纺织学报

丝素纳米原纤增强再生丝素蛋白/聚乙烯醇纤维的结构与性能

杨鑫, 张昕, 潘志娟

纺织学报. 2024, (11): 1-9. doi:10.13475/j.fzxb.20230805601

摘要 ( 118 )

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为拓展废旧蚕丝高值化回收再利用形式,提高再生丝素蛋白纤维的力学性能,以废旧蚕丝为原料制备了丝素纳米原纤(SFNF)、再生废旧蚕丝丝素蛋白(RRSF),并与聚乙烯醇(PVA)共混制备了共混纤维,探究了SFNF作为增强材料对纤维微观结构与力学性能的影响。结果表明:SFNF的加入提高了RRSF与PVA的相容性,共混溶液的均匀性和稳定性显著提高;在RRSF/PVA/SFNF共混纤维中少量添加SFNF可诱导分子构象从α-螺旋向β-折叠转变,提高纤维结晶度,当SFNF的质量分数为0.2%时,共混纤维内β-折叠含量增加,达到最大值54.42%,α-螺旋含量降至20.03%;SFNF显著增强共混纤维的拉伸性能与韧性,断裂应力可达到38.98 MPa,断裂伸长率可达到443.27%,初始模量可达到640.83 MPa,断裂比功可达到133.50 N/mm²。

La³⁺协同催化芦苇基醋酸纤维素的制备及其机制

包新军, 王兴, 张卓, 蒋辛伟, 解开放, 陈情, 何斌, 周衡书

纺织学报. 2024, (11): 10-20. doi:10.13475/j.fzxb.20230804801

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为探究芦苇基醋酸纤维素制备的可行性,在传统乙酰化催化的基础上,以醋酸为溶剂、醋酸酐为酰化剂,并首次以浓硫酸和La³⁺为协同催化剂,构建芦苇基溶解浆粕乙酰化反应的高效催化体系。借助红外光谱、扫描电镜和X射线衍射技术,系统地研究了醋酸酐用量、乙酰化反应时间、乙酰化反应温度及La³⁺添加量对乙酰化产物取代度和结晶性能的影响。结果表明:反应时间为2 h,反应温度为70 ℃,芦苇基溶解浆粕、乙酸、乙酸酐的固液比为2∶100∶18时,在活化过程中加入硫酸和硝酸镧混合催化剂,当硝酸镧添加量与芦苇基溶解浆粕质量比为22.5%时,醋酸纤维素的取代度达到了最大值2.85。进一步运用密度泛函理论(DFT)对La³⁺协同强化催化芦苇基溶解浆粕乙酰化反应机制进行理论分析,计算结果证实随着La³⁺加入,因其独特的电子结构和强配位能力,La³⁺和醋酸酐分子相互作用生成中间体络合物[La(Ac₂O)₂]³⁺,络合物中的电子密度重新分布,极大降低了硫酸电离出的电子给予体

$\mathrm{HSO}_4^-$ 与之反应生成乙酰基磺酸的能垒,继而乙酰基磺酸与芦苇基溶解浆中的纤维素发生乙酰化反应。

对喷静电纺玉米醇溶蛋白/乙烯-乙烯醇共聚物复合过滤器的制备及其性能

岳甜甜, 郑帅, 胡静, 刘宇清, 林金友

纺织学报. 2024, (11): 21-28. doi:10.13475/j.fzxb.20230903501

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为积极响应国家“双碳”计划的号召,改善绿色纤维在空气过滤方面的应用,以玉米醇溶蛋白(zein)和乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)为原料,分别采用单针双组分和双针双组分静电纺丝方法,制备EVOH/zein复合过滤器,研究了2种不同静电纺丝方法制备的纤维的形貌,并对其过滤性能、力学性能进行对比分析。结果表明:采用双针双组分静电纺丝制备的EVOH/zein复合过滤器,在性能上表现更为优异;当zein质量分数为20%时,EVOH/zein复合过滤器的空气过滤效率为94.5%;经过40次循环测试,对氯化钠气溶胶颗粒过滤效率从92.45%增加到98.19%;对直径为0.5~3.0 μm颗粒物的过滤效率均达到约100%;EVOH/zein复合过滤器的断裂强力为72.87 cN,是zein过滤器的7倍。

梯度结构纳米纤维膜的制备及其对啤酒除菌过滤性能

王子傲, 黄朋, 程盼, 刘轲, 向阳, 周丰, 高飞, 王栋

纺织学报. 2024, (11): 29-36. doi:10.13475/j.fzxb.20230901101

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啤酒在酿造过程中易被微生物污染,会显著降低啤酒的风味品质,影响其外观体验。针对该问题,以醋酸丁酸纤维素(CAB)和聚乙烯醇-乙烯共聚物(EVOH)为原料,采用熔融共混相分离纺丝方法制备出EVOH纳米纤维,通过纳米纤维浆料化和悬浮液逐层喷涂的方法在非织造布表面制备纳米纤维梯度涂层,再采用戊二醛(GA)水溶液对其进行浸渍和交联改性,得到具有梯度结构的纳米纤维除菌膜。形貌、孔径分布及纯水通量等结构性能分析结果表明:在平均直径为450 nm的纤维层表面涂覆面密度为6 g/m²、平均直径为750 nm的纤维层所得的梯度结构纳米纤维除菌膜具有最优的综合性能,可100%拦截10⁷CFU/cm²的沙雷氏菌;过滤啤酒原液后,浊度下降95%,稳定通量约为750 L/(h·m²);抗蛋白污染实验中,纯水通量能够恢复到初始通量的80%。这主要得益于该纳米纤维梯度除菌膜的致密小孔结构及结构稳定性,为啤酒酿造用除菌膜材料的设计和制备提供了新的思路,为改善啤酒酿造质量提供了新的过滤手段。

