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2019年 第40卷 第08期 刊出日期：2019-08-15

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纤维材料

聚偏氟乙烯光致热纳米纤维膜的制备及其性能

高尚鹏, 黄庆林, 戴维, 肖长发

纺织学报. 2019, (08):  1-6.  doi:10.13475/j.fzxb.20180803306

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为解决减压膜蒸馏过程中温度极化现象造成膜渗透通量下降的问题,以聚偏氟乙烯(PVDF)为成膜聚合物,引入具有红外致热效应的功能性纳米掺锑二氧化锡(ATO),采用静电纺丝技术制备了PVDF/ATO纳米纤维膜,并对其进行热压处理优化纤维结构和孔径,然后探讨ATO质量分数、热压温度对纤维膜结构和性能的影响,并测试了红外辐照下纤维膜的致热效果和膜蒸馏性能。结果表明:PVDF/ATO纳米纤维膜经170 ℃热压处理后,具有更优异的综合性能;当ATO质量分数为3%时,PVDF/ATO纳米纤维膜经120 s红外辐照后,表面温度升高了40 ℃以上,其膜蒸馏渗透通量相对于原膜从12 L/(m ²·h)提高到22 L/(m ²·h),并且在5 h运行时间内,截盐率保持在99%以上。

锡/碳纳米纤维锂电负极材料形貌结构再造及其机制

赵金洋, 孙窈, 张鑫, 张悦悦, 赵浩阅, 夏鑫

纺织学报. 2019, (08):  7-13.  doi:10.13475/j.fzxb.20180706107

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为改善锡/碳(Sn/C)纳米纤维形貌结构并使其获得优异的锂电性能,采用醋酸锡为前驱体,聚丙烯腈为碳源,通过静电纺丝技术制备了Sn/C前驱体纳米纤维,并通过不同顺序的炭化工艺和深冷处理工艺对Sn/C前驱体纳米纤维进行形貌再造,制备了具有多孔结构与皮芯结构的Sn/C纳米纤维,最后通过形貌表征、比表面积以及晶型结构测试了纳米纤维的结构和性能。结果表明:Sn/C纳米纤维的多孔和特殊形貌的碳包覆结构,有效防止了Sn颗粒的团聚,缓解了充放电时电极材料的体积膨胀,同时减少了容量损失,增强了电极材料的导电性和结构稳定性;经过先深冷处理再炭化处理,具有多孔结构的Sn/C纳米纤维表现出最稳定的电化学性能,循环100圈后的质量比容量保持率高达93.9%。

接枝蚕蛹肽羧基化粘胶纤维的制备及其优化工艺

尹思力, 杨洋, 江文, 石业新, 周小华, 黄金洪

纺织学报. 2019, (08):  14-19.  doi:10.13475/j.fzxb.20180804406

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为改善粘胶纤维的亲肤性以及对离子型染料的染色性,采用葡萄糖氧化酶(GOD)氧化粘胶纤维制备羧基化粘胶纤维;再以N,N-二环己基碳二亚胺(DCC)为交联剂,接枝蚕蛹肽于羧基化粘胶纤维表面合成接枝蚕蛹肽羧基化粘胶纤维,并对其结构和性能进行表征。结果表明:接枝的蚕蛹肽位于羧基化粘胶纤维表面,由15种氨基酸组成;接枝蚕蛹肽羧基化粘胶纤维可分别用水溶性苯胺蓝、碱性品红、双缩脲等染料染色;羧基化粘胶纤维的最佳制备工艺为GOD用量为粘胶纤维质量的6%,pH值5.5,温度35 ℃;接枝蚕蛹肽羧基化粘胶纤维的最佳制备工艺为DCC用量为羧基化粘胶纤维质量的40%,交联pH值4.0,交联温度60 ℃。

编织管增强型聚乳酸中空纤维膜结构及其性能

萧传敏, 肖长发, 张泰, 王新亚

纺织学报. 2019, (08):  20-26.  doi:10.13475/j.fzxb.20180903107

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为制备兼具高强度、高分离精度的聚乳酸(PLA)中空纤维膜,采用同心圆复合纺丝技术,分别制备了PLA同质编织管与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)异质编织管增强型PLA中空纤维膜。考察聚乙二醇(PEG)相对分子质量对PLA增强膜结构和性能的影响,并通过物理反冲洗、超声水浴振荡实验研究了同质、异质编织管表面分离层与增强体界面结合性能。结果表明:随PEG相对分子质量的增大,纤维膜的表面孔径逐渐减小,渗透通量先增大后减小,牛血清蛋白截留率先增大后保持稳定,添加PEG相对分子质量为10 000的增强膜的渗透通量最大且分离效果最佳;增强膜与同质编织管的界面结合性能明显优于异质的。

