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。
随着纺织工程和材料科学的快速发展,智能纤维与织物以其柔软、轻便、透气等优势成为可穿戴设备的首选载体。热拉式多材料光电子纤维有望通过热拉制工艺发展为具有多参量感知、温度调控、信息交互等功能的智能纤维。为使热拉式多材料光电子纤维可更好地服务于纺织行业,重点讨论了热拉式多材料纤维光电子技术的研究进展,总结了热拉纤维内微纳结构的调控机制,阐述了热拉式多材料纤维在传感、能源、生物、医疗等场景中的应用,并展望了热拉式多材料纤维光电子技术未来在材料选择及研发、纤维结构调控、纺织加工、多功能集成、人工智能5个方面的研究趋势。最后指出:热拉式多材料光电子纤维未来将从单一功能向多功能、力学性能改善、智能计算等方向发展,以便更好地与传统纺织加工技术结合,进一步提升织物的功能性、穿戴舒适性、场景普适性。
显示器件是电子设备不可或缺的人机交互平台,其结构朝着轻量化、柔性化、集成化方向发展。为了实现显示功能与织物的集成,同时保持织物的柔软、透气导湿、适应复杂形变等特性,围绕与织物结构有效匹配的发光材料和器件设计,综述了织物显示器件领域的发展,阐述了被应用于织物显示的发光材料及其工作原理,总结了平面、纤维和经纬交织3种织物显示器件的结构,讨论了不同材料和结构对织物显示器件的发光和显示性能、柔性、稳定性的影响,最后展望了织物显示技术的发展方向,以期为纺织和显示领域交叉融合发展提供理论和应用参考。
针对当前空调制冷与供暖中造成的能源消耗激增与实现“双碳”的全球目标之间出现巨大矛盾,实现由智能织物对人体自身热湿舒适性调节从而降低能耗成为亟需解决的问题。根据当前热湿舒适性智能织物的研究,概述了人体热湿舒适性调节原理;介绍了由高性能材料(如高红外线反射、高导热、高红外线透过材料)制备的热湿舒适性智能织物以及通过纤维或织物结构控制实现的智能织物(如保暖、吸湿快干、智能热湿调节织物)。分析了不同调节方式的智能织物制备方法及现阶段面临的困难和挑战;提出可制备新型热湿刺激响应纤维,通过纤维的低成本、大规模生产达到智能热湿调节织物的生产及广泛应用;展望了热湿舒适性智能织物在“双碳”背景下,推动智能服装发展的应用前景。
针对航天员在微重力环境下的肌肉骨骼去重力性适应问题,以人体生物力学与服装功效学为研究背景,介绍了对抗微重力环境的压力服装的研究现状,分析了空间站现用压力服装和文献报道中的原型服装的对抗机制和结构功效特点,总结并完善现有评价方法。研究认为:该类压力服装存在重力加载量不足、性能测试单一的问题,应深入优化纺织成形工艺,探究服装力学性能与人体所需载荷的关系,结合多学科技术,全面评价服装加载功能性、穿着舒适性和人体生理适应性;研发持久稳定、透湿舒适的新型材料,提高评价方法的智能化和准确性以及将该航空压力服装技术转化为卧床患者康复措施是未来的发展方向。
为实现复合纤维中石墨烯的分子级分散,从而改善现有石墨烯复合纤维制成率低、强度低、耐用性差等问题,提出了一种原位展开共聚的机制,使得聚酰胺6(PA6)分子接枝的石墨烯片能够均匀分散在体系内,从而批量制备多功能PA6/石墨烯纤维,建立起全新的纤维制备-加工-性能一体化系统,实现了多功能性和高力学性能的兼顾。结果表明:在聚合过程中,花状氧化石墨烯呈现出逐步展开、分散的形貌变化,同时参与聚合反应中;反应结束后,PA6分子均匀接枝在石墨烯片表面,并诱导PA6发生了晶型转变;加入0.1%石墨烯后复合纤维单丝的拉伸强度相比纯PA6纤维提高25.4%,拉伸模量提高49.5%;此外,石墨烯复合PA6面料兼具优异的抗菌、抗病毒、远红外发射、负离子发生、防紫外线等功能,具有广阔的市场前景。