基于聚乙烯醇缩丁醛/聚乙二醇的同轴纳米纤维膜储热织物制备及其热管理性能

李韩, 王海霞, 张旭, 刘丽萍, 刘小琨

纺织学报. 2024, (11): 37-45. doi:10.13475/j.fzxb.20240101001

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利用同轴静电纺丝法制备了以聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为皮层、聚乙二醇2000(PEG2000)为芯层的复合纳米纤维膜(PVB/PEG),同时以此设计了PVB/PEG厚度不同的三明治式相变储热复合织物,借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜、差示扫描量热仪、热红外成像仪等测试了PVB/PEG纳米纤维及其复合织物的形状稳定性、相变焓值、储放热性能以及透气透湿性能。PVB/PEG纤维展现了连续的皮芯同轴复合结构,相变储热值为27~47 J/g,在65 ℃保持形状稳定确保了PEG固液相转变无渗漏。单层、双层和三层复合织物在热对流和热传导环境下的热缓冲时间分别为18、36、60 s与18、32、54 s,并且在100次热循环后织物热调节能力不变,展示了优异的储放热性能和热管理能力。同时,复合织物的透气透湿性随PVB/PEG纳米纤维膜负载层数的增加而降低,但织物弹性模量增加,表明基于PVB/PEG同轴纳米纤维膜制备的复合织物可作为热舒适服用材料在个人热管理调节方面得到应用。

碳纳米管修饰三维纤维网非织造布传感器的制备及其性能

张蕊, 应迪, 陈冰冰, 田欣, 郑莹莹, 王建, 邹专勇

纺织学报. 2024, (11): 46-54. doi:10.13475/j.fzxb.20230804201

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为改善柔性可穿戴压力传感器在使用时灵敏度低、耐久性差、柔韧舒适性不足等问题,提出了一种基于预针刺-热加固技术制备的三维聚乙烯/聚丙烯热熔纤维与涤纶非织造布为基材的高灵敏、较耐磨的压阻传感器。使用扫描电子显微镜、数显推拉力计和数字万用表等仪器表征了碳纳米管修饰三维纤维网非织造布前后的微观形貌、力电学性能和传感性能。结果表明:柔性纺织传感器在低压力范围(0~0.17 kPa)内的灵敏度高达0.91 kPa^-1;能在73 ms内实现对压力的快速响应;具有0~166 kPa较宽的感测范围,在超过2 000次施压循环后仍然保持较稳定的相对电阻变化,表现出较优异的耐久性。此外,该传感器可应用于信息加密,监测人体微弱活动(眨眼、吞咽)和大形变运动(关节活动等)。在健康监测、人机交互、语音识别和手写字识别等领域具有广阔的应用前景。

基于光热改性的复合纤维毡及其在高黏度油吸附中的应用

刘延波, 高鑫羽, 郝铭, 胡晓东, 杨波

纺织学报. 2024, (11): 55-64. doi:10.13475/j.fzxb.20230804401

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为解决生产、生活中高黏度油泄露和海上溢油事故问题,首先采用聚偏氟乙烯(PVDF)热黏合聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)构造三维纤维毡基材,再采用原位还原法制备还原氧化石墨烯(rGO)纤维毡即rGO-PET/PVDF纤维毡。采用共混热黏合法黏附炭黑(CB)制备CB-PET/PVDF纤维毡,并对其结构和油处理性能进行探究。结果表明:rGO-PET/PVDF和CB-PET/PVDF纤维毡均为三维多孔结构,具有较好的抗压缩疲劳性和优异的疏水亲油特性,水接触角分别为154.5°和125.9°,油接触角均为0°;此外,这2种纤维毡表现出较强的光热转化能力,室温下光照3 min后其温度分别从室温升高到107和122 ℃;加热高黏度油到对应温度后,2种纤维毡吸收1滴油的时间均在1 min以内,未加热则分别需要5 min和10 min;黏度、吸油倍率分别从常温下的3.79 g/g和13.48 g/g到现在的7.85 g/g和21.91 g/g,同时2种纤维毡在常温下对有机溶剂和油的吸附倍率分别为3.79~21.42 g/g和13.48~40.37 g/g。为高黏度油的快速处理提供了一种新的解决方法。

