后疫情时代,为了给医用防护服的生产、使用、科研攻关和标准制定提供指导,在阐述医用防护服发展历程的基础上,对当前医用防护服的生产流程、原材料和使用情况等进行总结;同时从可持续发展角度指出,医用防护服的发展方向应集中在分类使用、可重复、弃后可降解、安全舒适和智能化等方面。最后,从应用场景出发,针对当前医用防护服研究、生产和使用中存在的问题,提出应尽快对医用防护服的生产、使用和废弃处理进行分类,完善相关标准,提高战略储备,增强舒适性和穿着心理性研究等建议。
为促进智能纤维材料和智能可穿戴纺织品的发展,对智能可穿戴纺织品用电活性纤维材料进行了全面的陈述。总结了近几年纤维基和织物基智能可穿戴纺织品的发展现状;介绍了电活性纤维材料的定义、常用制备方式、发展过程以及最新研究进展,并对其应用领域进行系统分类与性能探讨,包括应变传感、电致变色、智能调温、能量收集与存储等领域;讨论了目前电活性纤维材料用于智能可穿戴纺织品的发展潜力和面临的问题;最后指出其未来发展方向,以期为电活性纤维材料在智能可穿戴纺织品中的广泛应用提供理论和技术参考。
木材独特的多层级结构、优异的各向异性结构、良好的力学性能和微纳米通道,赋予其一系列非凡的性能,为功能材料的设计提供了更多可能。为提高木质纤维素资源的利用率和高值化转化,基于木质纤维素自身结构和理化性能,概述了木质纤维素在系列功能材料领域的发展,总结了结构设计及调控对木质纤维素功能材料性能的影响,综述了其在结构调控材料、生物降解塑料、纳米流体材料、仿生生物材料及再生纤维素纤维方面的研究进展,指出其所面临的挑战以及未来发展方向,以期为木质纤维素的高值化转化和拓展其现代化应用提供理论参考。
为深入研究倒刺缝合线并促进其高品质产品的开发,对目前国内外倒刺缝合线的研究现状进行综述。首先回顾了倒刺缝合线的发展历程,并提出了其在临床医学实践中的性能要求;其次,详细分析了倒刺缝合线的材料、倒刺的几何形状和排列方式、止挡元件的结构及其与使用效果的相关性;此外,介绍了4种倒刺缝合线的制备方法,包括机械切割、激光切割、模具注塑和外加倒刺并固定;最后,概述了倒刺缝合线在整形美容及骨科、泌尿科、消化科、妇产科等其他外科手术中的应用和临床研究结果。研究表明,倒刺缝合线性能优良但仍存在相关临床并发症,指出了倒刺缝合线在材料、制备工艺、性能提高方面的发展方向以期在未来提供更好的产品。
蜘蛛丝因其优异的力学性能和良好的生物相容性,一直吸引着科学家的研究兴趣。但蜘蛛在大规模繁殖中互相残杀的特性导致其无法像蚕丝一样实现商业化生产,因此,研发人造蜘蛛丝及仿蜘蛛丝纤维成为解决上述问题的有效方法。为更好地理解蜘蛛丝强韧的本质,综述了天然蜘蛛丝的结构,包括一级结构、β-折叠晶体网络(纳米纤维)结构及其形成过程。介绍了目前人造蜘蛛丝与仿蜘蛛丝纤维的制备进展,包括使用的多肽、非重组蜘蛛纤维蛋白、高分子材料和碳纳米管材料等,为下一步研究与规模化制备人造蜘蛛丝及仿蜘蛛丝纤维提供参考。
为开发设计新型功能纺织品,借助扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪、万能材料试验机和温湿度试验仪等研究了4种不同的家蚕茧壳的多层形貌、化学结构、结晶结构、力学性能和热传导性能,并对蚕茧壳的多层结构进行理论分析。结果表明:4种家蚕茧壳都具有独一无二的多层多孔结构,从外层到内层,纤维的直径先增大后减小;蚕茧壳厚度和尺寸不同,但都具有良好的热缓冲能力,相对而言,虎头蚕茧壳的耐热性最好,而斑马蚕茧壳(绿色)的热传导性最好。
普通的纺织品大都较为易燃,为防止其被引燃导致火灾事故,对其阻燃化处理是有效的措施。差别化和多功能化是纺织品主流发展趋势,既保持固有优良特性又可阻燃的多功能纺织产品有很大的市场需求,但因该产品技术难度大而少有开发。如何因“材”制宜地设计阻燃多功能单体与助剂,使多种功能间相互协调、相互促进,再以高效的技术手段将之引入纺织品中,是发展阻燃多功能纺织品的关键。为此,以本文作者团队近年来的纺织品阻燃及多功能化相关工作为例,探讨了纺织品多种功能与其固有特性之间相互协调促进的思路。主要阐述了本体及表面阻燃多功能化技术,包括共聚引入功能结构单元的阻燃抗熔滴多功能聚酯及表面阻燃和抗菌、疏水、疏油、耐腐蚀的棉、粘胶及涤/棉混纺等织物。此外,针对目前该领域面临的挑战,介绍了前期已开展的相关研究和提出的阻燃功能化思路,期望能为发展高品质多功能纺织品提供借鉴与启发。
