封面专栏：针织物全流程平幅印染技术
封面设计说明：封面图案主要体现了2个元素。一是体现了织物的加工方式为平幅加工；二是从织物的结构可以看出被加工对象为针织物。该图案形象地展示了针织物的平幅印染加工过程，包括针织物的平幅前处理、平幅染色及后续的平幅无氟拒水整理，突显了针织物平幅染色新技术。该技术改变了传统的针织物缸式浸渍间歇染色方式，解决了传统针织物缸式浸渍间歇染色工艺可能产生的皱褶、磨损、疵点等问题，可适应市场上对针织物外衣化应用高档面料的需求，同时对纺织行业节能减排、提升纺织品加工品质具有极大的支撑作用。
专栏背景介绍
面向国家重大需求，传播最新研究成果，《纺织学报》联合国家重点研发计划——针织物全流程平幅印染技术项目（2017YFB0309700）课题组组织策划了同名专栏。专栏特约主编为东华大学徐红研究员。共包括5篇文章：
①棉针织物漂白中铜配合物催化降解木质素及其模型化合物（作者：刘丽宾, 吕汪洋 ,陈文兴）；
②平幅前处理对棉针织物染色性能的影响（作者：张滕家璐，吴伟，钟毅，毛志平，徐红）；
③锦纶/棉混纺织物的耐久无氟拒水整理（作者：卢雪，刘秀明，房宽峻，李瀚宇，李翔，高闯）；
④基于均匀化理论的小变形纬编针织物线圈形态有限元分析（作者：吕常亮，郝志远，陈慧敏，张慧乐，岳晓丽）；
⑤金属配合物催化棉织物低温漂白研究进展（作者：武守营, 张琳萍, 徐红, 钟毅, 毛志平）。
国家重点研发计划——针织物全流程平幅印染技术项目牵头单位东华大学联合江南大学、浙江理工大学、天津工业大学、青岛大学、上海大学、北京中纺化工股份有限公司等，依托国家染整工程技术研究中心等平台，汇聚了本领域优势科研团队，在重点研究针织物形变控制模型及方法、织物平幅轧蒸染色原理等基础上，研发针织物连续前处理、平幅轧蒸染色工艺及关键装备，实现针织物连续印染加工；探索无氟防水原理，开发无氟防水助剂及应用工艺等。具体通过针织物平幅印染加工中形变控制方法和模型、皱褶形成机制及调控方法、低温催化漂白机制、染料吸附扩散及固色机制、纤维表面无机微纳结构构筑及其防水机制等基础科学问题研究，研发针织物湿加工中皱褶消除、针织物形变控制、低温连续催化漂白、湿蒸固色、有机-无机无氟防水剂制备及应用等关键技术，建立针织物平幅连续前处理和平幅染色流程及工艺，完成针织物前处理、染色全流程平幅连续染整装备的制造和无氟防水剂的工业生产。目前已建成针织物连续前处理、平幅连续染色生产示范线，实现了针织物的平幅印染加工；建成有机-无机微纳米无氟拒水整理剂及无氟拒水面料生产示范线，实现了拒水整理的无氟化。项目成果对纺织印染行业的绿色制造、生态染整具有积极的提升和带动作用。
专栏文章介绍
棉针织物漂白中铜配合物催化降解木质素及其模型化合物
【引用信息】刘丽宾, 吕汪洋, 陈文兴. 棉针织物漂白中铜配合物催化降解木质素及其模型化合物[J]. 纺织学报，2021，42（3）：1-8.
【背景介绍】推动经济社会高质量发展是当前和今后一个时期确定的发展思路。在纺织印染加工中，新型棉织物漂白技术的发展能显著提升棉织物产品的性能，降低能源消耗以及减少环境污染物排放。棉织物漂白的主要目的是去除棉纤维中含有的天然色素，果胶、蜡质、棉籽壳等杂质，以及改善棉织物的亲水性能等。目前，利用金属配合物作为催化剂实现棉针织物的低温高效漂白是该领域的重要发展方向，但其催化漂白的去杂机制以及棉纤维强度的稳定化方法仍需要深入研究。而且针对棉针织物的不同印染加工方式，还需探索与之匹配的漂白工艺，既要提升棉针织物的漂白效果，还要提升后续加工的可靠性，实现前后道一体化的品质调控与管理。
【创新研究与结论】本研究采用铜配合物催化剂和双氧水构建得到仿生催化体系，能显著提升棉针织物的白度和毛效，并大大降低漂白过程对纤维强度的损伤。为了进一步分析该催化体系的催化作用机制，本研究以木质素及其模型化合物为反应底物，测试了铜配合物催化剂对它们的氧化脱色性能，并推测了木质素及其模型化合物的降解历程。发现木质素可以被反应过程中生成的铜-氧活性物种高效降解，使木质素溶液对可见光的吸收显著降低，颜色从深黄色逐步变为无色透明。通过对反应前后木质素的化学键和官能团进行对比分析，发现木质素和模型化合物的降解中间产物为多种芳香醛类或酸类小分子化合物，并且有部分中间产物还能被进一步深度氧化。这一研究为阐明棉针织物漂白过程中木质素等杂质的去除机制具有指导意义。
平幅前处理对棉针织物染色性能的影响
【引用信息】张滕家璐，吴伟，钟毅，毛志平，徐红. 平幅前处理对棉针织物染色性能的影响[J]. 纺织学报，2021，42（3）：9-13.