基于分形与三维编织理论的棉纤维集合体梳理过程有限元建模与仿真

朱蕾, 李勇, 陈晓川, 汪军

纺织学报. 2024, (11): 65-72. doi:10.13475/j.fzxb.20230301101

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为提高棉花生条的质量,对梳理过程中棉纤维束的受力情况进行深入分析。基于分形理论建立棉纤维单元,参考三维四向编织结构的内部单胞模型,将分形棉纤维单元按照模型内部的纱线排列方式进行分布,建立棉纤维集合体的三维模型。利用该模型进行棉纤维集合体梳理过程的分析,借助ANSYS有限元软件进行模拟,研究了棉纤维所受梳理力及棉纤维应力的变化情况,梳理力仿真值与实验值的相对误差为11.414%,模型具有一定的合理性;通过MatLab软件运用插值方法,分析回潮率变化对梳理过程的影响,得出了不同回潮率下棉纤维表面摩擦因数值,根据仿真结果可知,随着回潮率升高,梳理力先增大后减小,当回潮率为6.5%时,梳理力更大,梳理效果最好。

热处理工艺对喷气涡流纺低熔点涤纶长丝包芯纱力学性能的影响

缪璐璐, 孟小奕, 董正梅, 彭倩, 何林伟, 邹专勇

纺织学报. 2024, (11): 73-79. doi:10.13475/j.fzxb.20230903201

摘要 ( 54 )

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为进一步提升喷气涡流纺包芯纱的力学性能,发挥低熔点长丝的热熔型黏合特性,制备低熔点涤纶长丝喷气涡流纺包芯纱,基于Box-Behnken Design响应面法,探究非接触式热处理过程中牵伸倍数、热处理速度和热处理温度3个因素对包芯纱断裂强度、断裂伸长率和断裂功的影响规律,并进行热处理工艺优化。研究结果表明:热处理温度和牵伸倍数减小、热处理速度增大,有利于包芯纱的断裂强度、断裂伸长率、断裂功的增大。通过响应优化,得到低熔点涤纶长丝喷气涡流纺包芯纱的最佳热处理工艺:热处理温度为130 ℃;速度为9 000 mm/min;牵伸倍数为1.00。经过最优热处理工艺加工后包芯纱断裂强力提高7.64%,断裂伸长率提高9.34%,断裂功提高13.78%。

基于点云的三维纱线参数化建模

李文雅, 梁建行, 薛涛, 董真真

纺织学报. 2024, (11): 80-87. doi:10.13475/j.fzxb.20230806801

摘要 ( 87 )

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针对纱线生产和用于织物开发中的设计周期长、打样成本高等问题,提出了基于点云的方法来进行三维纱线参数化建模,构建了短纤维纱线(如纯棉纱)的模型。首先以空间圆参数方程和Python的图形库Circle为基点建立圆堆图,然后结合不同象限的螺旋线捻向公式,以圆堆图为起点建立空间样条曲线。根据纱线中纤维的扭曲特性,将空间曲线划分为多个等距线段,并以这些线段的切线方向作为近似法向量,进而构建出由三维点云表示的多个空间圆,然后利用点云曲面重建算法将点云构建为初始三角网格模型,最后对初始三角网格模型进行曲面细分,从而得到光滑且精度高的三维纱线模型。实验结果表明,该方法能快速生成真实的三维纱线模型,且模型中包含纤维根数、纤维直径、纱线捻向、毛羽等多个特征点,可提高生产效率。

基于双向多基色的全色域提花结构模型构建

陆爽怿, 周赳

纺织学报. 2024, (11): 88-98. doi:10.13475/j.fzxb.20231100301

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针对数码提花结构经纬基色配置及选取受限导致结构显色色域不足的问题,在分层组合设计模式下构建了基于双向多基色的2经4纬的基本模型和2经6纬的衍生模型,以红、绿、黄、蓝、黑、白为纱线色,分别形成48和1 440种经纬配置方法及28和124类表里层关系,全息组织被用于调控色相、纯度及明度来扩充提花结构显色色域空间,2种模型的代表性显色组织与显色组合组织总数的最大值分别为3 605 139与84 392 722 413,最后通过织物模拟来验证2种模型的结构显色适用性。结果表明:经向与经纬双向配置黑、白丝线以及纬向配置红、黄、绿、蓝丝线,利用全息组织可令2种结构模型的结构显色理论色彩数目分别达10⁶级和10¹¹级,为全色域效果的数码提花织物开发及智能化设计研究提供参考。

针织软凉席面料设计与性能评价

赵雅杰, 丛洪莲, 孙江龙

纺织学报. 2024, (11): 99-105. doi:10.13475/j.fzxb.20230601501

摘要 ( 99 )

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为缓解夏季炎热环境对人体睡眠舒适性的影响,解决传统凉席质感硬、吸湿透气性差,现有软凉席散热性差等的问题,从纱线的选取和组织结构2个方面入手,设计出手感较柔软,具有良好吸湿透气、透热凉爽性能的针织软凉席面料。选用单丝线密度为1.85 dtex的超高分子量聚乙烯纤维、1.62 dtex的锦纶、2.31 dtex的涤纶3种纱线分别与单丝线密度为0.24 dtex的超细涤纶低弹丝(DTY)组合成3组纱线,结合针织复合组织结构,设计出3种针织软凉席面料,测试面料的柔软性、透气性、透湿性、吸湿导湿性和凉感性,并与市场上的2种凉席进行对比。结果表明:设计的3种软凉席面料的柔软性、透湿性、吸湿导湿性均优于市场上的2种凉席,采用超高分子量聚乙烯和超细涤纶DTY织造的软凉席面料具有优于其它2种软凉席面料,且综合性能最优,为夏季软凉席面料的开发提供思路。