结构生色是一种无需应用染料/颜料等化学着色剂就能产生绚丽多彩颜色的物理生色技术,该技术的研发和应用可为生态纺织的发展起到积极的推动作用。为此,简要介绍结构生色的基本概念和原理并从纺织染整的角度,阐述纺织品仿生结构生色常用的技术手段及其工业化应用存在的问题和面临的挑战,提出解决这些问题的若干思路和策略;概述结构生色技术在生态纺织、时尚纺织和智能纺织领域的应用和潜在应用,展望纺织品结构生色的未来发展方向。认为:色素着色和结构生色的并存和结合将是未来纺织染整领域发展和进步的必由之路。
三维针刺技术实现了立体织物的低成本织造,为深入了解三维针刺的自动化成型设备技术、刺针技术、三维针刺织物(或预制体)及三维针刺复合材料的研究情况,介绍了适用于异型织物的针刺自动化成型设备技术,包括回转预制体和自由曲面预制体针刺成型装备;阐述了现有的刺针刀具技术;归纳了三维针刺织物的新型织造结构,包括多组元混杂针刺织物、针刺/缝合耦合针刺织物、仿形针刺织物和梯度针刺织物;分析了三维针刺复合材料的实验表征、理论分析和数值模拟研究进展情况;最后总结了现有三维针刺技术的发展水平和面临的挑战,并对三维针刺技术的未来发展趋势进行了展望。
本文结合触觉传感型电子皮肤的组成结构,首先介绍了常用构筑材料的种类、性能特点及制备工艺,然后针对致密的薄膜基和橡胶基电子皮肤透气性差,长期穿戴易导致皮肤刺痒等问题,概述了可呼吸纤维材料作为电子皮肤基底层、电极层和传感层所具有的独特优势。其次,介绍了压电式和摩擦电式电子皮肤的触觉传感原理,不仅可以实现实时的压力响应,还可收集环境中的机械能转化为电能来实现自供能,有利于制备微型、轻量、柔性的可穿戴器件。最后,从制备方法、性能表征和功能应用等方面系统总结了近年来纤维基自供能电子皮肤在运动监测、医疗检测等多个领域的应用进展,并深入探讨了目前存在的问题与未来的发展方向。
为实现纺织废弃物的循环再利用,促进纺织产业链闭环系统的构建,基于现有研究成果,对当前废旧纺织品的回收框架进行总结,对资源化循环利用方法进行综述,主要包括初级回收、物理回收以及化学回收,并分析了各回收工艺的优缺点;阐述了纤维素纤维、聚酯纤维、蛋白质纤维等纤维及其典型混纺织物的回收处理工艺研究进展,介绍了基于废旧纺织品的功能性材料的制备方法,以及其用于隔声材料、泡沫材料、太阳能蒸发和电容材料等领域的研发进展。最后指出,废旧纺织品的综合评估系统是解决资源化循环利用提速、提质,并实现工业化规模生产的关键。
为深入了解染整行业近年来在低碳排放领域取得的技术突破和现状,掌握行业技术前沿和发展趋势,对国内外相关技术和研究进展进行了综述。主要从节能减排技术、功能纺织品技术、先进绿色染整加工设备及系统、废水深度处理及化学品循环回用几个方面,对技术性能及其对低碳排放的作用进行了介绍。研究指出:染整领域不仅传统加工手段取得技术突破,还在智能调温纺织品等前沿领域保持与时俱进;通过多维度努力,有助于推动染整行业不断的技术创新,提升产业价值,减少环境影响,实现绿色低碳循环发展,并为实现碳达峰、碳中和的国家目标贡献行业力量。
基于高效溶解纤维素的低黏度离子液体/共溶剂体系,提出了一种废旧棉/涤(PET)混纺织物的组分分离与含量测定方法。考察了离子液体与共溶剂的种类及比例对废旧棉/涤混纺织物各组分的溶解能力、溶液黏度及分离过程对回收组分结构与性能的影响规律。结果表明:1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐/二甲基亚砜(质量比为1:1)共溶剂体系可选择性高效溶解棉/涤混纺织物中的纤维素成分,所得纤维素溶液黏度较低,经简单过滤即可实现棉/涤混纺织物中纤维素和PET的高效分离,该溶解分离过程在25~60 ℃即可实现,纤维素组分几乎不降解,可进一步加工成膜、纤维及凝胶微球等材料,未经预粉碎的废旧织物分离后回收的PET纤维形态完整,纯度高。该方法不仅能实现棉/涤混纺织物的组分分离,而且能准确测定棉(纤维素)和涤(PET)组成含量,有助于废旧纺织物的高效回收与再利用,具有重要的应用前景。
