为更好地吸附水中的Cr(VI)和Pb(II)等重金属离子,并且避免吸附材料对水体的二次污染,利用对甲基苯磺酰胺为功能化试剂,通过水热法对聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜进行化学改性,得到了具有吸附重金属离子功能的磺胺化PAN纳米纤维膜,并研究了该纤维膜对Cr(VI)和Pb(II)的吸附去除性能和机制。结果表明:当水热温度为125 ℃,水热时间为2.5 h时,可得到形貌良好的磺胺化PAN纳米纤维膜;磺胺化PAN纳米纤维膜对Cr(VI)的吸附符合Langmuir模型,且满足二级动力学方程,在质量浓度为50 mg/L的K2Cr2O7溶液中1 h后可达到吸附平衡,吸附量为220.4 mg/g;对Pb(II)的吸附符合Freundlich吸附模型,且满足二级动力学方程,在质量浓度为50 mg/L的Pb(NO3)2溶液中1 h后可达到吸附平衡,吸附量为185.6 mg/g。
为更好地解决废水污染的问题,针对活性炭纤维(ACF)改性进行了研究。以活性炭纤维为基体,采用溶胶凝胶法制备氧化石墨烯(GO)掺杂二氧化钛(TiO2)的溶液,通过浸渍提拉法实现负载,制备了GO掺杂TiO2的活性炭纤维。借助红外光谱、拉曼光谱、扫描电子显微镜、X射线衍射对其微观结构和表面形态进行表征和分析,并探讨了改性ACF的吸附动力学,以及GO对其可见光光催化降解性能的影响。结果表明:制备的GO-TiO2/ACFs中TiO2主要由锐钛矿相组成,GO的掺杂可抑制TiO2晶体的生长和团聚,TiO2的晶粒尺寸从15.7 nm降为8.1 nm。与TiO2/ACFs相比,少量添加GO的GO-TiO2/ACFs具有更优异的可见光吸附性能,对亚甲基蓝的去除率从65%增至85%,其吸附相比准一级动力学模型更符合准二级动力学模型,属单分子吸附。
为提高纤维素基纤维的强力及其对阳离子染料亚甲基蓝的吸附能力,利用超声分散和湿法纺丝法,制备了含有不同质量分数氧化石墨烯(GO)的棉秆皮纤维素/GO纤维。借助透射电子显微镜、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪分析了棉秆皮纤维素/GO纤维的形态和结构,探讨了GO质量分数对纤维断裂强力和吸附量的影响,并对吸附实验数据进行拟合分析。结果表明:随着GO质量分数的增加,纤维的断裂强力先增大后减小;GO质量分数为0.4%时,纤维断裂强力最优为31.12 cN,与未添加GO的纤维相比断裂强力提高了84%;纤维对亚甲基蓝的吸附量随着GO质量分数的增加而增加,吸附过程符合准二级吸附动力学模型和Langmuir等温吸附模型,属于单分子层的吸附,吸附过程为自发的放热反应。
为探究离子液体法制备再生纤维性能的影响因素,选用有机溶剂二甲基亚砜(DMSO)分别与离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑醋酸盐([AMIM]Ac)和1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐([BMIM]Ac)构成复配体系作为溶剂溶解竹纤维素浆泊,用湿法纺丝制备再生纤维素纤维,并借助扫描电子显微镜、热性能分析、X射线衍射等手段对再生纤维进行形貌、结构分析和力学性能测试。结果表明:当DMSO含量提高、纺丝原液中离子液体含量降低,再生纤维丝表面的光洁程度和热稳定性先提高后下降,力学性能下降;当竹纤维素含量提高,再生纤维丝的表面更光滑,结晶度、热稳定性、断裂强度提高,纤维直径均变粗;离子液体[AMIM]Ac制得的再生纤维性能较优。