纬编多针道织物数字化设计方法

穆秀萍, 蒋高明, 陈钰珊, 李炳贤

纺织学报. 2024, (11): 106-113. doi:10.13475/j.fzxb.20231004201

摘要 ( 66 )

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为简化纬编多针道织物的工艺设计流程,缩短产品开发周期,结合以纬编多针道织物为主的三功位(成圈、集圈及浮线)编织原理和特点,分析针筒和针盘的编织规律,将纬编织针工况数字化并对应生成9种纬编线圈数码,在此基础上构建了编织矩阵、三角配置矩阵和织针排列矩阵,用数学矩阵和算式建立了3个矩阵之间的联系;在Visual Studio平台采用C# JavaScript等编程语言将算法应用在纬编CAD系统中,根据设计过程中可能出现的问题,在系统中加入自动纠错功能,最后通过具体产品设计来验证算法的准确性。结果表明,矩阵运算模型可实现纬编多针道织物工艺编织图与三角配置和织针排列之间的双向、快速及正确的转换,提高了产品的设计效率,为纬编多针道织物开发设计和上机生产提供了方法。

织边结构弹性传感机织带的制备及其传感性能影响因素

史雅楠, 马颜雪, 樊平, 薛文良, 李毓陵

纺织学报. 2024, (11): 114-120. doi:10.13475/j.fzxb.20230206501

摘要 ( 62 )

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为探究弹性传感机织带经向及其织边发生应变时织带电阻信号的变化规律,利用锁边工艺,将镀银锦纶导电纱线作为锁边纱,二烯类弹性纤维作为弹力经纱织造弹性机织带。通过改变弹力经纱线密度、根数和上机纬密,织造了27种不同规格的弹性传感机织带,分析各因素对织带传感性能的影响,并选用传感性能最好的一款织带制作成肩颈矫形带,监测人体姿势性驼背角度变化,以验证所制备弹性织带的传感效果。试验结果显示,基于锁边工艺制备的弹性传感织带的传感特征曲线呈增长趋势,线性特征较理想,灵敏度高,性能稳定,上机纬密和弹力经纱线密度这2个因素对于传感性能有更显著的影响。同时人体姿态变化模拟试验结果也表明,织带应变的电阻值变化能够反映人体胸椎与颈椎间的偏离角度,发挥稳定的传感作用。

玻璃纤维复合材料损伤裂纹修复及其性能评价

余晓佩, 沈伟, 陈立峰, 竺铝涛

纺织学报. 2024, (11): 121-127. doi:10.13475/j.fzxb.20230506301

摘要 ( 79 )

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玻璃纤维复合材料(GFRP)层合板在服役过程中易产生微裂纹,常规的处理方法很难有效地将树脂预涂液涂覆在损伤层合板表面并覆盖或润湿裂缝,因此制约了GFRP的使用领域。为解决上述问题,通过使用5种不同质量分数的树脂预涂液(RPC)对损伤后的层合板进行修复,并与不使用RPC的修复方法作对比,观察并测试了层合板在常温以及60 ℃下的修复效果,分析其力学性能。结果表明:树脂预涂液对材料的修复有着明显的效果,不同浓度的RPC以及不同的固化温度都会影响修复效果;质量分数为25%RPC的修复效果最好,试样在常温下固化7 d压缩性能恢复了17%,在60 ℃下压缩性能恢复了26%。

聚乙二醇柠檬酸酯平滑剂合成及其复配油剂性能

陈世昌, 杨冬冬, 陈文兴

纺织学报. 2024, (11): 128-135. doi:10.13475/j.fzxb.20231203101

摘要 ( 69 )

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针对涤纶工业丝油剂耐热性差、高温平滑性不佳等难题,采用聚乙二醇和柠檬酸为单体合成酯类平滑剂,优化了平滑剂合成工艺,复配聚醚类乳化剂、有机钾盐类抗静电剂及其它副组分,制备了耐热型纺丝油剂,并对油剂的平滑性能、界面性能、抗静电性能和热稳定性进行了表征。结果表明:在柠檬酸与聚乙二醇的量比为1∶2、催化剂质量分数为0.02%、170 ℃下反应1.5 h的条件下制得聚乙二醇柠檬酸酯,酯化率达到97%,酸值、羟值和皂化值分别为0.62、8、182 mgKOH/g,高温黏度和耐热性能均超过市售常用平滑剂;以聚乙二醇柠檬酸酯为平滑剂复配得到的油剂其表面张力为31.05 mN/m,接触角为11.2°,磨斑直径为0.538 mm,摩擦因数为0.043,电导率达到6.13 μS/cm;耐热性能最优的油剂在140 ℃和250 ℃下挥发2 h的损失率分别为1.4%和12%。该耐热型纺丝油剂在抗静电和热稳定性等方面均优于进口油剂。