为了促进气凝胶材料在消防服领域的应用,提升消防服的综合服用性能,从而推动新型消防服的开发,评估了近年来气凝胶材料应用于消防服的优缺点。分析了气凝胶材料的热学性能,包括隔热性能和热稳定性;从作为涂层材料和直接嵌入多层织物系统2个方面,综述了其在消防服中的应用及研究现状,分析了气凝胶型消防服热防护性能和热湿舒适性能的优劣。最后归纳了气凝胶材料在应用过程中存在的问题,并展望了其未来的应用方向,指出热防护与热舒适的平衡、气凝胶力学性能和热稳定性的提升、气凝胶复合材料的开发与应用有望成为今后的研究趋势。
丝素蛋白(SF)作为一种天然且古老的蛋白质材料,因其优异的特性成为了生物3D打印墨水材料绝佳的候选者,在生物医学领域受到了广泛的关注。为此,概述了SF在生物3D打印领域的发展,总结了SF材料的物理化学和生物学基本特性,探讨了其作为生物墨水应用于挤出式生物3D打印、光固化生物3D打印和喷墨生物3D打印的要求和可加工性。综述了近年来SF与人工合成聚合物、天然聚合物和无机功能材料复合形成SF基水凝胶墨水在生物3D打印领域中的研究进展,对其所面临的挑战进行了讨论。指出:随着生物3D打印技术的深入发展,通过生物3D打印形成的SF基水凝胶构建体在生物医学领域会有更广阔的应用前景。
传统纺纱工序长而散、用工多,造成单产能耗高、产品一致性差、运营成本高等行业痛点问题;纱线原料的多元化使原料及成品回收难度大。为实现2030年碳达峰、2060年碳中和目标,提出了人-机-料-法-环的五位一体化碳中和纺纱的低碳生产策略,凝练并分析了集约型、简约型和延伸型低碳纺纱技术。分析结果表明:与传统纺纱相比,集约型智能纺技术运行成本降低32.67%,单位产品能耗降低17.5%、产品不良率降低61.54%,有效解决了纺纱行业的痛点问题,实现低碳高质纺纱;简约型高速纺纱技术能缩短或消除纺纱流程,纺纱速度高达550 m/min,实现了降低碳排放、提高效率的目标;低碳纺纱发展方向要向前后端延伸,对前端原料要多应用功能化循环利用技术、变废为宝技术、节能减排技术,在中端要发展固碳纺纱技术和循环利用技术,在终端研发绿色环保纺织品的制冷、隔热等功能纱制备技术。
为适应青年女子群体体型特征的变化,提高服装原型适体度和适用性,建立2020版东华女装原型。在2008版东华女装原型的结构基础上建立假设原型,对56名18~29岁的青年女性进行真人着装的假设原型样衣修正实验;对修正数据进行差异性检验,调整原型控制部位回归关系,并探究原型臀围部位的松量分布规律。通过样衣修正实验可知,青年女性颈根围增大、肩斜趋于平缓、略呈现驼背趋势。原型在2008版东华原型基础上发生的调整为:在前横开领、后横开领、后直开领、前胸宽、后背宽、肩胛骨省道处回归关系公式发生变化,后肩斜角度减小;臀围松量在前、侧、后部位的分布分别为19.0%、60.4%、20.6%,据此建立2020版东华原型,提高了服装原型对不同款式服装的适用性。
为实现活性染料对棉纺织品等亲水性纤维的无盐、高固色率和污水零排放染色加工,首先分析了传统水浴染色体系亟需解决的问题;其次对现有少水/无水染色加工技术进行总结,认为现有的活性染料新型染色加工技术没有从根本上解决耗水量大、污水排放量大的问题;在此基础上,分析了硅基非水介质染色关键技术体系的原理和发展现状,并进一步介绍了非水介质染色及其适用性和介质的基本要求,棉纤维在非水介质染色体系中的染色性能、产业化推广等;最后,对非水介质染色技术进行总结和展望,认为非水介质染色关键技术不仅解决了棉纺织品染色高污染、高排放的问题,且染色的能耗及成本得到了进一步降低。
随着各项环保政策的提出,为降低针织产品生产带来的能源消耗和环境污染,促进针织工业的可持续发展,强化了绿色低碳针织技术贯穿生产过程的绿色化理念,以实现从源头上降碳达到节能减排的目的。实施绿色低碳针织技术要综合考虑从织物设计到纤维原料的选择、织物制备成形过程中的每个环节,使生产过程朝低能耗、低污染、低排放的方向发展。重点探讨了短流程针织产品生产技术、免染色针织色织提花技术、轻量化针织结构增强技术、低能耗针织装备生产技术、免打样针织虚拟现实技术5个方面的技术创新对节能减排的影响,建议进一步推动绿色低碳针织技术的应用,构建针织工业的绿色低碳循环发展体系。
为更好地将光导纤维应用于智能纺织品,综述了近年来光导纤维的种类与制备、由其织造而成的光纤发光织物的存在形式、特点以及最新研究进展,并指出光导纤维在这些形式中存在的问题;结合发光织物的应用,总结了光纤发光织物在智能服装中的应用;并结合发光织物用光导纤维的具体要求和发光织物的必要属性,针对目前光导纤维制备光纤发光织物实现商业化存在的关键性问题,提出光纤发光织物应具有类似服用的性能、改善光导纤维的基本性能和提高光纤发光织物的耐用性以及实现高发光亮度、均匀发光等特性,为光导纤维在智能纺织品上应用的发展趋势做出了综合预测。