为避免在聚酰胺纳米纤维过滤材料制备和使用过程中甲酸等溶剂对人体和环境的潜在危害,采用乙醇(溶剂)和水(非溶剂)通过静电纺丝技术制备了绿色溶剂型聚酰胺纳米纤维膜,分析了纺丝液中乙醇与水的质量比对溶液性质和纤维成形的影响,研究了纳米纤维膜本体结构与空气过滤性能之间的关系。结果表明:在聚酰胺/乙醇溶液体系中加入适量的水能减小纤维直径,但过量的水又会使纤维直径增大,当溶剂中乙醇与水质量比为9:1时,聚酰胺纤维最细,平均直径为332 nm;该聚酰胺纳米纤维膜具有小孔径(0.7 μm左右)、高孔隙率(84%)的孔结构,对最易穿透粒径颗粒物PM0.3具有较好的过滤性能,过滤效率为99.02%,阻力压降为158 Pa,品质因子为0.029 3 Pa-1。
为保护医护人员生命健康安全,研制了一种兼具抗菌和阻隔功能的可重复使用生物防护材料。首先以纳米银(AgNPs)为抗菌剂,热塑性聚氨酯(TPU)为基体,通过静电纺丝技术制备载银TPU纳米纤维膜;然后以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为疏水整理剂,涤纶织物为基材,通过等离子体刻蚀—浸轧PDMS—焙烘工艺制备防沾污织物;最后将制备的载银TPU纳米纤维膜与防沾污织物进行点胶复合制备生物防护材料。测试了生物防护材料的抗湿性能、透湿性能、防水性能及过滤性能等。结果表明:经过50次标准洗涤后,防沾污织物的水接触角达到143.1°;纳米银负载量为300 mg/kg的生物防护材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均达到99.99%,且沾湿等级达到5级,水蒸气透过量为2 654.8 g/(m2·24 h),断裂强力为450 N左右,静水压为53.6 kPa,过滤效率达到99%以上。
为解决聚苯硫醚(PPS)纤维在燃烧过程中热释放和烟释放较高的问题,实现其在热防护服领域的应用,将石墨烯(G)添加至PPS基体中,通过共混造粒与熔融纺丝工艺制备PPS/G纳米复合纤维,对复合纤维的聚集态结构及力学性能进行测试,并研究其燃烧和炭化行为。结果表明:石墨烯可显著提高聚苯硫醚纳米复合纤维的燃烧残炭量及炭层结构的致密性,当石墨烯质量分数达0.3%时,PPS/G纳米复合纤维织物的热释放速率峰值从67 kW/m2降低至28 kW/m2;当石墨烯质量分数为0.7%时,总热释放和总产烟量均下降最多,分别降低62%和66%,燃烧性能得到显著改善;且所得复合纤维能够保持更高的断裂强度和断裂伸长率,有望应用于阻燃防护织物领域。
针对导电材料填充纤维素复合纤维的强度与导电性能难以兼顾的问题,利用羧基改性碳纳米管能较好地分散在水中,以及低温 (-10 ℃) 条件下氢氧化钠/尿素溶液能较好地溶解纤维素这个特性,制备了纤维素/碳纳米管复合纺丝液,然后通过湿法纺丝制备了含有不同质量分数碳纳米管的复合纤维,对复合纤维的微观结构、力学性能以及电学性能进行表征。结果表明:由于纤维素与碳纳米管之间的强相互作用以及碳纳米管的取向,使复合纤维具有良好的力学性能和导电性能,当碳纳米管质量分数为20%时,复合纤维的断裂强度为165 MPa,电阻为3 kΩ;当电压升高到30 V时,复合纤维的温度在15 s内可上升到62.3 ℃,且吹气和浸入水中都能产生规律的电阻变化。
为降低聚丙烯(PP)熔喷纤维的直径,解决其在空气过滤过程中过滤效率和过滤阻力之间的矛盾,借助静电场和超临界二氧化碳协同静电场制备PP熔喷纤维,并对PP纤维的形貌、过滤性能、力学性能进行表征与分析。结果表明:在制备过程中添加静电场后,PP纤维的平均直径从3.22 μm降低至2.44 μm,在此基础上经超临界二氧化碳处理后PP纤维的平均直径进一步降低至1.73 μm,最小纤维直径达780 nm;随着纤维直径的降低,PP纤维直径分布变窄,纤维间黏结点减少,孔隙率和比表面积增加,微纳米纤维的过滤效率和过滤阻力均得到明显改善,其对0.3 μm的颗粒物过滤效率高达99.25%,32 L/min气流量下过滤阻力仅为23 Pa。