为获得轻薄柔软的伤口敷料,并使其具备优异的压电和抗菌性能,以聚偏氟乙烯(PVDF)为原料,掺杂不同质量分数的盐酸恩诺沙星(Enro),采用静电纺丝技术制备载药PVDF复合纳米纤维膜。分析了复合纳米纤维膜的形貌、化学结构对其压电性能、药物缓释和抗菌性能的影响。结果表明:PVDF质量分数为8%时,纤维平均直径为(753±128) nm,纤维网成膜良好,复合纳米纤维膜直径随着Enro质量分数的增加呈先增大后减小趋势;纺丝过程中PVDF由α晶型转变为β晶型,使纤维膜具备了压电性能,可产生9 mV的输出电压;当 Enro质量分数为15%时,纤维膜释药速度平稳、持续时间长且具备优异的抗菌性能,适合用作伤口敷料。
为对废弃羽毛资源进行合理化利用,借助多功能纤维投影仪、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪和X射线衍射仪分析了羽毛的大分子结构、聚集态结构及其形态结构,探究了羽毛结构与其吸声性能之间的关系。采用声阻抗传递函数法对羽毛及其他几种可用于吸声领域的纤维集合体进行吸声性能测试及对比。结果表明:几种纤维集合体吸声性能排序为废弃羽毛、木棉纤维、羊毛、大麻纤维、涤纶;在整个测试频率范围内废弃羽毛的吸声性能随纤维集合体密度的增加而提高,且纤维集合体最大吸声系数对应的吸声频率随纤维集合体密度的增加逐渐降低;废弃羽毛纤维具有优良的吸声性能,在吸声领域具有很高的应用价值。
为提高棉花梳理质量,针对多种刺辊速度条件下锡林刺辊速比变化对生条、一并条和二并条质量的影响进行对比实验。探讨锡林刺辊速比变化对棉纤维梳理质量的影响,并通过SPSS统计软件对生条、一并条和二并条的质量参数进行相关性分析。实验结果表明:刺辊速度在500~800 r/min之间时,生条、一并条和二并条中的长度相关指标变化幅度较小,即使在同一刺辊速度不同锡林刺辊速比条件下,其变化幅度依然较小,但棉结和杂质含量随刺辊速度和锡林刺辊速比的增加,均呈现明显下降趋势;当刺辊速度为850~900 r/min时,长度指标随着刺辊速度和锡林刺辊速比的增加均出现较明显的降低,棉结和杂质含量出现明显增加趋势。生条、一并条和二并条之间的大多数指标存在较高的相关性。
为研究短纤维纱条中纤维的排列状态与纱条截面纤维根数分布不匀的关系,采用几何概率方法建立了等分区间内纤维左头端数分布与纱条截面纤维根数的期望之间的数学模型,并定义了表征纱条中纤维排列状态的参数。运用蒙特卡罗方法模拟了纱条截面根数不匀随排列参数变化的关系曲线。结果表明:短纤维纱条截面纤维根数的CV值与纱条中短纤维排列参数呈负线性关系,与纤维长度分布和模拟区间大小的划分无关;且当排列参数接近1时,即纤维左头端数在所划分区间中为固定值时,纱条截面纤维根数不匀最低,而当排列参数趋向于0时,即纤维左头端数在所划分区间中呈泊松分布时则不匀最大。
为构建适用于环锭数码纺混色纱的配色模型,以环锭数码纺纱机为平台,选用品红、黄色、青色、黑色、白色5种颜色的粗纱为原料,以10%为混纺梯度进行混色纺纱,并用小圆机织成针织物,进一步对织物进行测色。依据Kubelka-Munk双常数理论,用相对值法求解参数吸收系数和散射系数,并进行模型构建,结合全色谱算法和最小二乘法进行配色算法构建,实现对环锭数码纺混色纱的颜色预测与配方预测。用品红、黄色、青色3色粗纱按不同配比制备36种混色样进行预测效果分析。结果表明色差均值为1.74,平均比例误差为7.38%,色差分布小于2的占比达到72.22%,证明该模型对环锭数码纺纱系统具有适用性。