纳米分散染料胶囊喷墨印花墨水的制备及其性能

关玉, 张恒玮, 付政, 付少海

纺织学报. 2024, (11): 136-144. doi:10.13475/j.fzxb.20240305401

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为提高分散染料喷墨墨水的稳定性和喷射流畅性,采用甲基丙烯酸酯-丙烯酸丁酯共聚物对分散染料进行包覆,制备核壳结构的纳米分散染料胶囊,并配制墨水。研究了纳米分散染料胶囊壳层的玻璃化转变温度和厚度对墨水分散稳定性、过滤性能和喷墨印花织物性能的影响。结果表明:调控共聚单体比例和用量可以控制纳米分散染料胶囊壳层的玻璃化转变温度和厚度;纳米分散染料胶囊壳层的玻璃化转变温度升高和厚度适当增加有助于提升墨水的稳定性;当纳米分散染料胶囊壳层玻璃化转变温度为67.6 ℃,壳层厚度为87.5 nm时,纳米分散染料胶囊墨水的耐热稳定性、储存稳定性和离心稳定性分别可以达到 81.6%、96.6%和 80.5%,具有较佳的喷射流畅性,印花织物各项牢度均达到5级,且手感柔软。

锦纶织物泡沫印花色浆的制备及其对印花性能的影响

郑小佳

纺织学报. 2024, (11): 145-152. doi:10.13475/j.fzxb.20231104501

摘要 ( 54 )

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针对泡沫印花中泡沫破裂较多会影响印花图案质量的问题,为减弱泡沫破裂造成的影响,制备了不同质量分数的泡沫色浆,借助于显微镜观察了不同条件下制备泡沫的特点,以及泡沫随放置时间的破裂情况,并测试分析了不同放置时间下印花织物的表观色深(K/S值)和色牢度。结果表明:不同质量分数的糊料在搅拌速度为1 500 r/min下搅拌20 min后,泡沫色浆均能够达到最大体积;当糊料质量分数较高时,制备的泡沫色浆均匀度差,泡沫直径分布范围大;当糊料质量分数为4%时,泡沫尺寸分布相对均匀,印花时色浆流动性好,印花后织物轮廓清晰,网板残留少;泡沫色浆在放置不超过20 min时,泡沫破裂程度较小,印花织物的K/S值稳定,色差小;泡沫印花织物的耐水洗色牢度、耐摩擦色牢度、耐汗渍色牢度和耐皂洗色牢度均达到4级以上,满足服用要求。

用于增强海水淡化性能的聚吡咯功能化废旧织物

周奉凯, 李沂蒙, 彭佳敏, 毛吉富, 王璐

纺织学报. 2024, (11): 153-161. doi:10.13475/j.fzxb.20230805801

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针对传统废旧织物回收再利用方式繁琐,大批量处理难且价值低等造成的资源浪费问题,通过在废旧织物(WF)表面原位聚合聚吡咯制备聚吡咯功能化废旧织物(PPy/WF)用作电极材料,其制备简单且可大规模化生产。利用傅里叶变换红外光谱、EDS能谱对PPy/WF结构进行分析。探究不同电容式去离子(CDI)电极组装对脱盐性能的影响,结果表明:PPy/WF作为阳极材料与阴极材料MnO₂组装成CDI时,保证了出色的脱盐能力(44.46 mg/g)和脱盐速率(9.81 mg/(g·min));织物中纤维和纱线之间形成的稳定孔隙结构确保了出色的脱盐稳定性(30次循环后仅降低10.71%)。这种简单、高经济效益的废旧织物回收策略,有助于资源再利用并缓解水资源短缺。

无卤无磷阻燃聚酰胺超细纤维合成革的制备及其性能

杜蕾, 王士杰, 蒋之铭, 朱平

纺织学报. 2024, (11): 162-169. doi:10.13475/j.fzxb.20240100901

摘要 ( 66 )

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超细纤维合成革(MSL)凭借其优异的透气、耐磨、耐用等特性,广泛应用于家居内饰、高铁、汽车及航空航天等领域,但其易燃和熔滴问题严重威胁人身财产安全,极大限制了其在特定领域中的应用。为解决此问题,采用层层自组装技术,以生物多糖卡拉胶(KC)为阴离子电解质,分别与阳离子电解质聚乙烯亚胺(PEI)、3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)及其混合物相结合,通过构建无卤无磷体系制备了阻燃聚酰胺超细纤维合成革(PA/MSL)。结果表明:APTES的引入可显著提升超细纤维合成革的成炭能力,有效解决了超细纤维合成革的融滴问题,与PA/MSL原样和KC/PEI体系相比,由KC/APTES体系制备的超细纤维合成革的极限氧指数为26.0%,无熔滴产生,在800 ℃氮气和空气气氛下的残炭量分别为14.2%和10.3%;此外,KC/APTES/PEI三元体系能赋予超细纤维合成革优异的阻燃性能,当KC/APTES/PEI涂层负载量为34.1%时,超细纤维合成革的极限氧指数提升至37%,且可在垂直燃烧测试中实现自熄,无熔滴产生。

耐久性抗菌超疏水棉织物的制备及其性能

王心雨, 郭明明, 张乐乐, 郑伟杰, AMJAD Farooq, 王宗乾

纺织学报. 2024, (11): 170-177. doi:10.13475/j.fzxb.20231102201

摘要 ( 103 )