针对我国废旧纺织品中棉和涤纶制品产量高、循环利用率低、高品质产品少等问题,介绍了化学法循环再生利用废旧棉、涤纶纺织品的方法,分析了废旧棉再生浆粕及其纤维制备技术和废旧涤纶纺织品解聚单体及其再聚合技术的现状。相关研究表明:目前已能采用低比例废旧棉再生浆粕与原生木浆混合的方式实现废旧棉再生Lyocell纤维的小规模生产;采用乙二醇醇解-甲醇酯交换技术可实现废旧涤纶纺织品化学法再生聚酯的万吨级规模生产,但仍存在技术难度大、生产成本高、回收利用率低、产品品质差,且面临“治废产废”程度有待进一步降低等难题;开发废旧棉、涤纶纺织品清洁再生与高值化利用技术是废旧纺织品循环利用的发展趋势。
为实现通过机器视觉方式对细纱接头机器人的纱线断头进行定位,并简化机械结构,根据断头纱线图像特点,提出针对纱线特征的识别与定位算法。利用工业相机采集纱线被吸入吸嘴的图像,通过改进灰度增强方法增大纱线特征与背景对比度,利用Canny算子进行边缘检测,最后通过划分上下感兴趣区域以及优化的霍夫直线检测获取纱线的图像特征并利用定位算法提取所需的位置信息。结果表明:本文算法提取的位置信息精度较高,坐标点误差为1.42像素,角度误差为0.60°;相较于传统检测算法,程序运行时间得到了缩短,识别时间在10-1 s数量级上,实时性好;研究成果可应用于细纱接头机器人产品开发中。
针对当前传统医用敷料在患者伤口护理中出现的易感染、造成二次伤害等问题,结合生物质原料的生物可降解性、生物相容性、无毒性等特点,以及部分生物质纤维良好的吸湿性、抑菌性和一定的生物活性等性质,介绍了生物质纤维作为医用敷料的优势。概述了用于医用敷料的不同生物质纤维的制备方式,提出不同伤口定制化处理时适用的生物质纤维。归纳了近年来各类生物质纤维医用敷料的研究进展,包括其在抗菌消炎、药物递送、渗液管理、组织替代医用敷料中的功能化应用,并探讨了生物质纤维医用敷料存在的问题和未来的发展方向。
为了推动Coloro色彩体系在颜色相关行业的应用,基于Coloro色彩体系的3 500个色卡,采用不同的色深公式分析其颜色深度,并且研究了色卡的颜色深度和明度标号值之间的关系。首先采用Munsell色序系统检验该色彩体系的等深性,然后采用Gall公式和ISO色深标准评估色卡的色深等级;并采用Integ公式和色彩值分析Coloro色卡的色深情况。结果表明:Coloro色彩体系具有良好的等深性;在评价Coloro色卡时Gall公式和ISO标准中1/1等级结果相近,并且每个等级都有其对应的明度值分布区域;采用Integ公式和色彩值计算Coloro色卡的色深值是随着明度标号值的增加而减小的,具有相同Coloro明度标号色卡色深的差值较大,表明上述几个公式不适用于Coloro色彩体系色深的评估。
为改善分散染料的染色性能,针对分散染料商品化加工过程中存在的染料粒径尺寸较大、粒径分布不均匀等显著影响染色质量的问题,在对分散染料细化分散用高压均质、超声粉碎等物理超细粉碎工艺技术分析的基础上,分析了对染料粒径及其尺寸分布调控有重要影响的多个因素,包括染料预粉碎、染料结构、染料晶型、分散剂、研磨介质、研磨浆浓度等。指出:加快新型研磨技术的推广应用、优选设备配置以及优化研磨工艺技术,均有益于高质量的均匀、超细化分散染料的制备;同时,对不同类型分散染料的差异化加工也是值得企业关注的重要研究方向。
为解决新冠疫情期间不同国家符合不同标准的防护口罩进入我国市场,造成公众对口罩过滤效率相关概念认识不科学、不全面的问题,系统介绍与比较了国内外认可度较高的GB 2626—2019、GB 19083—2010、美国42 CFR 84第K部分、EN 149:2001+A1:2009、EN 13274—7:2019等标准中过滤效率性能要求及测试方法。重点比对了这些标准中关于颗粒物过滤效率的性能要求与标记,以及测试方法中的预处理、测试条件、测试程序的异同点,并采用不同标准方法对部分口罩产品进行了试验验证。通过标准的比对研究与科学分析、实验验证,厘清防颗粒物口罩过滤效率性能要求与测试方法中的基本概念,促进社会各界全面了解国内外主流防颗粒物口罩标准中过滤效率的性能与测试方法要求,助力企业、检测机构以及政府等更好的对产品质量进行控制与监管。