为制备一种生物相容性高的医疗级可穿戴电子服装用人体心电(ECG)监测电极,以碳纤维/涤纶复合长丝为电极导电材料,采用刺绣法开发了一种新型刺绣电极,对电极的电学性能和细胞毒性进行分析,并与镀银锦纶/涤纶刺绣电极进行对比;借助自行研发的可穿戴带式心电监测系统评价织物电极采集ECG信号质量。结果表明:镀银电极电学性能较优,但在长期心电信号监测中,碳基电极的阻抗变化与镀银电极相近;对比医用凝胶电极,2种刺绣电极采集到的ECG信号质量良好,均能满足医疗诊断需求;镀银电极具有很强的细胞毒性,其细胞存活率为3%,而碳基电极的细胞存活率为107%,细胞毒性为0级,具有良好生物相容性,符合医疗体外材料测试标准。
为优化多经多纬织物的工艺设计,研发并实现了纹织工艺处理的简洁设计模式。简洁设计模式的设计原理是将常规纹织CAD工艺设计纹织组织表中意匠图颜色号与梭号对应的二维关系转化为一维线性关系。在具体的意匠图工艺设计阶段,采用合成组织,由一色对应多个组织简化为一色对1个合成组织,并且引入梭位和空梭概念,在投梭设计上按梭位进行投梭。二重经二重纬加抛花纹织工艺实践表明:运用简洁设计模式,只需设计6个结构简单的合成组织,即可完成原来需要设计的60个简单组织,极大地简化了多经多纬复杂组织的设计过程。
为了简化纬编两面提花针织物的工艺设计流程,提高其设计开发效率,在织物实物图基础上分析了纬编两面提花针织物的结构特征;并按照针筒和针盘的编织方式将每个编织图单元格分成9种类型;然后通过数学矩阵的方法建立了织物的工艺设计模型,包括花型意匠图矩阵、编织意匠图矩阵、单元格定义矩阵以及编织图矩阵,结合织物设计开发流程总结了织物的花型意匠图矩阵向编织图矩阵的转换算法,并通过上机实例对工艺设计模型进行了验证。
针对当前电化学染色过程中染料还原率低、染色深度差问题,选择不同价态的铁盐溶液作为媒介与葡萄糖酸钠和Abal B配体形成协同络合体系,对靛蓝染料进行电化学还原。通过染液还原电位、染料还原率、亚铁离子转化率研究不同铁盐媒介的电化学还原能力。结合试验和极差分析探究还原液浓度、电压、通电时间对靛蓝间接电化学还原体系性能的影响,并对其染色工艺进行优化。试验得到的优化还原工艺为:靛蓝染料、FeSO4·7H2O、葡萄糖酸钠、Abal B、NaOH质量浓度分别为2.5、15、12、10.5、37.5 g/L,工作电压为10 V,时间为40 min。在此条件下,染料还原率达到89.95%,染色后棉织物染色深度值比传统方法提高4.5%,色光偏红,染色牢度与传统染色相当。
为解决常规涤纶织物染整加工需要碱减量、染色、还原清洗、水洗分步分浴进行所带来的耗时耗能等问题,使用耐碱分散染料,采用“碱减量和染色一浴一步法”工艺对涤纶针织物进行染整加工。分别探讨一浴一步法工艺中烧碱质量浓度、温度、时间对涤纶针织物性能的影响,得到最优工艺:处理温度为130 ℃,保温时间为50 min,烧碱质量浓度为10 g/L。结果表明:使用相同的染料、助剂及烧碱量对涤纶针织物处理,采用一浴一步法工艺得到织物的染色深度值比常规工艺处理得到的织物大,增深10%左右,若要达到相同的颜色,一浴一步法工艺可有效节省染料的用量;采用一浴一步法得到的染色涤纶针织物能达到免还原清洗的效果,染色产品色光稳定,色牢度优异。
