10): 95-102. doi:10.13475/j.fzxb.20230901601

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为在设计过程中能够实时查看纬编管状无缝织物不同部位的线圈结构与织物的三维效果,避免反复打样,缩短设计流程,通过分析扎口特殊结构的编织原理,分别建立下扎口、衣身和上扎口编织图模型。结合线圈几何模型和织物实际测量的参数,分别建立上下扎口、衣身和扎口线线圈网格模型。将无缝管状产品的不同组织结构数字化存储为编织图,判断其中编织动作对应的线圈网格类型,代入线圈型值点与线圈网格点间的数学关系式,求得线圈型值点的三维坐标;结合穿纱模型中设计的对应纱线参数,采用WebGL技术渲染线圈型值点路径,实现纬编管状无缝织物的三维仿真。将扎口部位的仿真结果与实际织物对比,结果表明:将线圈分方向建模的方法对实现双扎口结构的仿真是科学可行的,以典型无缝抹胸为例,可对简单的纬编管状无缝产品进行三维平面、筒状和曲面仿真,为进一步研究复杂的纬编无缝产品仿真奠定基础。

基于粒子群算法对纬编针织物Johnson-Champoux-Allard模型参数反分析研究

韩炜, 邢晓梦, 张海宝, 姜茜, 刘天威, 卢佳浩, 闫志强, 巩继贤, 吴利伟

纺织学报. 2024, (10): 103-112. doi:10.13475/j.fzxb.20230805501

摘要 ( 46 )

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为快速获取纬编针织物JCA(Johnson-Champoux-Allard)模型参数,建立材料、结构与模型函数关系,实现吸声性能预估,提出迭代次数少、可快速达到全局最优解的粒子群算法对JCA模型进行反分析求解,并以吸声系数实验值和设定值差值平方和的最小值为适应度函数,设置约束,添加学习因子与惯性权重对反分析过程进行限制,多次迭代得到孔隙率、流阻率、曲折因子、黏性特征长度与热特征长度的数值;然后建立JCA模型参数(孔隙率与流阻率)与针织物结构参数(未充满系数)的函数关系,以达到快速获取不同结构针织物JCA模型参数,进而对其吸声情况进行预估的目的;最后,用有限元方法对快速获得的JCA模型参数准确性进行验证。结果表明:基于粒子群算法可精确获得针织物JCA模型的5种参数,迭代次数少于200;针对纬平针组织不同规格,未充满系数可直接换算结构参数(孔隙率与流阻率),结合已知材料参数(曲折因子、黏性特征长度与热特征长度)快速计算出纬平针组织和双反面组织的吸声系数曲线发现,吸声系数曲线拟合度较高,R²分别为0.809和0.852。

多相剪切增稠液增强柔性层合结构防刺材料的制备及其性能

贾笑娅, 王蕊宁, 侯宵, 何彩婷, 刘杰, 孙润军, 王秋实

纺织学报. 2024, (10): 113-121. doi:10.13475/j.fzxb.20230702901

摘要 ( 63 )

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为提高柔性复合材料的防刺性能,制备多相剪切增稠液(MSTFs),并以流变性能为依据探究剪切增稠液的时效性影响因素;其次,采用纯芳纶织物、MSTFs浸渍芳纶织物与碳化硅/聚氨酯(SiC/TPU)涂层芳纶织物制备不同层合结构的复合材料,进行准静态钉刺和动态刀刺性能研究,探究层合结构对防刺性能的影响。结果表明:MSTF易受到空气湿度的影响,随着储存时间的增加,溶液吸湿后流变性能在短时间内下降幅度较大;在单位面密度下,以浸渍织物在上层、纯芳纶织物在中间、涂层织物在下层的层合结构复合材料表现出最佳的准静态钉刺性能,并且该层合结构6层和15层复合材料也表现出较优的动态防刺性能,研究结果可为防刺服用柔性防刺材料的应用研究提供一定的参考。