传统静电纺纳米纤维常作为组织工程支架被用于修复缺损部位,往往必须借助外科手术有创植入,极大限制了其在生物医学领域中的应用。为促进静电纺丝技术的开发和应用,综述了静电纺短纤维的制备及其功能化的方法,分类介绍了功能化短纤维在诊断检测、治疗和组织工程这3个方面的生物医学应用;系统分析通过调节工艺参数、后续加工等方式保留静电纺纳米纤维膜的内在功能,以及基于其小尺寸和单分散性,避免纤维膜植入所造成的机体侵入创伤;最后,结合静电纺短纤维当前发展情形分析了其在生物医学领域应用中所面临的挑战和未来的发展前景。
为进一步降低基于深度学习的服装目标检测模型对计算资源的占用,提出一种改进的轻量级服装目标检测方法MV3L-YOLOv5。首先使用移动网络MobileNetV3_Large构造YOLOv5的主干网络;然后在训练阶段使用标签平滑策略,以增强模型泛化能力;最后使用数据增强技术弥补DeepFashion2数据集中不同服装类别图像数量不均衡问题。实验结果表明:MV3L-YOLOv5的模型体积为10.27 MB,浮点型计算量为10.2×109次,平均精度均值为76.6%。与YOLOv5系列最轻量的YOLOv5s网络相比,模型体积压缩了26.4%,浮点型计算量减少了39%,同时平均精度均值提高了1.3%。改进后的算法在服装图像的目标检测方面效果有所提升,且模型更加轻量,适合部署在资源有限的设备中。
为得到碳纤维在无人机叶片中最优的铺层方式,通过Workbench中的ACP(ANSYS Composite PrepPost)模块,对碳纤维复合材料无人机叶片的铺层进行设计。利用SolidWorks三维建模软件建立无人机叶片的三维模型,并采用HyperMesh对叶片进行几何清理、划分网格等,利用Ansys Workbench Fluent对无人机叶片的不同转速进行流体仿真,提取叶片表面压力载荷,对不同铺层的碳纤维复合材料无人机叶片进行仿真与分析,得到碳纤维复合材料无人机叶片的力学仿真结果,并基于Tsai–Wu失效准则,计算每层铺层的失效系数,进而对比得出最优的碳纤维铺层方式为[0°,90°,90°,90°,0°]。
针对传统医用防护服的穿着舒适性差、功能单一等问题,采用静电纺丝法制备了具有辐射降温功能的二氧化硅/聚偏氟乙烯(SiO2/PVDF)纳米纤维,采用热压法将SiO2/PVDF纳米纤维与非织造布制成新型防护服面料(SiO2/PVDF-NWF)。测试了SiO2/PVDF纳米纤维的结构和红外光透过率,以及新型防护服面料的穿着舒适性、防护性、辐射降温性能。结果表明:在质量分数为15%的PVDF纺丝液中,当SiO2粒径为2 μm,SiO2与PVDF的质量比为0.15时,SiO2/PVDF纳米纤维的红外光透过率最好;将传统防护服上的部分面料替换为SiO2/PVDF-NWF,测试人员穿着时的服内温度比传统防护服低2 ℃,相对湿度下降5%。此外,在辐射降温防护服面料上集成了血氧、温湿度和定位传感器,构筑了多功能防护系统,其在医疗应急方面具有广阔的应用前景。
为促进高分子聚合物栓塞微球向更高载药率、药物可控释、多功能化方向发展,综述了栓塞微球的作用机制,以及壳聚糖、海藻酸盐等高分子聚合物作为药物载体材料的制备特性;介绍了乳化交联法、离子凝胶法等栓塞微球制备技术,装载水溶性、脂溶性等药物的载药微球的制备特点。最后指出选择合适的载体材料或者多种材料复合的方式可提高微球载药率,使得药物可控释放,根据所负载药物的特性选择合适的微球制备方法可实现高载药率。认为未来栓塞微球的研究应向多功能化方向发展,如负载靶向化疗药的微球、具有靶向性的微球、缓解栓塞疼痛感或癌痛的微球、具有光热效应的微球、降解速度可控的微球等,可为促进栓塞微球在治疗肿瘤方面的研究与应用提供参考。
我国纺织产业规模庞大、生产流程长、用工量大,全流程自动化生产仍难以实现。建设数据驱动的机器人化纺织生产智能管控系统,对于推动我国纺织业由劳动密集型向少人或无人化生产转型升级具有重要的作用。系统回顾了纺织机器人生产系统的发展历程,提出了数据驱动的机器人化纺织生产智能管控系统体系架构,从装备层、数据层、应用层探讨了补全流程断点的多类型纺织机器人、多链融合的纺织全流程数字主线、多应用协同的纺织生产智能管控3项关键技术及应用,并对实际应用中的问题和挑战进行总结。最后指出高速实时性、灵巧精密性、自主协同性纺织机器人,及具备可解释性、可持续性、韧性的纺织生产智能管控系统是未来可能的发展方向。