为提升商业絮凝剂的絮凝效率及环境友好性,以亚麻废纱纤维素(FC)为基础原料,接枝聚丙烯酰胺(PAM),优化制备亚麻废纱纤维素基絮凝材料(FC-g-PAM),部分替代商业聚丙烯酰胺。借助红外光谱仪、场发射扫描电子显微镜、有机元素分析仪、X射线衍射仪、热重分析仪对FC-g-PAM的表观形貌和化学结构进行分析与表征,并考查其生物可降解性能,研究FC-g-PAM混凝处理印染、造纸和机械加工废水性能。结果表明:FC-g-PAM最优制备工艺为反应温度80 ℃、过硫酸铵用量0.30 g/g、PAM用量0.25 g/g、FC质量分数6%;FC-g-PAM热稳定性能优于FC,90 d生物降解率达68.5%;印染废水经FC-g-PAM混凝处理后浊度为17 NTU、色度为126倍、悬浮物含量为36 mg/L、CODCr值为372 mg/L、BOD5值为132 mg/L,混凝效果优于商业PAM。
为研究并增强柔性织物电极的电化学性能,采用改进Hummers法制备得到高浓度氧化石墨烯水溶胶,并通过干涂层法将氧化石墨烯涂覆于棉织物表面,经化学-微波两步还原法还原氧化石墨烯,制备了石墨烯/棉织物。进一步采用电化学沉积法将二氧化锰沉积在石墨烯/棉织物上,得到二氧化锰/石墨烯/棉织物复合电极材料。借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪和红外光谱仪对复合电极材料的形貌和结构进行表征。研究结果表明:复合电极材料在0.25 A/g的电流密度下比电容达到490 F/g,1 000次电容放电后电容保持在95.5%,能量密度达到17.01 W·h /kg。
为进一步提高石墨烯基纳米复合材料的远红外发射特性,通过一步水热法利用锆钛氧化物对氧化石墨烯进行纳米复合改性,制备了二氧化锆/二氧化钛/还原型氧化石墨烯(ZrO2/TiO2-rGO)纳米复合材料。以水溶性聚氨酯为黏合助剂将ZrO2/TiO2-rGO与纺织品相结合,制备出具有远红外发射性能的棉织物。借助扫描电子显微镜和傅里叶红外分析光谱对制备的ZrO2/TiO2-rGO复合材料表观形态和内部结构进行表征;通过远红外发射率和红外热成像技术表征了改性棉织物的远红外发射性能。结果表明:在温度为120 ℃,时间为4 h,氧化石墨烯、二氧化钛、氧氯化锆质量比为5∶3∶2的合成条件下整理棉织物时,其远红外发射率较未整理棉织物高出约2.5%;这种方法可有效减少石墨烯含量,且远红外发射性能优良。
为更好地数字化传承与创新传统的蓝印花布纹样,并能单独提取构成纹样的图案基元并进行分类,提出一种基于卷积神经网络的纹样基元分类方法。首先,对采集的128张蓝印花布图像进行纹样基元提取,形成图像样本库,共21 212张。其次,从库中随机选取80%的图像样本作为训练集,20%作为测试集,利用5×5卷积核对训练样本进行卷积操作,将得到的特征图进行池化。通过3层卷积、3层池化及2层全连接层计算后,利用Softmax分类器得到12种分类结果。最后,通过基元样本的学习获取最佳网络模型参数,并取得较理想的分类结果。结果表明:提出的卷积神经网络模型对12种纹样基元的平均分类准确率达99.61%,检测平均准确率达98.5%,为蓝印花布纹样的研究提供了新思路。
为评价蒸汽压力、蒸汽与人体相对距离等条件对织物中热湿传递的作用规律,在蒸汽暴露条件下,测量不同蒸汽压力与喷射距离时织物的热防护性能,分析织物内储水量、蒸汽渗透量与热防护性能之间的关系,并探究蒸汽压力对储水量、渗透量的影响规律。结果表明:蒸汽暴露条件下,增大蒸汽压力与减少喷射距离能够降低织物的隔热性能,明显影响织物蒸汽热防护性能;织物透气性与皮肤二级烧伤时间呈显著负相关关系;另外,储水量、渗透量与蒸汽压力呈现正相关,且分别与织物的回潮率和透气性呈现正相关;降低水分吸收和减少蒸汽渗透是提高织物热防护性能的重要因素。