为探究纤维在熔喷气流场中的牵伸运动过程,对熔喷气流场和纤维牵伸过程进行数值模拟。分析了熔喷气流场的分布特点,采用欧拉-拉格朗日法建立了熔喷纤维牵伸力学模型,获得熔喷纤维在气流场中的运动轨迹、牵伸倍数等信息;利用高速摄影机捕获了纤维在熔喷气流场中的运动轨迹并验证了模拟结果。结果表明:熔喷喷嘴下方存在气流回旋区,气流场分为射流单独流动区、射流汇合融合区和射流合并区;熔喷纤维的牵伸倍数先增加后减小,纤维运动在射流单独流动区出现鞭动,在射流合并区中存在纤维折叠成圈现象;射流汇合融合区是纤维细化的主要区域,该区域内纤维鞭动增加,牵伸倍数最大;验证实验中纤维运动中的鞭动、折叠成圈和运动轨迹与模拟结果一致。
为了制备具有良好纺织特性的弹性导电纱线材料,以棉粗纱、氨纶、银丝为原料,通过设计原料的喂入方式及在环锭纺纱机的前罗拉与导纱钩之间附加定位装置,纺制以氨纶为纱芯、银丝与棉纤维螺旋包缠氨纶且棉纤维位于纱线表面的弹性导电包芯纱,探究捻度对纱线弹性、导电性、耐磨性和断裂强力的影响。以银丝紧贴氨纶表面包缠为模型,计算得到不同捻度下包芯纱中紧贴氨纶表面包缠的银丝长度的理论值。实验结果表明:包芯纱的弹性随捻度变化,在70捻/(10 cm)时包芯纱定伸长伸长弹性率、定负荷伸长弹性率较大;在包芯纱伸直(不伸长)状态下,纱线实测电阻值随捻度的增大而增大;在包芯纱伸长10%的状态下其实测电阻值小于伸直状态下等长度包芯纱实测电阻值,且在75 捻/(10 cm)时伸长状态与伸直状态下的相同长度包芯纱的实测电阻值之差较小。
为进一步提升锦纶/棉混纺纱质量,针对捻度与锦纶/棉混纺纱质量指标的关系问题进行了分析。在其它工艺相同的条件下调整细纱工序捻度的设置,纺制了16种锦纶/棉混纺纱,对其质量指标进行测试,并通过SPSS软件对捻度与混纺纱质量指标之间的关系进行拟合与回归分析,建立了混纺纱质量指标随捻度变化的回归预测模型。结果表明,捻度与锦纶/棉混纺纱强伸性能、粗细节和毛羽指标显著相关,测试组数据与预测值间残差绝对值均在3倍残差标准差以内,验证了模型的有效性。捻度大小直接影响锦纶/棉混纺纱的强伸性能、粗细节和毛羽指标,预测模型反映了捻度对混纺纱强伸性能、粗细节和毛羽指标影响的数量相关关系,为锦纶/棉混纺纱生产中捻度设计和快速调整提供了参考依据。
为探究电脑横机开发全成形针织产品的更多可能性,以针织运动护膝为研究对象,探究全成形局部结构变化原理,并进行工艺实践。首先通过三维扫描系统获取膝盖数据,确定护膝的二维纸样尺寸,将工艺参数代入二维纸样中的尺寸获得护膝整体的针织工艺模型;再对护膝局部变化组织进行开发设计,通过双针床电脑横机和SDS-ONE APEX3系统开发全成形局部多层结构,在护膝的髌骨部分和侧边设计不同的线圈结构来实现保护功能。结果表明:在膝盖髌骨部位用全成形方法编织的3层线圈结构来代替传统的防护材料,质量减少68.2%;同时,全成形编织方法省去了编织后裁剪与缝合等工序,减少原料损耗,节约人工成本。
为探究界面层对SiCf/SiC复合材料性能的影响,选用国产第3代SiC纤维,通过先驱体浸渍裂解工艺制备了热解碳(PyC)、热解碳/碳化硅(PyC/SiC)、氮化硼(BN)、氮化硼/碳化硅(BN/SiC)4种界面层的三维机织角联锁SiCf/SiC复合材料。在此基础上,结合声发射技术对复合材料进行常温断裂韧性测试,并利用扫描电镜对其细观损伤模式进行评价。结果表明:界面层对三维机织角联锁SiCf/SiC复合材料的断裂强度和断裂韧性有强决定作用,但对其初始模量没有太大的影响;以PyC层为主界面层的试样具有良好的断裂韧性,试样P-SiCf/SiC和P/S-SiCf/SiC的断裂韧性分别为13.99和16.93 MPa·m1/2,而试样B-SiCf/SiC表现出强界面结合,具有最低断裂韧性6.47 MPa·m1/2;但在界面引入SiC层后,试样B/S-SiCf/SiC的断裂韧性显著提高至15.81 MPa·m1/2;声发射能量和撞击数可完整描述SiCf/SiC复合材料的实时损伤过程。