低取代度淀粉烷基羧酸单酯的烷基链长对涤纶上浆性能的影响

彭博, 吴宇洁, 张悦, 李妙龙, 孟祥, 李伟, 鲁育豪

纺织学报. 2024, (10): 122-127. doi:10.13475/j.fzxb.20231007201

摘要 ( 43 )

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为在纺织经纱上浆中合理使用含有烷基羧酸单酯取代基的酯化淀粉,以酸解淀粉为原料,选取乙酸乙烯酯、丙酸酐、丁酸酐和己酸酐为酯化剂,分别进行化学变性处理,制备了4种取代度相近(0.018左右)、烷基羧酸单酯取代基的烷基链长逐渐增大的淀粉烷基羧酸单酯,即醋酸酯淀粉、丙酸酯淀粉、丁酸酯淀粉和己酸酯淀粉。以酸解淀粉为对比样,探究4种酯化变性对淀粉浆液性能及浆膜性能的影响,明确烷基羧酸单酯烷基链长对性能的影响规律。结果表明:部分淀粉颗粒经酯化变性后产生了一定损伤,颗粒表面形成了凹槽;在较低取代度下,4种淀粉烷基羧酸单酯浆液表观黏度与酸解淀粉浆液相比无明显不同,表明4种酯化变性对淀粉浆液黏度无明显影响;4种淀粉烷基羧酸单酯对涤纶的黏附力及其浆膜的断裂伸长率和耐屈曲性均优于酸解淀粉,且其性能随着烷基羧酸单酯取代基烷基链长的增加而逐渐增强,但浆膜断裂强度呈现与之相反的趋势。综合考虑实验结果,推荐4种淀粉烷基羧酸单酯中的己酸酯淀粉应用于涤纶的经纱上浆。

苯并[a]吩恶嗪基功能染料制备及其在改性涤纶织物上的应用

韩画宇, 杨文龙, 王甫, 胡柳, 胡毅

纺织学报. 2024, (10): 128-136. doi:10.13475/j.fzxb.20231102501

摘要 ( 45 )

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为通过简单的方法赋予阳离子可染改性涤纶织物功能性,合成了新型光功能性苯并[a]吩恶嗪基阳离子染料,将其应用于阳离子可染改性涤纶织物的染色,使染色织物兼具功能性。首先合成了5-二乙氨基-2-亚硝基苯酚盐酸盐中间体,进一步与盐酸萘乙二胺或N-丙基-1-萘胺经亲核取代反应,制备了5-乙二氨基-9-(二乙氨基)苯并[a]吩恶嗪氯化铵(N1)和5-丙氨基-9-(二乙氨基)苯并[a]吩恶嗪氯化铵(N2)2种染料。选取5-氨基-9-(二乙氨基)苯并[a]吩恶嗪硫酸铵(硫酸耐尔蓝,N3)作对比,探究3种染料的光物理化学性质及其对阳离子可染改性涤纶织物的染色性能,研究染色织物的荧光和光动力性能。结果表明:分子末端为丙氨基的染料N2对织物的上染率极高(99.65%),染色织物具有较好的匀染性,呈现强红色荧光,且各项色牢度均达到4~5级;3种染料染色织物均具有光驱动活性氧产生能力。

聚酯织物的直接氟修饰疏水改性及其作用机制

宇平, 王海跃, 汪毅, 孙钦超, 王彦, 胡祖明

纺织学报. 2024, (10): 137-144. doi:10.13475/j.fzxb.20230901501

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为解决传统聚酯纤维分子主链结构中极性酯基导致的疏水性差的问题,提出直接氟修饰策略,以碱性溶液为刻蚀试剂,三氯(1H,1H,2H,2H-十三氟正辛基)硅烷为氟化改性试剂,在温和条件下对聚酯织物表面进行了简单高效的疏水化改性处理。借助红外光谱仪、差示扫描量热仪、热失重分析仪、接触角测试仪、扫描电子显微镜-能谱仪等分别表征了氟改性前后聚酯化学结构、熔点、热稳定性、水接触角以及表面元素分布,同时探究了疏水改性机制。研究结果表明:氟化改性前后聚酯织物具有相似的化学结构和熔点,经过碱性溶液刻蚀的未氟化改性聚酯织物表层刻痕明显;氟化改性聚酯织物表层覆盖氟元素和硅元素,其疏水性大幅提升,水接触角高达(120±5)°,保持1 h后几乎没有变化,同时对有机溶剂仍具高吸附性能;疏水性主要作用机制是含氟功能基团的改性剂以化学键键接的方式接枝在水解后的聚酯织物表面,并产生低表面能效果;基于直接氟化改性方法制备的聚酯织物在海洋大规模油污处理方面具有较高应用潜力。