为探究相同电磁屏蔽织物制备的不同结构与款式服装的屏蔽效能及其影响因素,采用同样材料,制作4种不同款式的电磁辐射防护服,穿在内置喇叭天线的假人上,在半电波暗室,对其屏蔽性能影响因素进行测试分析。结果表明,服装款式、接缝缝隙、结构开口、测试部位、假人模型是否填充吸波材料、电磁场极化方向等都是影响屏蔽效能的因素,尤其是服装款式和接缝缝隙。其中,马甲、大褂、分体服、连体服的胸部电磁屏蔽效能依次提高;当对连体服下腹部接缝缝隙进行导电织物贴片处理后,屏蔽效能大幅度提升;当在假人模型背部填充吸波材料消除谐振腔多次反射后,测试的屏蔽效能亦有所提升。领口、袖口等部位在采用紧口设计时,开口对屏蔽效能的影响并不显著。由于服装结构开口和接缝方向的影响,导致电磁波垂直和水平极化后防护服的屏蔽效能存在差异。
为更好地实现AutoCAD参数化功能在服装行业大规模个性化制版中的应用,针对A型裙样板难以参数化的问题,采用单圆弧拟合腰围线、双圆弧拟合摆围线的方法,构建A型裙结构的参数化模型。通过对约束方法的分析比较,提出参数化约束原则,解决AutoCAD参数化功能应用时存在的运行缓慢、紊乱和卡死等问题。根据AutoCAD参数化功能特点,给出A型裙样板参数化设计方法,实现具备规格变化、摆围大小调整、摆围线形状变化、放缝、面料经向选择等功能的A型裙样板自动化生成。研究结果表明:基于AutoCAD参数化功能的A型裙参数化样板,操作简易直观,可显著减少制版时间,提高工作效率,满足服装个性化定制的快速制版要求。
为得到相对精确的热防护服非稳态隔热性能预测数值,基于传热系统的非稳态传热模型,在防护服材料外表面分别为恒温边界条件和Howard模型对流边界条件下,利用有限差分法分别计算了2种边界条件下模拟皮肤处温度的时程曲线,所得结果均与实验测量值差别较大。在细致分析传热过程的基础上,综合运用傅里叶定律、牛顿冷却定律、以及Howard模型对流边界条件,在线化假设下提出了一种自然对流换热系数计算方法,代入非稳态模型后利用有限差分法进行了求解,随着时间步长的加密,计算结果迅速向实验测量值收敛,当时间步长为0.001 s时,计算结果与测量结果误差小于0.1 ℃。
针对服装单件流水线生产过程中由积压、等待及瓶颈等原因产生的生产平衡率过低的现象,从影响服装单件流水线生产效率的因素入手,以T恤衫为例,利用Flexsim软件对该款T恤衫单件流水线进行模拟仿真优化研究。首先建立仿真优化模型,然后根据Flexsim仿真模型和工序流程建立起T恤衫的仿真流水线,借助拟合软件对测得作业时间进行函数分析,得到各工位的作业等待、积压状态,在此基础上对工序进行组合兼顾,重新编制后再次进行模拟仿真的循环测试,最终将流水线瓶颈工序用时降低,生产平衡率由之前的80.4%大幅提升至95.3%,同时验证了Flexsim软件在不同款式的服装流水线生产过程中均具有进行模拟仿真的可行性与普适性。
在新零售时代服装品牌商面临多种挑战。为此,基于商业模式理论与服装品牌商渠道融合实践,选取休闲类和运动类服装品牌商案例,从价值发现、价值创造、价值实现3个阶段对服装品牌商全渠道融合模式进行多案例分析。研究结果表明:在实现全渠道融合前,案例企业均实现了从单渠道向双渠道模式的变革;全渠道融合是将线下渠道体验优势与线上渠道信息优势全面融合的销售实践;服装品牌商通过技术应用与机制创新可实现全渠道融合;全渠道融合模式实现了全渠道同品类、同价格、库存共享、会员数据互通;全渠道品牌商能够通过多种渠道与客户进行互动,借助网络平台、社交工具和优惠策略组织和引导顾客。