针对废旧纺织品循环利用中聚酯纤维、棉纤维混纺纱线结构紧密缠绕,难以分离而无法加工的问题,采用环境友好的草酸体系选择性水解混纺织物中的棉纤维,从而释放聚酯纤维实现有效分离,并对草酸体系分离工艺进一步优化。研究表明:与无机酸相比,在相同反应条件下,草酸可达到与盐酸相当的分离效果且所得聚酯纤维形态更完整,棉纤维水解程度更低,水解产物分布更窄;在草酸浓度为0.07 mol/L、反应温度为130 ℃、反应时间为3 h的条件下,聚酯/棉混纺织物的分离效果最优;其中棉纤维水解为纤维素材料,得率为91.46%,另有小部分水解为葡萄糖或低聚糖;聚酯纤维回收率高达99.28%,且保留了原有聚酯纤维的性能,可直接生产加工;该反应体系可循环利用多次,实现了废旧聚酯/棉混纺织物的高效综合利用。
聚乳酸(PLA)基熔喷非织造材料存在柔韧性不足、驻极耐久性差、功能性单一等问题,限制了其作为高性能吸附与过滤材料的应用和发展,本文全面总结了PLA基熔喷材料在原料设计、加工成形及应用方面的研究进展。介绍了PLA基熔喷材料的加工成形方法及其改性,主要包括母粒改性(共聚/嵌段、增强增韧、功能性改性等)和后整理改性(静电驻极整理和功能整理);阐述了PLA基熔喷材料在空气过滤、医疗防护、卫生保健、组织工程、清洁擦拭、吸油、保暖领域的典型应用。最后,对PLA基熔喷材料的纤维微纳化、多组分化、复合化、耐静电驻极化、功能和智能化发展方向进行了展望,为PLA基熔喷材料的高质化和高值化发展提供理论和技术参考。
针对医护人员长时间穿着医用防护服工作导致体感闷热潮湿、疲劳增加、工作效率降低的问题,设计真人穿着试验,分析人体的热生理和主观感觉参数,从医用防护服的热湿性能角度分析对人体疲劳度的影响。试验结果表明:搭配短袖套装的防护服热湿舒适性最好,搭配长袖厚款套装的防护服热湿舒适性最差;穿着不同热湿性能的防护服在进行不同强度的运动中对人体疲劳度的影响不同,穿着防护服在静坐状态下,人体疲劳程度差异较小;在低、中、高强度运动和恢复状态下,防护服热湿舒适性越差,人体疲劳程度越深;平均皮肤温度、心率、能量代谢当量参数与主观疲劳感呈显著相关性,通过回归分析得到疲劳感与心率的模型,心率可以反映人体的疲劳程度。
针对全球正面临着化石能源趋紧、温室气体排放过剩的问题,减污降碳要求已经迫在眉睫,作为支柱产业之一,纺织工业的低碳绿色发展对工业领域实现双碳目标有重要意义。首先,从全产业链分析了中国纺织工业产生能耗和排污的环节,剖析了纺织品从原料加工、染整加工以及成品加工过程中碳排放的主要环节和降碳潜力,然后对推动降碳的污染治理和资源回收利用前沿技术进行了归纳,最后,根据绍兴市柯桥区纺织产业集群地滨海工业园的先进案例从环境管理层面剖析了产业聚集化对行业减碳的促进作用。指出未来纺织工业减污降碳的发展目标需要从制度、技术和管理3个层面共同落实才能实现。
为快速推进可穿戴足底压力监测系统的应用,介绍了人体足部的生理结构、足底压力的来源和运动步频。基于可穿戴足底压力监测系统的研究现状,探究了基于织物传感器的一体式压力监测袜的制作材料与响应原理,以及基于柔性电子传感器的集成式压力监测鞋的信息传递模块与工作原理;阐释了可穿戴足底压力监测系统特征点的选取原则,及其在摔倒检测、足疾诊断、足底压力数据库方面的应用。最后讨论了现阶段可穿戴足底压力监测系统在产业化进程中存在的材料性能不佳、无线传输距离短等问题,并提出了基于生物力学、纺织材料、电子通信交叉融合一体化的更完善的应用展望。
随着科技的快速进步和人民生活水平的显著提高,尤其是新冠肺炎在全球的进一步蔓延,人们对功能性抗菌纺织品提出了更高的要求。为了进一步促进抗菌纺织品的发展,总结了常见的抗菌材料及其抗菌机制,综述了抗菌整理剂在纺织领域中的应用研究进展,指出抗菌纺织品行业亟待解决的问题,并从抗菌整理剂的选择性和高效性、抗菌纺织品的安全性、服用性能和耐久性以及抗菌纺织品检测标准的滞后性和规范性等4个方面展望抗菌整理剂及抗菌纺织品未来发展方向,为抗菌纺织品的跨越式发展提供理论参考,以期推动功能性抗菌纺织品的转型升级。