衣康酸聚乙二醇单醚酯封端水性聚氨酯织物涂层剂的制备及其性能

王理杰, 杨建军, 吴庆云, 吴明元, 张建安, 刘久逸

纺织学报. 2024, (10): 145-151. doi:10.13475/j.fzxb.20231201601

摘要 ( 42 )

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为丰富水性聚氨酯亲水单体的来源与种类,从而提高涂层织物水蒸气透过率,以聚乙二醇单醚(MPEG)和衣康酸(IA)为原料,通过酯化反应合成含碳碳双键的衣康酸聚乙二醇单醚酯(IM)。将IM和甲基丙烯酸羟乙酯型水性聚氨酯(HWPU)混合,经紫外线接枝得到IM封端水性聚氨酯织物涂层剂(WPU-IM),采用直接涂覆法将其涂布于涤纶织物。通过吸水率、拉伸、耐静水压和水蒸气透过率测试对WPU-IM涂膜、织物涂层的性能进行分析。结果表明:当IM质量分数为2.1%时,WPU-IM涂膜断裂强度为8.61 MPa,断裂伸长率为325%,吸水率为17.4%,水接触角为79.2°;WPU-IM涂层织物耐静水压值为18.86 kPa,透湿率为4 086.3 g/(m²·d),综合性能达到最佳。

导电复合材料涂覆式全织物基柔性压阻传感器制备

肖渊, 童垚, 胡呈安, 武贤军, 杨磊鹏

纺织学报. 2024, (10): 152-160. doi:10.13475/j.fzxb.20230705701

摘要 ( 52 )

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针对目前织物基柔性压阻传感器制备工艺相对复杂、导电材料与织物结合度有限等问题,提出以聚二甲基硅氧烷(PDMS)-多壁碳纳米管(MWCNTs)/炭黑(CB)为导电复合材料涂覆非织造布制备压敏层,采用微滴喷射技术在织物表面直接成形叉指型金属电极,制备织物基柔性压阻传感器的方法。当CB与MWCNTs质量比为3∶2时,对不同MWCNTs填充量下导电复合材料形态及制备的压敏层微观形貌观察,并研究其对传感器灵敏度的影响,最后对制得传感器的性能及应用进行测试。结果表明:导电材料在PDMS中分散均匀,导电复合材料与织物结合紧密;当MWCNTs质量分数为2.5%时,所制传感器灵敏度最高可达0.353 kPa^-1,检测范围为0~25 kPa,响应/恢复时间为150/200 ms,最低检测限约为49 Pa,具有良好的重复稳定性(约1 600次)。此外,该传感器可识别出手指按压以及手指和腕部弯曲的压力信号,可应用于人体健康、运动等信号监测。

基于甘蔗渣多孔碳的超疏水棉织物制备及其性能

张应秀, 徐丽慧, 潘虹, 姚程健, 赵红, 窦梅冉, 沈勇, 赵诗怡

纺织学报. 2024, (10): 161-169. doi:10.13475/j.fzxb.20231200701

摘要 ( 53 )

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针对目前超疏水材料制备原料成本较高的问题,以农林废弃物甘蔗渣为主要原料采用高温炭化活化法制备了多孔碳,并将甘蔗渣基多孔碳(BPC)与低表面能物质聚二甲基硅氧烷(PDMS)结合构筑超疏水功能棉织物。研究了活化温度和活化剂用量对BPC结构和微观形貌的影响,评价了BPC和PDMS质量分数对整理棉织物疏水性能的影响。结果表明:当活化温度为700 ℃,且BPC和活化剂质量比为1∶4时,制备的BPC比表面积达到1 614.25 m²/g,且石墨化程度较高,表面具有粗糙结构且微孔分布最多;PDMS为棉织物提供低表面能的同时,能够将BPC牢固黏结在棉织物表面;当PDMS质量分数为3%,BPC质量分数为0.2%时,所构筑的棉织物超疏水性能较好,静态水滴接触角可达162.2°,实现了超疏水棉织物的优异自清洁、防水抗污性能。