【背景介绍】由于针织物是张力敏感型织物，在外力作用下易变形导致染色不匀，所以针织物的常规印染加工大都采用绳状间歇式工艺路线，该工艺在染机内完成前处理、染色和水洗，加工过程中布面易磨毛起毛，加工后织物易出现细皱纹、死皱及处理效果不均匀等问题，特别是单位产品水、电、汽消耗大，工艺时间长，生产成本高，生产废水排放量大。为了满足印染行业绿色加工、节能减排的要求，项目组开展了针织物的连续前处理和平幅染色技术研究，但在实施过程中发现，经连续前处理后的针织物，在后续平幅染色后表观色深较浅，因而需要确定原因进行改进。
【创新研究与结论】本研究通过分析不同前处理后棉织物的性能和纤维结构，对比前处理方式对针织物微结构的影响，通过染色实验，发现对比传统间歇式前处理方式，经平幅连续前处理后棉针织物的结晶度较高、纤维微孔内表面积较小，因而在后续染色过程中染料可及度较低，染色后表观色深较浅。为了解决该问题，通过联合半丝光处理优化针织物平幅前处理工艺，可有效改善前处理后棉针织物的微观结构，提高连续前处理后棉针织物的后续染色性能，满足针织物高品质染色需求，为棉针织物的连续平幅印染加工生产线的打通提供指导。
锦纶/棉混纺织物的耐久无氟拒水整理
【引用信息】卢雪，刘秀明，房宽峻，李瀚宇，李翔，高闯. 锦纶/棉混纺织物的耐久无氟拒水整理[J]. 纺织学报，2021，42（3）：14-20.
【背景介绍】织物的拒水处理是通过物理或者化学方法对织物表面进行后整理，降低织物的表面能，从而阻止水分子渗透到织物表面且不影响织物的透气性。近些年织物的拒水处理已从军事领域逐渐发展至民用领域。目前有特殊要求的高附加值面料（如登山服、滑雪服等）均需要对其进行特殊处理，棉纤维、锦纶在高附加值面料中应用非常广泛。其中，锦纶强度高，质量轻，耐磨性好，密度低，染色性能好，但其透气性较差；棉纤维具有良好的吸湿透气性和保暖性，但极易变形。因此，锦纶/棉混纺织物弥补了相互的缺点，广泛应用于各个领域。含氟的有机聚合物是织物拒水整理中常见的，然而它们对人类身体健康有一定的危害，并且欧盟已经全面禁止全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)的使用。因此，无氟拒水剂的开发应用已然成为研究的热点。
【创新研究与结论】含氟拒水剂虽然性能优异，但对人体以及环境有严重的危害，目前已有相关法规明确规定禁止使用含氟拒水剂。与含氟拒水剂相比，无氟拒水剂更加安全，用于拒水整理更具优势。本研究采用无氟拒水剂CWR-9A对锦纶/棉混纺织物进行拒水整理，并引入黏合剂至整理液中，以提高拒水剂与锦纶/棉混纺织物的粘接牢度。实验证明，无氟拒水剂CWR-9A 的质量浓度、焙烘温度及时间均会影响混纺织物表面膜结构的形成，从而影响织物的拒水整理效果。此外黏合剂的引入可使纤维表面形成更紧密的疏水性表面结构及致密坚韧的膜，从而提高拒水整理后织物的耐洗涤能力及耐久性，为无氟拒水剂在后整理应用领域提供了有效借鉴。
基于均匀化理论的小变形纬编针织物线圈形态有限元分析
【引用信息】吕常亮，郝志远，陈慧敏，张慧乐，岳晓丽. 基于均匀化理论的小变形纬编针织物线圈形态有限元分析[J]. 纺织学报，2021，42（3）：21-26.