针对新型棉精梳机分离罗拉采用单伺服电动机驱动功率过大的问题,提出采用双电动机单向混合驱动的方法,在满足分离罗拉运动规律的条件下,通过对混合驱动机构进行合理的动力分配,提出并列型以及偏列型差动轮系混合驱动的概念,并通过虚拟样机进行仿真分析,比较各方案中电动机的动态性能。结果表明:相较于伺服电动机直接驱动分离罗拉,混合驱动方案中驱动电动机的速度、加速度(绝对值)减幅达30%以上,显著改善了电动机的动态性能;该设计还可根据不同种类的棉花工艺需求对车速进行适度的调节,增加机构的柔性,为高效精梳机的研究提供了新思路。
为了实现针织机械从底层连接到云端的互联互通,在国家智能制造标准体系建设的驱动下,基于网络、数据、安全等因素,构建了针织机械工业互联网模型,讨论了针织机械泛在连接与标识,通过分析OT+IT网络特征,设计了基于“互联网+”的网络结构与带宽,并对未来网络进行了探讨。结合重量级通信协议的可靠性与轻量级通信协议的便捷性,设计了针织机械互联互通专用协议,规范了报文的结构、语义,建立了通信保障与服务质量保证机制,让报文确信可达。设计了针织机械工业互联网互联互通的验证平台,对横机、圆纬机和经编机等针织机械的工业互联网互联互通网络与通信协议条款进行验证,通过验证、修订、再验证过程,保证了通信网络与协议的一致性。
为促进我国化纤行业转型升级与持续发展,对以生物基聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚对苯二甲酸-1,3-丙二醇酯纤维、聚乳酸纤维、聚呋喃二甲酸乙二醇酯纤维、聚呋喃二甲酸丙二醇酯纤维,以及生物基聚酰胺56纤维为代表的生物基聚酯、聚酰胺纤维的国内外生产现状,市场需求、技术发展及趋势进行了综述,对全球生物基纤维专利的分布、各主要开发机构的专利战略及技术情况进行了梳理及剖析。在此基础上结合国内高分子材料产业实际,对我国生物基聚酯、聚酰胺纤维的发展建言应重点攻关生物基乙二醇、对苯二甲酸、己二胺等战略性生物基单体制备的核心技术,同时就重点任务和发展路径提出了建议。
为更好地了解芳香族聚酰胺纳米纤维的研究现状,总结了近年来芳香族聚酰胺纳米纤维的制备方法,包括去质子化法,静电纺丝法以及自组装合成法。重点评述了基于芳香族聚酰胺纳米纤维复合材料的制备方法及其独特性能,其中特别关注了芳香族聚酰胺纳米纤维复合材料在超级电容器电极材料、锂离子电池隔膜材料、过滤膜材料以及纤维增强复合材料等领域的研究进展。相关研究为实现这类新型纳米复合材料的可控制备和结构调控提供理论参考。最后提出芳香族聚酰胺纳米纤维复合材料目前存在的挑战,认为芳香族聚酰胺纳米纤维材料作为新型的纳米“建筑模块”有很好的发展前景。
被服系统作为调节人体睡眠舒适性必不可少的产品,比室内环境对睡眠热舒适性的影响更大。为合理评价被服系统的热舒适性能,通过回顾国内外相关研究,从实验研究和舒适性模型研究的角度总结睡眠热舒适性研究中常用的评价方法;基于“人体—被服—环境”系统热湿交换理论,从被服系统热阻、湿阻、被内微气候等被服因素,人体热生理、性别和工作状态差异性等人体因素,环境温度、湿度、风速等环境因素3个角度分析了各类因素对睡眠热舒适性的具体影响;剖析当前研究中的不足和缺陷,展望被服系统睡眠热舒适性的研究趋势。提出建立普遍适用的“人体—被服—环境”系统舒适性模型,以提高对睡眠热舒适性评价的准确性。