基于工艺相似性的衬衣部件模块族构建

盛锡彬, 赵崧灵, 顾冰菲

纺织学报. 2024, (10): 170-176. doi:10.13475/j.fzxb.20231200401

摘要 ( 59 )

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为建立服装生产标准工时预测模型,实现混合款式的模块化生产编排优化,提出了基于衬衣部件工艺相似性的生产工艺模块族构建方法。以550款典型衬衫款式为例,根据服装结构及裁片种类,整理各部件造型及加工种类差异,建立相关数据集。从生产角度将衬衣部件生产工艺划分为42个模块并进行编码,结合31种工艺类型构建“模块-工艺”结构矩阵,通过基于等价关系的模糊聚类及F-统计量,最终确定11类衬衣模块族。聚类结果经过验证基本符合实际生产情况,且同一模块族工序加工工艺基本类似。该研究理论可推广到成本核算、工资发放、质量评估等方面,可为服装生产编排、工期预测等提供一定的参考。

定制旗袍纸样的自动生成

张晓含, 包怡云, 吴继辉, 王欢, 那洛芾

纺织学报. 2024, (10): 177-183. doi:10.13475/j.fzxb.20231204701

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为提高定制旗袍纸样的适体性,实现定制纸样的快速生成,探讨了基于人体尺寸差异的定制旗袍纸样生成方案。首先通过人体测量实验从118名初筛者中选出1名标准体样本和27名涵盖各种体型特征的样本,然后完成标准纸样的绘制并进行样衣试穿评价,再以27名涵盖各种体型的受试者与标准体之间的尺寸差异为基础,制定出纸样调整规则,对调整后的纸样进行样衣试穿评价,验证调整规则的可行性和普适性;最后依据纸样调整规则建立数学模型,利用Visual Basic编程软件,建立旗袍纸样自动生成系统,实现定制旗袍纸样的自动生成。研究结果表明,选择的测量项目和纸样调整规则适用于旗袍的个性化定制,所开发的定制旗袍纸样自动生成程序具有较好的可行性。

基于极径的青年女性肩胸腰部形态表征及差异性分析

邱文池, 李涛, 马玲, 吕叶馨, 邹奉元

纺织学报. 2024, (10): 184-190. doi:10.13475/j.fzxb.20240100501

摘要 ( 59 )

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为表征同一号型下的人体体型形态差异,选取与原型样板密切关联的肩部、胸部及腰部水平特征截面进行研究。通过[TC]²获取145名18~25岁青年女性的三维点云数据,选取占比最高的160/84 A体型样本,采用K-means聚类进行体型细分,提取肩部、上胸围、胸围、下胸围、腰围5层水平特征截面,运用极径表征形态差异。研究结果表明:同一国标号型身高胸围数据虽然相似,但存在形态差异;160/84 A体型可分为圆厚体、宽扁体、中等体,分别占比7.69%、53.85%及38.64%。3类体型中宽扁体肩宽>中等体肩宽>圆厚体肩宽,肩点处最大极差为3.82 cm。圆厚体的上胸围厚、胸围厚和下胸围厚最厚,其次是中等体胸围厚,宽扁体的胸围厚最薄,在前中处最大极差分别为3.22、3.62和2.97 cm。宽扁体较圆厚体、中等体肩点位置向前中方向偏移10°,宽扁体、中等体胸点位置较圆厚体向侧缝方向偏移10°~20°。

花瓣状多尖端静电纺丝喷头的电场模拟及优化

刘健, 董守骏, 王程皓, 刘泳汝, 潘山山, 尹兆松

纺织学报. 2024, (10): 191-199. doi:10.13475/j.fzxb.20230803201

摘要 ( 36 )