为揭示纱线张力对三维机织复合材料抗冲击及冲后压缩性能的影响规律,基于多剑杆织造工艺,配置不同接结纱张力(25、50、100 cN)织造三维正交机织物,通过真空辅助树脂传递模塑成型工艺制备复合材料,并在室温下进行低速冲击及冲后压缩性能测试。结果表明:当接结纱张力为100 cN时,试样在冲击载荷下发生表层树脂大面积破裂和剥离并使纬纱失去支撑,同时,试样表层纬纱发生较大卷曲,促使压缩载荷发生屈曲失效;接结纱张力为100 cN试样的压缩性能相比接结纱张力为25 cN试样下降约50%;接结纱张力较高时易导致纬纱卷曲增大和树脂富集,并由此降低试样的弯曲刚度和冲后压缩性能。
为探究染料拼色轧染体系中补液系统的数字化控制方法,基于拉曼光谱技术对染料拼色染色过程进行实时监测,建立了染料拼色轧染过程中的补液模型。利用拉曼光谱技术与偏最小二乘法(PLS)相结合的方法,建立拼色染料浓度的定量分析模型,实现染料拼色上染过程的实时监测,得到染料拼色上染过程中各染料的初始上染速率值;然后根据补液前后染液质量守恒和各染料质量守恒公式建立染料拼色轧染的补液模型,计算出需要实时补加的各染料质量。实验验证结果表明:通过该补液模型进行补液后,轧染的25块织物色差均保持在0.5左右,且轧染液中各染料的质量浓度基本保持不变;而以原染液质量浓度补液后织物色差达到7左右,染料质量浓度降低了50%以上;该补液模型相比原染液补液体系的准确性较高。
针对传统仿植被印染伪装织物易出现“同色异谱”现象、印染工序复杂的问题,通过分散染料直接印花方法制备了可精确模拟常见绿色植被可见光-近红外(Vis-NIR)反射光谱特征的印花织物。研究了染料种类及含量、染料复配种类及比例、织物规格及含水量对涤纶印花织物Vis-NIR反射光谱特征的影响。通过计算印花织物与叶片反射光谱间的欧氏距离、光谱角和光谱相关系数,分析其仿植被Vis-NIR伪装性能,并测试其色牢度性能。结果表明:以240 g/m2机织本白涤纶织物为基布,分散蓝NP-SBG、分散橙30、分散深蓝HGL复配质量比为2.5:2.0:1.1,含水量为120.9%时制备的印花织物,其光谱反射率曲线与绿色植被Vis-NIR反射光谱相似,与万年青叶片光谱曲线的欧氏距离为0.346,光谱角在400~780 nm波段为0.169°、在780~1 350 nm波段为0.009°、在1 450~1 780 nm波段为0.094°、在2 000~2 350 nm波段为0.107°,光谱相关系数为0.997,达到一级高光谱伪装要求;同时该印花织物的褪色牢度、沾色牢度、耐干摩擦色牢度、耐湿摩擦色牢度均为5级,色牢度性能优异。
为降低抗菌羽绒制备中的原绒损耗,缩短工艺流程,将抗菌整理剂加入羽绒最后一道漂洗浴中,经振荡浸渍、离心脱水、烘干制得抗菌羽绒。借助扫描电镜、傅里叶红外光谱仪等对羽绒结构进行表征,通过平板菌落计数法测试羽绒的抗菌性能,同时分析此工艺对羽绒基础指标的影响。结果表明:采用短流程工艺制得的抗菌羽绒其形貌、蓬松度不受影响,抗菌剂填充并附着在绒丝纤维表面凹纹和菱节夹角处,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有优异的抗菌性能,抑菌率达100.00%;经3次水洗,抗菌羽绒对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别达到90.00%和66.18%,具有一定的耐水洗性能;短流程抗菌工艺降低了对原料绒的损伤,抗菌羽绒的清洁度、残脂率、耗氧量、气味并未发生明显变化。