针对纤维素纳米纤维(CNF)气凝胶易燃、强力低等问题,利用纳米蒙脱土(MMT)共混改性纤维素纳米纤维,基于冷冻干燥的方法制备阻燃隔热的CNF/MMT复合气凝胶。研究了MMT质量分数对CNF/MMT复合气凝胶形貌结构、压缩性能、热稳定性、热导率和阻燃性能的影响。结果表明:MMT的引入使气凝胶具有更加紧密的片层结构,气凝胶力学性能、热稳定性和阻燃性能得到改善;在MMT质量分数为50%时,CNF/MMT复合气凝胶的表观密度最大且仅为0.016 8 g/cm3,应变为10%的应力最大为12.45 kPa,应变为70%的应力最大为77.93 kPa,导热系数最大为 0.04 W/(m·K); 气凝胶中MMT质量分数不低于42.9%时,复合基气凝胶的极限氧指数得到明显提升。
为降低传统聚丙烯腈(PAN)纤维的制备成本并实现木质素的高值化利用,对木质素/PAN共混溶液的黏度进行研究,采用湿法纺丝工艺制备了不同比例的木质素/PAN复合纤维,确定其最佳纺丝工艺。借助扫描电子显微镜、差示扫描量热/热重同步分析仪、单纤维物性分析仪、紫外-可见分光光度计等测试手段对复合纤维的结构和性能进行研究。结果表明:相对含量为35%的木质素/PAN纤维仍具有均匀致密的结构,其强度达到 3.81 cN/dtex; 加入木质素后,二者的协同作用赋予了复合纤维良好的热稳定性,该复合纤维在低成本碳纤维和功能纺织材料等领域具有重要的潜在应用价值。
针对丝素蛋白(SF)吸水性差、力学性能不足等问题,以丝素蛋白为基材,亲水性葡萄糖(Glu)和塑化剂甘油(Gly)为辅料,通过冷冻干燥法制备得到SF/Glu海绵,然后通过蒸发溶剂法制备聚氨酯(PU)薄膜。通过医用热熔胶黏合SF/Glu海绵与PU薄膜获得丝素基双层敷料,并对双层敷料的结构和性能进行分析。结果表明:在Gly质量分数为0.5%,PU质量分数为8%,Glu质量分数为10%条件下制备的双层敷料,其吸水率高达自身质量的12.5倍,溶失率低于2%,保水时间延长至11 h;Glu和SF的相容性较好,Glu可使SF维持较稳定的β-折叠结构;制备的双层敷料无细胞毒性,且具有阻菌功能。
为开发具有pH值敏感性的药物缓释体系,以pH值敏感型材料聚天冬氨酸(PASP)的中间体聚琥珀酰亚胺(PSI)和热塑性聚氨酯(TPU)为纺丝原料,以5-氟尿嘧啶为药物模型,采用同轴静电纺丝法制备皮芯结构PSI/TPU纤维膜,通过后处理制得PASP/TPU纤维水凝胶载药体系。探究纺丝参数、后处理工艺对纤维膜形貌结构、化学结构、力学性能和溶胀性能的影响,并分析了药物体外释放行为。结果表明:PSI/TPU纤维膜经交联、水解反应可形成PASP/TPU纤维水凝胶,随着同轴纺丝过程中内层TPU流速的增加,PASP/TPU纤维水凝胶的芯层变厚,力学性能增加,溶胀性能变差;PASP/TPU纤维水凝胶具有pH值敏感性,溶胀倍率随pH值升高而增加;PASP/TPU纤维水凝胶的药物体外释放速率随缓释介质pH值的不同而发生变化。
针对聚丙烯(PP)超细纤维材料韧性不足的问题,以聚酯(PET)和PP为原料,采用共混熔喷法制备了PP/PET双组分微纳米纤维熔喷非织造材料,研究了PP/PET双组分聚合物熔体的流动指数和热性能,并对制备样品的形貌特征和柔韧性进行分析。结果表明:样品形貌为典型的熔喷非织造材料结构特征,细纤维与粗纤维在水平方向上交错排列形成叠合形态;且随PET质量分数从8% 增大到15%,纤维的平均直径从5.52 μm逐渐降低到3.61 μm;在双组分纤维内,PET与PP之间有清晰相界面,且PET以直径为10~100 nm的微纤形式存在;样品的韧性得分随着PET质量分数的提高从29.91增到35.20。