【背景介绍】平幅加工以其生产效率高、成品质量好、能源消耗低的优点，正成为国内外针织物印染生产的发展方向。相互钩嵌串接的线圈结构使得针织物在加工过程中易变形，且变形呈现复杂性和不确定性。为保有针织物的良好弹性、柔软度、毛型感，在平幅印染工艺过程中采用低张力加工方式。此外，面密度控制也已成为针织物加工的质量保证。分析针织物的宏观形变及线圈细观状态，并对其进行控制，既是针织物平幅印染基础问题研究的重点，也是需要解决的关键技术。国内外关于针织物形变研究主要集中在从服用性能角度，曲褶、缩幅等宏观形态，而与平幅工艺结合，分析张力对针织物线圈细观形态变化的影响，目前相关领域研究文献较少。针织物在线圈细观层面上的非连续、各向异性以及相互作用表现出复杂的宏观、细观特征，仅依靠解析方法或者通用的有限元建模方式，已很难求解针织物，尤其是宽幅织物线圈数量巨大时的细观层面上的应力场、位移场。本文以纬编棉针织物为例，基于小参数渐近展开和多尺度摄动分析的均匀化理论，建立织物宏观拉伸性能和线圈细观结构的定量关系，揭示线圈结构在一定载荷工况下的形态变化规律。
【创新研究与结论】本研究提出的应用小参数渐近展开和多尺度摄动分析的均匀化理论，可以对高度非均质性针织物细观结构的场变量，在宏观位置非常小的邻域内产生的变化进行有效求解，解决了宽幅织物线圈数量巨大时的细观层面上的应力场、位移场计算耗时、不易收敛的难题。针织物受均匀载荷拉伸时，线圈变形具有不均匀性，变化规律与线圈的空间位置、幅宽以及导布辊间距有关；不同辊形会改变针织物受力状况，影响线圈变形量的边中差，凸形导布辊可以改善线圈形态的差异。比较针织物受均匀和非均匀载荷拉伸时的线圈变形量的计算值与实测值，二者趋势一致，最大偏差为9.6%，表明均匀化理论与有限元技术结合可深入分析不同纱线成分、线圈结构、幅宽规格的针织物的宏观-细观变形规律，为针织物平幅印染设备张力控制、导布辊的布局设计、变直径（凹凸辊）导布辊的辊形开发提供理论指导。
金属配合物催化棉织物低温漂白研究进展
【引用信息】武守营, 张琳萍, 徐红, 钟毅, 毛志平. 金属配合物催化棉织物低温漂白研究进展[J]. 纺织学报，2021，42（3）：27-35.
【主要内容】棉织物原料丰富、吸湿性好、易于染色，在纺织行业中占有重要地位。棉纤维上的一些天然色素会导致布面偏黄，给后续加工带来不便，需对其进行漂白加以去除。双氧水是棉织物漂白前处理中使用最广泛的漂白剂，但双氧水在低温以及较低的pH值条件下，电离常数非常低。因此，在传统漂白工艺中一般采用强碱性、高温条件，以产生足够多的有效漂白成分。但高温、强碱性条件会对布面造成不同程度的损伤，还会消耗较多能量，不利于节能环保的要求。针对上述问题，人们尝试在双氧水漂白体系中加入活化剂和催化剂，以期降低漂白工艺所需温度和缩短漂白时间。在低温条件下，金属配合物催化剂可以与双氧水反应生成具有高效催化作用的活性物种，为实现棉织物低温漂白提供了一个新途径。
作为一种仿酶催化剂，金属配合物既具有天然酶微量、高效的催化性能，又具有较稳定的化学结构，有着较好的应用前景。近几年，一些金属配合物已被陆续开发并用于纺织品的染整加工过程。结合团队在金属配合物催化棉织物低温漂白方面的研究基础，本文重点介绍了以环多胺、席夫碱、吡啶、卟啉、酞菁以及大环酰胺等为配体的金属配合物催化剂在棉织物低温漂白中的应用，并分析了各类金属配合物催化剂在现阶段存在的不足。认为作为仿酶催化剂，金属配合物的研究应追根溯源，除了模仿生物酶金属催化活性中心外，还应考虑生物酶的空间环境及周围配体对其催化性能的影响；此外，加强对金属配合物/双氧水体系催化机制的研究，对低温漂白体系的优化、进一步提高配合物的催化性能具有重要的指导意义。
本文的综述内容对于全面了解当前用于棉织物低温漂白的金属配合物种类，及其应用现状等具有良好的参考价值。基于对相关问题的分析和展望，希望能够为接下来金属配合物催化剂的研究提供一些新的思路。
京公网安备11010502044800号