为改善导电织物导电层与织物间的界面黏附性,构建有效接触的导电网络,提升传感响应特性,采用聚多巴胺(PDA)对涤纶/氨纶针织物表面进行修饰,制备以还原氧化石墨烯(RGO)和聚吡咯(PPy)为导电层的柔性传感器。借助傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜、自制KTC传感测试盒、四探针方阻测试仪、万能拉伸试验机等对导电织物进行表征与分析。结果表明:经PDA修饰后的织物与RGO/PPy间的界面黏附性有明显改善,所构建导电网络更为连续,相较于未修饰的导电织物具有更好的耐久性和耐磨性;该织物柔性传感器的拉伸范围在0%~130%之间时,灵敏度增加至39.1,响应时间为0.06 s,可准确识别人体关节运动。
内穿服装作为消防员贴身穿着的服装,会影响衣下微环境的温湿度及汗液分布,进而影响人体的热生理和心理反应。通过调研确定了4组典型的消防员内穿服装,并开展着装人体热反应实验,测试8名受试者在4种着装条件下的热生理反应和心理反应。利用层次分析法,探究各指标间的内在关联及效应权重,计算了消防服套装的综合得分。结果表明:消防服内穿棉/涤纶短袖和棉/涤纶长裤时人体的皮温、心率、皮肤电反应和湿感觉的综合得分最高,其中心率比其它3组样本小4.31次/min,且湿感觉最不强烈;着装人体的热感觉、湿感觉和黏附感存在区域差异,躯干和大腿的热、湿感觉最强烈,前臂、膝部和小腿的黏附感最强烈;应基于功能分区的设计优化消防员内穿服装,如前胸和后背拼接透气导湿面料,小腿拼接耐磨面料。
针对基于手绘草图的服装图像生成质量较低以及服装图像丰富的语义属性与视觉细节难以利用的问题,提出一种基于手绘草图的服装图像生成方法AGGAN。利用深度学习技术中的强大生成模型生成式对抗网络与注意力机制,对服装草图与服装图像数据进行学习,通过属性融入模块将服装属性进行One-hot编码后得到AdaIN参数并融入到生成对抗网络模型中,训练模型学习服装图像与其视觉属性之间的对应关系,使得模型能够在输入条件为服装属性的情况下生成相应的服装图像。对比了AGGAN与其它图像生成方法在输入为服装草图时生成服装图像的效果,结果表明:AGGAN的弗雷切特初始距离FID值得分相较于无监督图像生成模型CycleGAN降低了26.2%,初始分数IS值则提高了13.8%,明显提升了生成服装图像的多样性与保真度。
针对深度卷积神经网络模型复杂导致嵌入式设备难以满足实时在线检测的问题,提出改进型RFB-MobileNetV3(RFB-MNV3)的棉杂检测方法。首先,根据高精度轻量化网络模型的构建和保证检测准确率高的前提下,减少MNV3冗余网络结构;其次,将3×3卷积层取代5×5卷积层,1×3+3×1卷积层折叠取代3×3卷积层作为改进型感受野(RFB)模块部署到改进型MNV3的池化层中,以提升棉杂的在线检测速度和准确率;最后,将改进前后的算法与其它检测算法进行比较。结果表明,改进型RFB-MNV3算法的单张检测速度可达到0.02 s,在线检测平均准确率达到89.05%。通过对MNV3网络结构进行改进,在保证高检测准确率的前提下,可满足嵌入式设备在线棉杂检测的需求。
针对气流槽聚纺纱不同集聚凹槽形状对成纱性能的影响,建立集聚区域三维模型,利用Fluent软件模拟不同凹槽结构的气流槽聚装置集聚区域的流场分布,比较其气流流场的特点。模拟结果表明:在相同负压条件下,非对称凹槽气流槽聚装置的气流利用率高,负压气流方向和集聚方向的速度分别为48.3、24.5 m/s,可有效握持和集聚纤维束,使得输出的须条能够最大程度地集聚,纤维也尽可能多地集中成为主体纤维束,有利于减少毛羽。通过测试所纺27.78 tex苎麻纱的成纱性能,验证非对称凹槽的集聚性能以及集聚气流对成纱性的影响。实验结果表明:采用非对称凹槽集聚装置纺制的纱线毛羽比环锭纺减少了77.58%,成纱强力比环锭纺提高了14.32%,成纱性能显著提高。