为探究零维碳纳米材料碳点(CDs)对阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯(FRPET)热力学性能、阻燃性能、力学性能及荧光性能的影响,将对PET具有良好阻燃效果的共聚型阻燃剂2-羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)与碳点同时采用原位聚合的方式添加到PET基体中,研究碳点添加量对FRPET各项性能的影响规律。通过极限氧指数(LOI值)、垂直燃烧(UL94)、锥形量热(CONE)等测试分析不同碳点添加量对FRPET的性能影响。结果表明:在碳点添加量为1.50%时,FRPET的LOI值最高可达34%,垂直燃烧级别为V-0级,较只添加CEPPA的FRPET引燃时间变长、热释放速率峰值与平均热释放速率及总热释放量均降低;加入CDs后FRPET的力学性能也有很大改善,且赋予了荧光性能,有益于拓宽FRPET的应用领域。
为研究光敏剂在纺织材料上负载的抗菌效果和其在纺织品改性中应用的可能性,通过文献调研的方式对光动力抗菌的研究背景、光敏剂的种类、抗菌纺织品的应用情况、光敏剂常用的负载形式进行归纳整理。研究表明:作为一种能高效杀菌的新型抗菌材料,光动力抗菌纺织品具有良好的发展前景;通过化学共价键合光敏剂的改进负载方法能够解决常见负载方式中出现的结合牢度差、重复利用性不佳等问题,进一步拓宽抗菌材料的研发途径;目前光敏剂对其光敏抗菌性能均未能做到精准调控,今后的研究应当通过控制光敏剂的种类及光敏剂浓度等因素实现对光敏抗菌性能的把控。
锦纶/棉混纺织物存在易折皱外观不平整的问题,制约了其在高档服装上的应用。为此,以锦纶/棉混纺织物为研究对象,在坯布预处理后染整前对其进行液氨处理,研究了液氨处理对织物拉伸强力、撕破强力、折皱回复角及表面性能的影响。通过平滑感、温暖感及柔软感3个定量指标,评价液氨处理前后锦/棉混纺织物的风格、手感变化情况。结果表明:液氨整理可以提升锦/棉织物的拉伸强力及撕破强力,处理后织物的折皱回复角从218°提升至252.3°,粗糙度波长与振幅之比从50.46降低至44.87,表明液氨处理后织物的抗皱性和平滑感均得到了明显改善;尽管液氨处理未明显改善织物的柔软感,但处理织物的热导率较未处理织物仍有一定程度降低,致使织物接触温暖感有所提升。
为降低高性能纤维防刺织物的成本,改善产品的舒适性,通过将芳纶、超高分子量聚乙烯纤维与涤纶进行复合纺纱并制备防刺织物,测试分析了复合纱线基织物以及铺叠层数等对其静态防刺、透气和透湿性能的影响。结果表明:织物穿刺载荷随着面密度的增加而增加,复合纱中引入涤纶可保持或提高织物的防穿刺性能;增加复合纱线织物堆叠层数,织物刺破载荷值最大提升536%;通过增加纤维根数可在较低铺叠层数下达到相当程度的穿刺载荷;加入复合纱后,织物的透湿性和透气性无明显变化;多层织物堆叠对织物透气性有明显影响,随织物经纬密增大,堆叠后织物透气率下降,最大为64.82%。
为促进对剪切增稠液(STF)与高性能纤维复合形成具有高效力学响应和能量吸收机制的智能抗冲击防护材料的性能研究和应用,综述了STF流变性能、STF/纤维复合材料力学性能及其抗弹道冲击机制的研究进展,分析了STF原料选择、复合材料体系构建原理及制备方法。针对STF/纤维复合材料的弹道冲击过程和特点及其在高速冲击下的反应机制,探讨影响弹道冲击性能的因素并提出解决方案。展望了高响应度的柔性智能STF/纤维防弹复合材料的研究发展方向,指出对柔性智能STF/纤维防弹复合材料的表征和评价方法尚需完善,基于三维自增强结构、纤维材料与STF界面结合性、流变滑移及摩擦特性是未来防弹复合材料的研究重点。
为准确计算服装图像之间的相似度,从而满足更多用户通过搜索服装搭配图像来购买相似服装的跨场景需求,研究了服装风格的影响因素,并以服装风格的量化标准为基础,构建了服装款式的风格特征模型,进一步分析了现有服装属性识别算法的不足,实现了基于深度学习的款式风格特征识别,通过构建融合迁移学习的残差网络模型,刻画出服装在款式上的风格特征。实验结果表明:模型在服装款式风格特征上的精确度接近90%,准确度达到了80%;相对于传统的图像相似度计算方法,基于服装款式风格的图像相似度计算,准确率和可解释性更高,也为服装个性化推荐提供了新的思路。