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针对目前多针头静电纺丝易堵塞、针头之间存在边缘效应和无针头静电纺丝供液易挥发、泰勒锥位置不可控等问题,提出一种花瓣状多尖端喷头静电纺丝方法。喷头为半封闭式结构,上半部分为圆柱直管多流道结构,下半部分为花瓣状流道扩张结构,每层的花瓣之间的间距为4 mm,能够在花瓣尖端高电场诱导作用下激发多股射流;利用COMSOL有限元分析软件对下半部分花瓣状流道扩张结构的各个参数电场强度进行模拟,研究喷头下端花瓣数量、花瓣长度和花瓣排布方式对电场均匀性的影响。结果表明:当静电纺丝喷头花瓣数量为4对(8个)、花瓣内层长度为21 mm、外层长度为20 mm、接收距离为200 mm、电压为30 kV时,电场强度平均值为5.441×10⁶ V/m,变异系数(CV)值为5.58%,表明该静电纺丝喷头可激发较高的电场强度且分布均匀;最后采用静电纺丝设备进行纺丝实验,验证了该新型花瓣状多尖端静电纺丝喷头在静电纺丝过程中能够降低边缘效应,减小能耗,射流多且稳定可控,可进行规模化静电纺丝。

多喷头纺丝装置的仿真与设计

张佃平, 王昊, 林文峰, 王振秋

纺织学报. 2024, (10): 200-207. doi:10.13475/j.fzxb.20230707101

摘要 ( 45 )

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针对静电纺丝多喷头间电场强度分布不均匀所导致的纺丝液射流运动轨迹不稳定、纺丝纤维分布较为分散等边缘效应问题,采用COMSOL Multiphysics软件,通过深入研究多喷头静电纺丝的纺丝电压、喷头间的横向间距和纵向间距对多喷头电场强度分布均匀性的影响程度,给出削弱多喷头边缘效应的喷头最优空间位置关系。结果表明:在三喷头仿真实验中,增大喷头间的横向间距,3个喷头的电场强度随着纵向间距的减小而逐渐趋于一致;当横向间距为5.0 cm、纵向间距为0.5 cm时,边缘效应能够得到有效缓解,且该间距更有利于多喷头的结构设计;五喷头、九喷头静电纺丝装置在保持横向间距为5.0 cm不变的情况下,纵向间距为0.5 cm时的电场强度分布相对于零点位置更加均匀,且九喷头的效果最好。通过实验验证,九喷头结构具有纺丝面积大、效率高和纺丝过程稳定等优点,研究结果可为纺丝装置的多喷头结构研究与设计提供借鉴。

便携式织物图像颜色测量系统开发

庄冰冰, 向军, 张宁, 潘如如, 张卜文

纺织学报. 2024, (10): 208-215. doi:10.13475/j.fzxb.20231105501

摘要 ( 34 )

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针对现行颜色测量系统体积较大、价格昂贵和适用性较差等问题,开发了一款便携式织物图像颜色测量系统。该系统包括可折叠拆卸的封闭式图像采集装置和颜色测量算法。使用能兼容多种拍摄设备的图像采集装置采集标准色卡图像和织物图像,在此基础上,结合多项式回归算法和K-Means聚类算法,设计了一种分类颜色测量方法,用于对织物图像的颜色测量。该方法根据织物不同颜色类别应用不同的多项式回归模型,以提高测量的准确性和可靠性。经过实验验证,该系统在机织物图像及不同品牌智能手机拍摄的纯色和多色织物的颜色测量中均显示出良好的应用效果,测量结果的平均色差与Digieye颜色测量系统保持了较好的一致性,证明了本系统在织物颜色测量方面的有效性。

热风黏合烘箱有限元仿真分析与结构优化

吕汉明, 梁金辉, 马崇启, 端木德庆

纺织学报. 2024, (10): 216-223. doi:10.13475/j.fzxb.20230704101

摘要 ( 36 )