为了对运输导轨上筒子纱的纱管品种进行检测,提出一种基于纱管图像分类的品种检测方法。首先通过搭建的采集装置采集筒子纱顶部包含纱管信息的图像,运用阈值分割和椭圆拟合得到纱管区域,利用极坐标变换将纱管圆环展开成矩形图像,然后使用HSV颜色直方图和局部二值模式分别提取纱管展开图像的颜色特征和纹理特征,最后通过支持向量机构建筒子纱纱管品种分类模型实现纱管品种检测。采用建立的纱管品种检测分类数据集进行实验,结果表明,本文方法相比于其它特征组合和分类器,具有更高的分类准确率,对相同图案的星型纱管、黑色系花纹纱管和混合纱管的分类准确率达100%,可为纺纱企业筒子纱纱管品种检测与运输包装提供参考。
为提高上浆质量以及解决使用接触式电阻含水率测量仪会破坏浆膜的问题,设计开发了基于弧形电容器的浆纱回潮率在线测量系统。根据浆纱在弧形电容器中的电场模型和电容法测量原理,利用指数回归算法建立电容差与回潮率的函数模型。上浆时,浆纱穿过弧形电容器,电感、电容、电阻(LCR)电桥测试仪将测量的电容值数据传到上位机,上位机根据模型计算出实时浆纱回潮率。讨论了弧形电容器结构、LCR电桥测试仪测试参数、环境温湿度、浆液含固率、浆纱线密度、回潮率对测量电容值的影响。实验结果表明:电容值受LCR电桥测试仪测试频率的影响较大;电容值随电容器结构参数极板长度、极板包角的增大而增大,与极板曲率半径呈负相关;环境温湿度会对电容值产生复杂影响,因此要求在恒温恒湿条件下进行测量;浆纱回潮率对电容值的影响显著,且回潮率与电容差呈指数函数关系。在上浆机上使用电容式回潮率在线检测系统进行测试,得到的浆纱回潮率与烘箱法测量结果相比平均误差小于5%,本文系统具有一定的工程实用价值。
纳米粒子催化剂具有优异的催化活性,但在使用时其易团聚且回收较为困难。鉴于此,以纳米纤维为载体,将纳米粒子催化剂负载于纳米纤维上制得纳米纤维基催化材料,从而有效解决了纳米粒子催化剂的回收难题。为更好了解纳米纤维基催化材料的制备及应用研究进展,综述了近年来纳米纤维基催化材料的制备方法和工艺流程,介绍了纳米纤维基催化材料在催化染料降解、有机物降解、重金属离子还原等领域的应用研究进展。最后指出:纳米纤维基催化材料具有催化活性高、催化剂易回收等优点,但仍存在力学性能差和制备效率低的缺点,尚无法满足大规模实际应用; 为满足实际应用,提高纳米纤维基催化材料力学性能,寻求批量化制备工艺,是未来研究的重点。
为提高疵点检测的准确性和通用性,实现使用简洁而有效的形式对织物图像的特点和疵点的本质特征进行综合表达,首先,介绍了深度学习技术,对引入了深度学习的疵点检测方法进行综述,同时对深度学习与疵点检测的内在关系进行阐述;然后,分析总结了深度学习的概念及代表性的计算模型,并对引入深度学习的疵点检测方法进行归纳、总结和分类;最后,对典型的方法进行了分析,讨论了各种方法的优缺点,并对未来的研究趋势进行了展望。指出:随着深度学习的发展,探索更加通用的检测方法是推进深度学习在织物疵点检测领域应用的努力方向。
为全面评价热防护服在热暴露阶段的蓄热防护作用以及在冷却阶段因蓄热释放对人体造成的热危害效应,介绍了防护服热蓄积产生的原因,阐述了现阶段防护服热蓄积的测试方法以及数值模拟研究现状;从服装因素、环境因素以及人体因素3个方面归纳了防护服在热暴露阶段蓄热特性的影响因素;并总结了织物基本物理性能、空气层配置、织物水分、织物受压等因素对冷却阶段防护织物放热危害特性的影响。最后提出:在未来的研究中应针对多元化的热灾害环境以及冷却环境开展热防护服蓄放热双重特性的基础研究,并基于热防护服蓄放热双重效应探究其最优的配伍设计。
本丝巾选取兔年为主题，蓝绿色为主要色调，用层层递进的构图手法，将兔年的喜庆氛围一一展现。丝巾的中间，以玉兔望向柿子树的形态作为主体，象征着吉祥如意，同时也寓意免年事事顺心、万事如意。中间一层用一圈水纹包住玉兔所在庭院图案的形态，象征着水润万物、润泽大地，也寓意玉兔在人间与百姓同欢。用四色牡丹作为外圈，象征着富贵和吉祥，同时也寓意春天的气息。在色彩上，采用了蓝紫相间的色调，使整体颜色有深浅层次变化之感，更具活力和动感。丝巾图案整体展现了生活自然和谐、团圆喜庆、吉祥如意的美好寓意。