为缓解化石能源日益匮乏以及淡水资源短缺等问题,促进纤维材料在水资源利用方面的开发和应用,对以纤维材料为主要原料的界面光热转换水蒸发系统的最新研究进展进行综述。首先介绍了界面光热转换水蒸发技术的主要原理、发展历程和应用领域;然后分别分析了界面光热转换水蒸发系统中的光热转换材料和辅助材料,并以不同的功能作为切入点,详细阐述了纤维材料功能多样化、轻质、低成本和便于加工等特性,展示了其作为界面光热转换水蒸发系统主要原料的优异性能;最后针对在界面光热转换水蒸发系统中使用纤维材料所面临的挑战以及如何提升系统的实用性进行展望,希望能够推动纤维材料在界面光热转换技术中的广泛应用。
为提高聚乙烯醇(PVA)/海藻酸钠(SA)医用敷料的抗菌性和耐水性能,采用黄连素(BR)为天然抗菌剂负载在医用敷料上,通过静电纺丝法制备PVA/SA/BR纳米纤维膜,并在氯化钙无水乙醇溶液中进行交联处理,对PVA/SA/BR纳米纤维膜的化学结构、抗菌性能、吸液性能以及力学性能进行表征与分析。结果表明:BR负载在PVA/SA纳米纤维上形成明显串珠,且与PVA/SA结合良好,氯化钙交联处理后PVA/SA/BR纳米纤维膜由网状变为平滑膜状;当BR质量分数为6%时,PVA/SA/BR纳米纤维膜断裂强度为1.76 MPa,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为99.41%、97.89%;当氯化钙质量分数为4%,交联时间为4 h时,PVA/SA/BR纳米纤维膜的断裂强度为4.17 MPa,吸液倍率为1 257%。
随着纺织行业各领域的高速发展,纺织产业不断迭代升级,通过革新逐步实现从量变到质变的转化,实现高质量发展。通过介绍由1,3-丙二醇、乳酸等生物基材料为代表的纤维素原料在合成生物学等领域进行的革新,使纤维基体在分子结构、维度、性能、智能化以及应用等方面突破极限;结合目前纺织行业发展趋势,从未来纺织品的成形与制造技术、应用领域及新型产品等方面进行了分析和展望,以期在未来会有更为成熟的一体化制备方法和成形技术,使纺织产品不仅能应用于日常生活领域也能应用于极限领域,为开拓更广阔的市场提供新思路。
为提高个体舒适性,降低建筑制冷和供暖能耗,研发可调节人体与环境热湿交换的纺织品是一种极具前景的解决方案,为此对国内外热湿管理功能纺织品的研究进行了回顾。首先介绍了个人热湿舒适管理机制,其次归纳了辐射调温纺织品、相变调温纺织品、智能响应纺织品、导热纺织品、能量转换的调温纺织品和水分管理纺织品6种常见的可用于个人热湿管理的先进功能纺织品,概述了基于不同热湿管理机制功能纺织品的研究进展及其在多个领域的潜在应用。研究认为:织物调控人体-服装微气候热量和水分平衡是个体舒适的关键;指出目前热湿管理先进功能纺织品存在规模制备困难、功能单一化、智能化不足和缺乏体系的热湿舒适性评价等问题;展望了用于个人热量管理的高级纺织品、能量收集技术和柔性电子设备的集成是未来智能服装的发展趋势。
为探究青年男性颈肩部形态分类并实现基于照片的自动识别,首先通过三维人体扫描仪获取180名男大学生颈肩部的点云数据,测量了22个与男性颈肩部形态相关的特征参数;然后根据变异系数分析选取前倾角、背入角、肩斜角、颈肩宽比、颈横矢径比作为聚类分析变量,对颈肩部形态进行分类并总结判别规则;最后结合人体二维照片提取体型分类所需参数,构建了颈肩部形态自动识别系统。结果显示:青年男性颈肩部形态可分为落肩圆颈体、前倾圆颈体、宽颈直体3类,构建的形态自动识别系统的判别准确率达到93. 33%,说明本文方法可行且有效,可满足消费者个性化定制的需求。
针对服装品牌IP营销策略系统化布局缺失的问题,提出基于SIPS模型的服装品牌IP营销策略。将服装品牌的IP营销策略划分为内容、形式与引流3个维度,结合SIPS模型调整三维度策略的逻辑关系与布局,得出3种IP营销内容策略、5种形式策略与4种引流策略。归纳出各维度策略的特点与效用并据此提出基于SIPS模型的服装品牌IP营销策略。研究得出,实施该模型指导的IP营销策略后,某商业项目全渠道阅读量与销量得到大幅提升,其中第1次实施营销策略后,该品牌阅读人数、次数、销量环比发展速度分别为180.5%、178.9%、389.7%。服装品牌根据自身定位、消费群体与营销目标结合体系布局调整策略,可为品牌的可持续、纵深感发展提供启示。
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