针对共混法制备的功能纤维中微粒分布缺乏相应检测手段的现状,提出一种通过配制同折射率溶液使纤维透明化来表征其中微粒分布的方法,并对防透明聚酯纤维以及消光聚酰胺6纤维中TiO2的分布进行测试,同时借助扫描电子显微镜对纤维横截面、纵向表面的TiO2分布进行观察,纳米CT成像技术对纤维进行三维图重建。结果表明:扫描电子显微镜法仅能够显示小范围内TiO2的分布;折射率法在表征纤维中共混微粒分布上具有一定的可行性,三维重建后的纳米CT成像结果可统计出纤维中共混微粒及其粒径分布。实验结果表明,母粒纺比切片纺更易造成防透明聚酯纤维中TiO2的团聚。
针对在同一纤维横截面图像中难以同时测量多根纤维参数的问题,提出了一种基于边界跟踪测量麻纤维横截面参数的算法。首先利用边缘提取算法提取麻纤维的边缘,通过修改边缘提取算法的敏感度阈值获取合适的边缘检测图像,然后采用边界跟踪算法对边缘检测图像中的麻纤维进行识别和标记,利用循环标记出图像中所有的麻纤维并保存边界跟踪的路径点坐标,最后利用算法测量麻纤维的周长、面积和圆度。实验结果表明:该方法能够同时测量多根麻纤维的横截面参数;根据用于测试的标准圆的数据可知,本算法测得的麻纤维的周长偏差大约为3%,面积偏差大约为4%,数据误差较小。
为解决工业生产中人工检测丝饼表面缺陷效率低、漏检率高的问题,提出了一种在梯度空间下根据图像信息熵变化和能量分布的差异来检测丝饼表面缺陷的方法。首先设计一套基于机器视觉的丝饼图像采集装置,用于获取传输过程中的丝饼表面图像;然后将丝饼图像转换到梯度空间域,构建一个信息熵和能量的组合特征用来表征缺陷,选择适当的临界阈值区分丝饼缺陷区域与正常区域;最后对分割出的丝饼缺陷利用形态学处理得到最终的检测结果。实验结果表明,该方法对丝饼表面污渍、压痕、起毛等缺陷具有较好的检测效果,缺陷识别准确率高、速度快,可满足工厂对检测准确性和实时性的要求,实现丝饼表面缺陷的自动化检测。
为减少涤纶用量以保护石油资源,制备了涤纶/苎麻混杂非织造复合材料。分析了涤纶/苎麻混杂量对非织造复合材料在管道翻衬施工及修复中拉伸强度的影响,利用复合材料混合定律和胡克定律建立了管道修复用涤纶/苎麻非织造材料内衬复合材料的理论临界混杂比和拉伸强度计算公式。结果表明:理论临界混杂比为0.177,实验所得临界混杂比在0.2附近,实验拉伸强度与理论拉伸强度的变化规律基本一致。临界混杂比和拉伸强度计算公式具有较高的实用性,可为翻衬修复受损大管径、非压力排污或排水管道的管状非织造复合材料的设计和生产加工提供参考。
针对传统平面设计模式下提花织物表面织纹和色彩效果的表现效果受限的问题,借鉴数据分层、组合显色的数码图像设计原理,提出一种创新的提花织物分层组合设计模式,将提花织物理解成由若干个织物结构层组成,同时,通过织物结构层的独立设计和组合应用来实现提花织物复杂组合结构的设计。通过对数码提花织物分层组合设计模式的设计原理、设计方法和关键技术问题进行分析,构建起数码提花织物分层组合设计模式研究和技术应用的基本框架,以及基于分层组合设计模式的数码提花织物创新产品体系,并利用设计实践来论证其应用价值。
为拓宽立体几何褶皱织物的设计思路,设计具有立体几何效果的褶皱织物,对立体几何褶皱织物的成型原理进行了研究和探讨。提出了在二维织物面料铺设折叠线,形成一定规律的几何图案,并将几何图案按折叠线划分成上凸折叠区、下凹折叠区及非折叠区,在不同折叠区填充不同组织并以弹性纱和非弹性纱交替引纬,以此作为设计立体几何褶皱织物的基础。结果显示:设计好几何图案,选择不同的纬二重组织填充不同折叠区域,选用蚕丝为经纱、涤纶低弹丝与氨纶丝包覆的弹力丝与涤纶全拉丝为纬纱进行织造,所得的织物能形成具有明显立体几何形状的褶皱。
京公网安备11010502044800号