本系列作品的设计灵感来源于广东雷州古民居建筑装饰艺术中的“草龙纹”“万字纹”，整个礼服设计采用鱼尾型、A型的外轮廓造型。利用数字化技术提取草龙纹样、万字纹样，以点、面的形式布局在礼服的正身、臀部、下摆等处。主色调由蓝色渐变到深绿，蓝灰相间草龙纹样提亮了局部配色，整个系列表现出中国风礼服设计的浪漫飘逸，也体现了雷州古民居建筑装饰文化在现代设计运用中的创新诠释。
本系列作品的设计灵感来自江南古镇元素。随着城市化进程的加快，人们不断往城市迁徙，古镇风景在记忆中日渐淡化。粉墙黛瓦的古镇建筑是最具代表性的江南文化之一，所设计服装在表达古镇景观的手法上做了创新，充分发挥了牛仔面料的特点，运用手绘、拼贴、撕碎、破口、砂磨等手法创造一幅幅生动逼真的“牛仔古镇”，青石小路、砖瓦墙面、小石板桥等古镇特有的元素借助牛仔面料表现的栩栩如生。整个作品旨在表达江南文化既温婉亦坚硬的特点，激发人们保护古镇意识。
针对聚酯 (PET)纤维易燃且燃烧时伴随着大量熔滴与烟气的问题,将二乙基次膦酸盐阻燃剂、大分子型有机硅与PET载体共混制备磷硅阻燃母粒。将磷硅阻燃母粒按照一定质量分数添加到常规PET切片中混合,经熔融纺丝制得阻燃抑熔滴PET纤维。借助扫描电子显微镜、复丝强度仪、差示扫描量热仪、热重分析仪、氧指数测试仪、拉曼光谱仪对阻燃PET的力学性能、热性能与阻燃性能等进行表征和分析。结果表明:二乙基次膦酸盐阻燃剂使PET表面脱水成炭,大分子型有机硅提升了炭层的石墨化程度,形成有序稳定的炭层,增强了阻燃PET纤维阻燃性能并抑制熔滴形成,且燃烧形成的烟气量下降;添加质量分数为3%的二乙基次膦酸盐阻燃剂与0.77%大分子型有机硅纺制的阻燃PET纤维,其极限氧指数达到31%以上,垂直燃烧测试等级达到 V-0 级;通过磷硅元素间的阻燃协效作用改善了阻燃PET纤维的可纺性,同时使其具有良好的阻燃与抑熔滴性能。
为探索高纺速下Lyocell纤维凝聚态结构与原纤化的关系,在不同条件下进行高速纺丝,从结构出发调控Lyocell纤维原纤化。借助X射线衍射仪、湿摩擦测试仪及偏光显微镜等,探究了凝固浴N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO) 质量分数、纺丝速度及吹风风速对Lyocell纤维凝聚态结构和原纤化的影响。结果表明:一定程度提高凝固浴NMMO质量分数可使Lyocell纤维凝聚态结构更完善,提高纺丝速度可促进Lyocell纤维无定形区取向,提高吹风风速会促进其横向晶粒尺寸增长;凝聚态结构直接影响Lyocell纤维原纤化程度,结晶取向度低、晶粒尺寸小的Lyocell纤维抗原纤化更好,因此,在一定范围内降低凝固浴NMMO质量分数、纺速、吹风风速均可降低纤维原纤化程度;其中,调整凝固浴NMMO质量分数可同时改变全取向度(尤其是非晶取向)和横向晶粒尺寸,更易于高纺速下调控Lyocell纤维原纤化性能。
为制备耐高温熔喷过滤材料以应对高温工业粉尘的污染问题,研究了聚乙烯三氟氯乙烯(ECTFE)的热性能、动态热机械性能、流变性能以及形貌,并选取合适的工艺参数成功制备得到ECTFE熔喷非织造材料,对ECTFE熔喷非织造材料的结构与高温处理下的过滤性能进行表征,结果表明:ECTFE熔喷非织造材料纤维网中的纤维呈现随机交错、缠绕排列,其纤维直径分布在4~12 μm, 平均直径约为7.12 μm,其孔径主要分布在45~55 μm;当将ECTFE熔喷非织造材料从150 ℃预加热到210 ℃并用于过滤后,其对PM10的过滤效率均保持在99.96%,而对PM2.5和PM5的过滤效率随着ECTFE熔喷非织造材料预加热温度的升高逐渐降低,但仍能够保持在55.16%以上。