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为提升棉织物抗菌超疏水的耐久性能,采用L-半胱氨酸接枝法将纳米银颗粒负载到棉纤维上,后经聚二甲基硅氧烷(PDMS)涂层整理制备了兼有抗菌超疏水多功能的棉织物,对其化学结构,微观形貌,超疏水和抗菌性能及其耐久性进行测试,同时考察了整理对织物透气、柔软性能的影响。结果表明:经L-半胱氨酸接枝的纳米银在棉纤维上呈颗粒状,后经PDMS涂层在棉纤维表面形成致密膜,纳米银被覆盖进一步提高负载牢度;棉织物表面静态接触角达154.6°,具有优异的自清洁性能,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为98.67%、97.44%;经40次水洗后棉织物的静态接触角仍高于150.6°,对2种细菌的抑菌率均高于95.25%,具有优异的耐久性,且整理并未影响棉织物的透湿性能和柔软性能。

零裁耗经编成形翻领T恤结构设计与建模

姚思宏, 董智佳, 蒋高明, 王二南

纺织学报. 2024, (11): 178-184. doi:10.13475/j.fzxb.20231009301

摘要 ( 75 )

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为解决目前经编全成形服装版型单一、款式变化少以及生产环节存在裁耗等问题,以翻领T恤为例,进行零裁耗结构设计与建模。首先根据人体上肢的动态特征对常见版型结构进行优化,将向下织造的衣袖转化为向上织造,同时增加衣领结构,分析零裁耗经编成形上衣生产的可行性,通过肩部镂空使袖子旋转下放,并根据不同部位的需求对衣领、衣袖和衣身3个部件进行功能分区和贾卡组织填充。其次,从参数化人体模型中提取原型模板,依照款式进行宽松和紧身2种版型服装的样板调整,通过三维建模虚拟展示成形效果最终上机织造,对比结构优化前后的损耗。结果表明:该结构能够兼顾零裁耗和多样化,消除30%~40%的裁剪浪费,实现多种版型的翻领T恤生产,为经编成形环保产品的开发提供参考依据。

基于围合袖窿结构模型的袖山结构设计方法

张恒

纺织学报. 2024, (11): 185-192. doi:10.13475/j.fzxb.20240201801

摘要 ( 92 )

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为解决袖山弧长与袖窿弧长的精准匹配问题,提出一种基于衣身袖窿围合结构模型的袖山结构设计方法。通过构建围合状态衣身袖窿结构模型,推导出依据平面状态袖窿数据求得围合状态袖窿深的计算公式,利用三角函数公式及袖夹角与袖山高的变量关系,确定了袖山高的计算方法;通过基于5个实验号型的20组袖山结构设计验证实验确定了袖山结构设计中关键结构转折点,完成了基于衣身袖窿结构模型的袖山结构设计模型构建。运用SPSS软件对实验数据进行了回归分析。实验结果表明:基于衣身袖窿结构模型的袖山结构设计方法可以提升袖山弧长与袖窿弧长的精准匹配,依据平面状态袖窿数据求得围合状态袖窿深的计算公式和袖山高的计算方法可以实现袖山结构设计所需基础数据的准确计算。

人体对干燥和含水织物的接触感知对比研究

张昭华, 羊悦, 倪军, 张旭

纺织学报. 2024, (11): 193-198. doi:10.13475/j.fzxb.20240104201

摘要 ( 65 )

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为探究干态织物与湿态织物在达到同等皮肤冷却时所产生的触觉感知是否一致,设计了3组皮肤冷却下的对照实验。通过对比各组织物在与皮肤动态接触下的冷/暖、光滑/粗糙、干/湿感觉评分,分析了感知差异产生的原因。结果表明:在皮肤冷却至0.9 ℃和1.2 ℃ 条件下,干织物的冷感显著强于同组湿织物;在皮肤冷却至0.9 ℃条件下,织物的光滑/粗糙感、干/湿感评分不存在显著差异,说明此时织物的干湿状态不足以使光滑/粗糙感和干/湿感产生显著变化;在皮肤冷却至1.2 ℃和1.4 ℃条件下,湿织物的光滑/粗糙感、干/湿感显著强于同组干织物,说明织物含水量较大时,与皮肤的黏附力增加,进而增强了粗糙感和湿感觉。因此,无水参与的情况下,干织物通过降温可以产生湿感觉。但仅降低干织物的温度,其湿感强度仍低于同组湿织物。

基于送茧小车的煮熟茧输送装置设计

娄浩, 吕汪洋, 陈文兴, 江文斌

纺织学报. 2024, (11): 199-206. doi:10.13475/j.fzxb.20231006101

摘要 ( 60 )

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为解决缫丝企业煮熟茧的自动输送问题以及改进送茧小车在输送过程中的安全性、稳定性及能源供给,设计了煮熟茧输送小车和送茧小车的运行机构以及供能方式。将送茧小车固定在工字钢轨道上完成送茧,根据工字钢的“工”形结构,设计钢架卡槽和8轮定位结构以防止送茧小车脱离轨道并保证其运行中的稳定性;运行机构采用电动机驱动齿轮组将动力传递至2个锦纶轮,锦纶轮在与轨道的摩擦力作用下运行,采用滑触线移动供电的方式为送茧小车供能。结果表明:本文设计方案稳定可靠,自动化煮熟茧输送方式可明显提高生丝加工的自动化程度。本文设计可为企业技术改革和茧丝绸行业发展提供有效参考。

基于机器视觉的交叉缠绕式筒子纱位姿检测方法

任佳伟, 周其洪, 陈唱, 洪巍, 岑均豪

纺织学报. 2024, (11): 207-214. doi:10.13475/j.fzxb.20230805201

摘要 ( 60 )