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为研究和提升热风黏合烘箱内部流场和温度场的均匀性,采用有限元分析方法对烘箱内部流场进行了仿真分析与优化。使用SolidWorks建立了烘箱流体域三维模型,根据烘箱工作时条件设定仿真计算的边界条件,通过实验测量得到纤维网的流阻数值,设定流阻相同的多孔介质模型代替纤维网实际结构,利用Fluent软件对烘箱内部流体域模型进行仿真计算,通过实验验证了仿真建模及计算的正确性。仿真结果表明:现有结构的烘箱上风道内流场不匀,纤维网表面温度场均匀性较差,针对仿真结果反映出的问题对烘箱结构进行了优化;优化后的烘箱仿真结果显示烘箱内部流场均匀性提升,纤维网上表面温度的总体均匀度由86.43%提升到93.06%。对烘箱进行结构优化后不仅提升了烘箱内部整体流场和温度场的均匀性,同时有利于降低烘箱的能耗。

丝素蛋白基骨修复材料的应用研究进展

李蒙, 戴梦男, 俞杨销, 王建南

纺织学报. 2024, (10): 224-231. doi:10.13475/j.fzxb.20231006502

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为拓展和促进丝素蛋白材料在骨再生领域中的应用,综述了近年来丝素蛋白骨修复材料的研究进展,简要概括了丝素蛋白骨修复材料的种类和制备方法,重点阐述了丝素蛋白骨修复材料的仿生设计以及力学性能和成骨性能的调控方法。分析发现:丝素蛋白基薄膜、水凝胶和多孔支架均能诱导骨再生;调控分子量、β-折叠结构或形成定向通道可有效提高材料的力学性能;与羟基磷灰石复合不仅能提高力学性能还可促进成骨分化;同时,负载细胞或生长因子可显著增加新生骨的体积,进而修复大尺寸骨缺损。最后,总结使用丝素蛋白修复骨缺损存在的问题,并指出丝素蛋白支架的仿生设计以及保持生长因子或种子细胞的活性仍是未来研究中考虑的重点。

袋式除尘用聚苯硫醚纤维的研究进展与展望

何雨静, 康建平, 赵坤伟, 何勇, 李佳逸, 谭昕

纺织学报. 2024, (10): 232-240. doi:10.13475/j.fzxb.20230702202

摘要 ( 50 )

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为更好地了解高性能聚苯硫醚纤维近年来的发展现状,对其国内外的发展历程以及生产产能现状进行综述。针对在高温烟气袋式除尘领域中的特殊应用,系统性阐述了聚苯硫醚纤维的最新研究进展,主要涵盖细化/超细化、异形化、抗氧化、催化等4个方面;详细介绍了细化/超细化、抗氧化聚苯硫醚纤维的制备方法,并将各种方法优缺点进行对比分析;简要总结了异形化和催化特性聚苯硫醚纤维的发展状况与方向,指出了其发展中存在的问题并提出了针对性建议,以期为我国高温除尘用差别化、功能化的聚苯硫醚纤维的相关研究、生产及应用提供思路和起到一定的指导作用。基于我国聚苯硫醚纤维制备技术现状与市场发展要求,认为要实现我国高过滤精度、差别功能化、性能稳定的聚苯硫醚纤维自主生产,亟需企业、高校、科研院所等各方协作、联合攻关,在基础原料、关键设备、纺丝工艺等方面进行突破。

艾·时尚

张莉, 宿伟

纺织学报. 2024, (10): 241-241.

摘要 ( 49 )

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以国家级非物质文化遗产艾德莱斯为设计元素，设计者提取艾德莱斯传统图案进行梳理，并采用色彩渐变的形式体现在本系列服装作品上，探索其在现代社会中的传播性，尝试打破传统与现代的次元壁，将这个古老元素的图案运用到现代年轻人喜爱的牛仔面料，在传承中创新。以艾德莱斯元素为灵感采用机绣的方式进行创新设计。制作工艺上，根据牛仔面料的特性，在合缝的拼接处采用拉毛处理，具有一定的装饰性。系列服装整体呈现出传统与现代、民族与世界的结合。本作品为“艾德莱斯出天山”全国设计师作品大赛的参赛作品。

丛林进化论

高溢辰, 刘鹤, 余美莲

纺织学报. 2024, (10): 242-242.