为研究电场变化对皮芯结构纳米纤维包芯纱结构的影响,通过双针头连续水浴静电纺丝法制备了以涤纶长丝为芯纱,锦纶纳米纤维为包覆层,兼具纳米纤维特性和传统纱线力学性能的纳米纤维包芯纱。通过有限元分析软件ANSYS模拟其电场分布,探究了2个针头针尖间距对电场分布及纳米纤维包芯纱结构的影响。结果表明:静电纺丝最大电场强度出现在针尖处,随着针尖间距的增大,电场强度峰值呈现先增大后减小再增大的趋势;当针尖间距为20 mm时,纳米纤维间的黏结较多;随着针尖间距的增大,纳米纤维的形貌更加均匀光滑,其直径呈减小趋势,在针尖间距为80 mm时达到最小值(74.43±10.79) nm;当针尖间距从20 mm增加到60 mm时,纳米纤维包芯纱的孔隙率从20.27%提高到44.08%。
为开发一种绿色环保可降解的抗菌纤维,将具有良好生物可降解性的聚乳酸(PLA)与天然抗菌剂百里酚采用温控共混装置混合均匀后,利用熔融纺丝法制备PLA抗菌纤维。借助扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、 X射线衍射仪、单纤维强力测试仪及综合热分析仪等研究了不同质量分数百里酚对PLA抗菌纤维表观形貌、化学结构、结晶结构、热学以及力学性能的影响,并利用振荡烧瓶法测试纤维的抗菌性能。结果表明:在成纤过程中,百里酚会附着在纤维外表面发挥抗菌作用;随着百里酚质量分数的增加,PLA抗菌纤维的热分解温度和熔融温度逐渐降低,断裂伸长率先增加后缓慢减小,最高可达320.98%,是纯PLA纤维的50~90倍;另外,随着百里酚质量分数的增加,PLA抗菌纤维的结晶度逐渐增大;当百里酚质量分数大于15%时,PLA抗菌纤维的抑菌率达到99.99%以上,可完全抑制金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的生长。
为提高废弃含杂纤维的回收率,以废弃的聚对苯二甲酸乙二醇酯基含杂纤维(PET/SrAl2O4:Eu2+,Dy3+)为研究对象,采用乙二醇醇解联合热乙醇的方法,探究含杂纤维的醇解性能并回收发光材料SrAl2O4:Eu2+,Dy3+及PET醇解产物对苯二甲酸双羟乙酯。通过改变乙二醇用量、反应温度及反应时间探讨乙二醇醇解条件对产物性能的影响,借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、差示扫描量热仪、分光光度测色仪、长余辉亮度仪等对醇解产物的微观形貌、物相结构、热稳定性能、余辉性能等进行测试与表征。结果表明:乙二醇用量、反应温度、反应时间和催化剂用量均不会改变发光材料SrAl2O4:Eu2+,Dy3+的物相结构;当反应温度为190 ℃,反应时间为180 min时,含杂纤维的醇解率达到100%,此时SrAl2O4:Eu2+,Dy3+的回收率为93%,初始亮度为3.906 cd/m2, 对苯二甲酸双羟乙酯的回收率为82%。
为制备综合性能优异的聚乳酸(PLA)熔喷非织造材料,探究不同熔融指数PLA母粒对其熔喷可纺性的影响。以纺丝级PLA为原料,采用催化降解法分别设计制备了熔融指数为200、400、600、1 000、1 400 g/(10 min)的PLA母粒,对其分子质量及其分布、流变性能、结晶性能以及热稳定性进行研究;然后进一步制备不同熔融指数的PLA熔喷材料,分析其形貌结构、纤维直径、力学性能。结果表明:随着熔融指数的升高,PLA熔喷母粒的重均分子量从75 566 g/mol降低到29 857 g/mol,分子质量分布变宽,而玻璃化转变温度、热结晶性能及热稳定性无明显变化;随着熔融指数的升高,熔喷纤维的直径逐渐减小,纤维直径为0.5~7 μm,且熔喷材料的纵、横向断裂强度显著降低;当PLA熔喷母粒的熔融指数在400~600 g/(10 min)之间时,熔喷材料的可纺性和力学性能最佳。
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