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为解决机器人抓取传送带上筒子纱时筒子纱位姿识别困难的问题,提出一种基于机器视觉的筒子纱位姿检测方法。首先利用工业相机采集筒子纱的灰度图像,使用改进中值滤波对筒子纱图像进行预处理,再通过Canny边缘检测提取筒子纱的轮廓曲线并使用B样条曲线拟合对离散曲线进行平滑处理,然后计算离散曲线的曲率分布并判断放置状态,最后计算筒子纱中心点位置,使用基于曲率分布的直线检测算法提取筒子纱的边线并计算筒子纱轴线姿态角,以此得到筒子纱的位姿。以3种不同尺寸的筒子纱为对象进行位姿检测和抓取实验,结果表明,对不同尺寸的浅色筒子纱位姿检测准确率达到100%,可帮助机械臂实现对筒子纱的精准抓取。

半封闭自由表面式静电纺丝喷头设计与优化

刘健, 王程皓, 董守骏, 刘泳汝

纺织学报. 2024, (11): 215-225. doi:10.13475/j.fzxb.20230806101

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针对静电纺丝技术中毛细针头纺丝产量低、自由表面式静电纺丝溶液体系不稳定等问题,提出一种多叶片半封闭自由表面式静电纺丝喷头。利用MatLab软件对叶片截面曲线进行拟合,基于溶液分配均匀性建立喷头基本结构;借助Fluent流体压力仿真以及神经网络(BP)和模拟退火算法相结合的方法,计算出叶片内外层与中线的合适夹角,分别定为27°和50°;基于张力系数的计算推导出喷头内层和外层对液滴持握时间的理论公式,喷头内外层液滴持握时间分别为21.89 s和17.80 s;最后进行静电纺丝实验,验证该喷头叶片尖端可稳定形成12股射流,纤维薄膜面积可达1 140~1 440 cm²,纤维平均直径为275 nm,变异系数(CV值)为17.49%。研究结果对于开发稳定、高效、可控的静电纺丝纳米纤维制备方法具有一定的参考意义。

静电纺三维纳米纤维材料的制备方法与应用进展

刘允璞, 刘威, 王黎明, 覃小红

纺织学报. 2024, (11): 226-234. doi:10.13475/j.fzxb.20231100902

摘要 ( 70 )

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静电纺三维纳米纤维材料凭借高孔隙率、高比表面积、良好的内部连通性和厚度可控等优点受到广泛关注,为进一步研究制备过程简单普适、性能优良、应用范围广的静电纺三维纳米纤维材料,综述了冷冻干燥法、层层堆叠法、湿度调控法、致孔颗粒溶解法等基于静电纺丝技术的三维纳米纤维材料的制备方法,分析了相关制备方法的优势与不足,阐述了三维纳米纤维材料在空气过滤、油水分离、隔热保暖、组织工程领域的应用,讨论了在不同应用领域性能优化的方向。最后对三维纳米纤维材料的发展方向进行展望,提出制备流程简单化、工艺普适化、尺寸可控化、孔隙结构构筑可控化以及多功能集合化是进一步发展需要突破的方向。

纳米纤维纱线静电纺制备技术研究进展

王宇航, 谭晶, 李好义, 徐锦龙, 杨卫民

纺织学报. 2024, (11): 235-243. doi:10.13475/j.fzxb.20230902402

摘要 ( 132 )

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针对静电纺纳米纤维纱线制备技术的产率低、纱线力学性能较差以及生产过程有安全风险和环保隐患的技术现状,对静电纺纳米纤维纱线制备技术进行了综述。首先从纳米纤维聚集加捻原理出发,概述了手动加捻法、电场诱导成纱法、高速旋转加捻法、水浴成纱法和气流辅助成纱法的成纱机制、技术特点及研究现状,指出高速旋转加捻法以纱线制备连续稳定可控等优势成为静电纺纳米纤维纱线制备技术的主流;随后从纤维特性及纱线结构出发,探讨工艺、装置与材料对纱线力学性能的影响,研究认为静电纺纳米纤维纱线增强的本质在于提升纤维取向、纤维抱合紧密度与单纤维力学性能。最后介绍了静电纺纳米纤维纱线的产率现状及影响因素,指出熔体或绿色纺丝液体系的无针静电纺技术与成纱技术的结合是静电纺纳米纤维纱线高效制备的有效途径。

棉纤维产地溯源技术及研究进展

王波, 蒋志青, 鲍军方, 刘津玮

纺织学报. 2024, (11): 244-250. doi:10.13475/j.fzxb.20231103002

摘要 ( 107 )

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为更好解决现阶段棉花市场以次充好、产地混淆的问题,保障国棉收储的公平公正,对棉纤维产地溯源技术展开系统性梳理和总结。介绍了近年来棉纤维产地溯源技术的研究进展,重点阐述了国内外近红外光谱技术、DNA分子标记技术和稳定同位素技术测试的原理和研究现状,分析了各技术在应用于产地溯源方面的优势及存在的问题。最后指出:通过提高数学模型构建水平,可利用近红外光谱技术实现棉样产地的规模检测;棉纤维DNA分子提纯技术和提纯效率仍存在难点;除C、H、O、N外,考虑更多的稳定同位素是未来稳定同位素技术攻克棉纤维产地溯源的研究重点;利用现有技术,辅以元素分析、色谱分析等,发展融合溯源技术,在快速实现棉纤维产地溯源领域具有广阔的发展前景。

织创绚丝路

闫文奇

纺织学报. 2024, (11): 251-251.