摘要 ( 30 )

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作品灵感来源丛林生存环境，将丛林的自然肌理与现代工装元素结合，主要采用大廓形和包袋搭配设计。色彩提取上以苔藓绿、石墨、灰褐为主;图案上以迷彩印花为主;面料选用锦纶、麻织物及皮革，以羽绒填充物塑造机能感，强调舒适实穿性。在工装的功能性和保护性的基础上，作品加入丛林自然元素增添奇幻色彩，构想现代文明下生命的二次进化，引发人们对生命存续以及人与自然关系的思考，传递出物竞天择下逐步进化的人文关怀和保护主义。

绿色亚运·循环再生

李想, 陈倩悦

纺织学报. 2024, (10): 243-243.

摘要 ( 42 )

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本系列作品运用5R (Reduce减量化、Reuse再利用、Recycle再循环、Reorganize再组织、Rethink再思考）设计理念，对杭州亚运会运动服进行再利用设计。杭州亚运会“绿色、智能、节俭、文明”的办赛理念深刻体现在运动服设计之中，色彩由蓝、蓝绿、绿黄、黄色渐变，水波纹样代表了杭州的青山绿水，秉持了“可持续发展”及“绿水青山就是金山银山”的理念。本系列作品在赛后对承载绿色理念和地域文化的亚运会运动服进行拆解重构，采取可拆卸设计和模块化设计，将运动服与西装的结构融合在一起，以可回收涤纶面料为主，另外添加环保牛仔面料，为了平衡功能性与形式美的需求，可根据天气、场合灵活组件、自行搭配作为日常通勤服装使用，延长了运动服的生命周期，是对可持续理念的深入实践。

北牧之歌

李纳, 吴英槐, 曹莉

纺织学报. 2024, (10): 244-244.

摘要 ( 41 )

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本系列作品以内蒙古地域服饰传统手工艺——蒙古族刺绣为灵感，结合蒙古族传统服饰形制特征，融入现代时尚美学，进行设计创作与表达。图案设计选取蒙古族刺绣典型纹样蝴蝶纹、牡丹纹进行提炼转化，运用于服装衣身、袖口等部位；在廓形与结构上将蒙古族传统连身式袍服与现代成衣相结合，突破民族服饰传统边界，营造轻松愉悦的都市格调；色彩选取地域经典蓝白配色进行色彩表现，意在传达出如蓝天、白云般纯净美好的生活观；面料则采用醋酸缎替代传统织锦缎，并与蕾丝面料做拼接，轻盈、舒适、浪漫，同时兼顾民族韵味与时尚气质。

蜡花

何凤

纺织学报. 2024, (10): 245-245.

摘要 ( 28 )

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本系列作品以藏在大深山处的蓝靛“蜡花”黔东南苗族蜡染为创作灵感，将苗族蜡染与现代设计融合，通过提取蜡染传统纹样元素，进行分解与重构设计，运用到抱枕、丝巾、渔夫帽、手提包等现代产品中，使其兼具现代设计审美与民族韵味并存。在材质上选用绒、桑蚕丝、棉质帆布、牛津布、涤纶等面料，色彩上沿用蜡染经典蓝白为主色调，黄色、绿色为辅助色，色调清新、淡雅，呈现出简单大方的视觉效果。保护与传承民族文化的同时，也展现了苗族蜡染独特的艺术魅力与文化价值。

剪纸·缠枝

陈道玲, 程朋朋

纺织学报. 2024, (10): 246-246.

摘要 ( 37 )

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系列作品设计灵感来源于中国传统瓷器的缠枝纹，通过对纹样的提取、简化，以及结合传统剪纸的设计手法和风格将其设计为四方连续图案。系列设计旨在推动中国传统文化与现代生活的融合，通过在棉质抱枕、帆布包、丝质领带上的设计应用，不仅为现代人们的生活带来一份浓郁的艺术氛围，也能让中国优秀的传统文化在新时代展现不一样的光芒。

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