摘要 ( 61 )

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本系列作品设计灵感来源于联珠对鸟对马纹织锦，随着丝绸之路文化艺术的交流，西方的织物图案开始影响我国新疆地区的丝绸设计，发现出土丝织品大量模仿西方风格的图案题材，包括各种珍禽异兽，如狮、骆驼、大象、孔雀等。本作品提取代表性纹样“对鸟”“对马”等重组再造，搭配明快目对比较强的流行色彩，设计形成符合现代人简约审美和日常使用需求的文创产品方案。

牧源

钱丽霞, 顾小燕, 胡滢

纺织学报. 2024, (11): 252-252.

摘要 ( 37 )

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本系列作品设计灵感来源于草原上游牧民族的自由精神，用浪漫主义的设计语言，重新演绎了自然与民族之间的和谐共融之美。在材料的选择上，采用了环保的人造皮草，与细腻的针织工艺完美融合。通过对外轮廓绗缝和叠加覆盖轻盈的雪纺、欧根纱等面料，创造出厚重与轻盈的材质对比。在细节处理上，运用手工钉珠工艺，将不同形状大小的珠片与碎钻巧妙地排列组合，形成丰富的肌理图案。这些图案仿佛酒落在皮草与针织面料中的珠宝，散发出奢华而神秘的氛围。作品中配套设计了箱包与鞋靴等配饰，既注重保暖的实用性，同时又传达出酷炫且充满独特的女性魅力。在都市游牧气息酒脱不羁之间，为现代女性带来了一场视觉与触感的双重盛宴。

蒲影漫步者

石云

纺织学报. 2024, (11): 253-253.

摘要 ( 30 )

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系列男装设计灵感来源于广东雷州地区历史悠久的蒲草文化及其别具一格的编织技艺，通过提炼蒲草编织的经典纹样与精湛工艺，以点、线、面的艺术语言装饰在男装的正身、下摆、袖口及包袋等细节之处，不仅传承了传统技艺的优雅美感，也注入了现代设计的时尚气息。面料采用透气性与吸湿性良好的棉、亚麻和再生纤维材质，与蒲草编织的自然韵味相得益彰;色彩上采用紫色、绿色、蓝色、灰色的色彩组合，营造出视觉层次与深度，让整个系列作品低调不失奢华，简约蕴含深意。希望通过这次设计，让更多的人领略到雷州蒲草编织艺术的独特魅力，为现代男装设计带来一股清新脱俗的创意风潮，推动传统手工艺文化的传承与创新发展。

皇城绣影

赵曦, 张峻

纺织学报. 2024, (11): 254-254.

摘要 ( 40 )

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本系列文创围巾设计灵感源自北京地域手工艺如京绣以及中国古代服饰纹样，融合了日、月、星辰、山等自然元素，同时巧妙地融入了土家族的福禄寿喜纹、凤穿牡丹纹，壮族的几何纹等多种图案。围巾选用了蚕丝和棉麻等天然材质，既保留了传统手工艺品的质感和品质，又注入了现代时尚元素，创造出一种新的美学风格。设计师巧妙地将北京的特色文化与艺术表现相结合，使得围巾不仅是保暖的实用品，更是一种具有文化内涵和艺术价值的时尚配饰。本系列围中不仅展现了北京地域的独特魅力，也传承了中国传统文化的精髓，是对过去与现在的完美融合，为人们带来了一场视觉与心灵上的盛宴。

雀翎有语

叶培培, 赵晓曼

纺织学报. 2024, (11): 255-255.

摘要 ( 48 )

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作品选用羽毛作为组织图纹样图案，以深色的经组织点形成斜纹凸显羽毛细致的纹理，以渐变的纱线颜色展示羽毛之绚烂多彩，呈现出自然、清新和浪漫的风格。世界上没有两片相同的羽毛，每片羽毛都记录着它曾去过的某片天空，遇见的某个云朵，拂面的某阵微风，停留的某棵青树。羽毛是大自然的亲近者，它用多彩的颜色展示自然的旖旎，用完美的肌理述说飞翔的自由。本组作品灵感来源正是这些美妙轻盈、似是大自然使者的羽毛。经纱全为锦纶绣花线，纬纱选用锦纶绣花线、棉纱、金银丝。

南关竹马

谭融, 宋春会, 李倩文

纺织学报. 2024, (11): 256-256.

摘要 ( 39 )

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竹马也称“跑竹马”或“逗竹马”，最早起源于唐代，是汉族传统民间舞蹈形式之一。该系列作品是为北京市非物质文化遗产项目“南关竹马”设计制作的演出服，造型包括皇帝、贵妃、将领、家眷及番邦首领等多位人物角色。在服装款式上以中国古代服饰形制为基础，将传统云肩、直裾深衣、中单等款式进行创新，并把戏曲元素和传统纹样融入其中，利用多种服饰语言塑造竹马演出时不同角色的人物特点，从设计角度助力中国传统民间艺术的创新性发展。

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