热气流固结纤维网串珠结构可控性及其结晶动力学

周铃, 靳向煜

纺织学报. 2019, (08):  27-34.  doi:10.13475/j.fzxb.20180706908

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为研究热气流固结过程中纤维网串珠结构的可控性,采用二次热处理方法,通过调控聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PE/PET)皮芯复合纤维处理温度、处理时间、纤维皮芯比制备不同的串珠结构;利用Image Pro Plus图像处理软件分析串珠结构的变化规律。借助X射线衍射仪研究纤维网中串珠纤维的结晶性能,并从结晶动力学角度,采用差式扫描量热法对纤维网中串珠纤维的结晶过程进行跟踪分析。结果表明:皮芯比为50:50的聚乙烯/涤纶皮芯复合纤维在140 ℃、120 s的二次热处理条件下可得到不规则参数值接近于1的串珠纤维;随热处理温度升高,串珠纤维结晶度先增加后降低,处理温度为140 ℃时结晶度最大;串珠纤维皮层Avrami指数在1左右,随着结晶温度的增加,串珠纤维结晶速率呈下降趋势。

纺织工程

用蝴蝶结法测试毛织物弯曲性

余芳, 刘成霞

纺织学报. 2019, (08):  35-39.  doi:10.13475/j.fzxb.20180501606

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针对现有织物弯曲性测试需要用多块试样才能得到多个测试结果的现状,提出一种既简便又节约面料的预测毛织物弯曲性的方法蝴蝶结法。详细阐述了用蝴蝶结法测试织物弯曲性的实施步骤及采用的表征参数:蝴蝶结面积、宽度、高度和角度。以18块毛织物为研究对象,用新方法与传统方法进行对比测试分析。结果表明:新方法中的4个参数与毛织物的抗弯刚度都具有较好的相关性,且越硬挺的毛织物形成的蝴蝶结角度、宽度和面积越大,高度越小,其中蝴蝶结面积与抗弯刚度的相关性最高;用蝴蝶结法建立的蝴蝶结面积与织物抗弯刚度的关系式可预测毛织物的抗弯刚度。

亚麻/有色涤纶长丝包缠复合纱的外观与性能

敖利民, 唐雯, 王爱林

纺织学报. 2019, (08):  40-47.  doi:10.13475/j.fzxb.20180300308

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为探讨亚麻/有色涤纶丝包缠复合纱的混色特征,以及包缠捻度对混色效果及复合纱性能的影响,以有色涤纶网络丝为外包缠纱,亚麻漂白纱为芯纱,纺制不同颜色和捻度的包缠复合纱;分析了复合纱的外观特征,测试了纱线的拉伸性能、条干、纱疵和毛羽。结果表明:复合纱具有麻彩外观,芯纱粗节处包缠捻度大呈色浅,细节处捻度小呈色深,复合纱沿长度方向有弱段彩效果;改变外包缠纱的包缠捻度,可改变复合纱的混色质地和颜色深度;包缠复合可提高亚麻纱的断裂强力和断裂伸长率,改善纱线条干,减少纱疵和毛羽;包缠复合纱受到拉伸作用会发生芯纱和外包缠纱不同时断裂现象,但随着包缠捻度的增大,不同时断裂的发生比率会降低。

不同芯材高度三维夹芯复合材料抗低速冲击响应的数值模拟

罗超, 曹海建, 黄晓梅

纺织学报. 2019, (08):  48-54.  doi:10.13475/j.fzxb.20180606907

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为研究三维夹芯复合材料低速冲击力学响应及损伤机制,借助ANSYS有限元软件,建立不同芯材高度的三维夹芯复合材料细观结构模型进行低速冲击响应模拟,并将模拟值与实验值进行对比分析。结果表明:从宏观角度分析,三维夹芯复合材料抗低速冲击性能随着芯材高度的增加而增加,在上面板均已损坏的情况下,芯材高度为5 mm的材料芯材破坏情况更严重,模拟结果与实验结果具有较好的一致性;从细观角度分析,材料中的经纱、纬纱、接结经纱是承载的主体,树脂基体起次要作用;在5 J能量冲击作用下,材料的破坏模式主要是树脂形变、碎裂,纤维与树脂脱黏。

三维编织复合材料拉伸微变形的测量与损伤破坏声发射监测

张燕南, 周伟, 商雅静, 赵文政

纺织学报. 2019, (08):  55-63.  doi:10.13475/j.fzxb.20180506809

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为监测三维四向编织复合材料拉伸过程中的变形与损伤破坏行为,采用声发射(AE)与数字图像相关互补技术,有效获取复合材料表面局部微变形信息和内部损伤源动态演变特征。结果表明:当复合材料拉伸应变值增加到0.45%左右时,纱线交织区域开始出现明显应变集中;随应变水平进一步提高,应变集中分别向纱线横向、纵向扩展,伴随较多AE信号,出现刚度下降;在应变水平接近1.13%时,表面应变场形成以纱线为受载主体的锯齿形应变集中带;基于K-means聚类分析表明,复合材料基体开裂、纤维/基体脱黏和纤维断裂对应的AE幅度分别为40~60、55~100、40~90 dB;随编织厚度增加,复合材料皮芯结构外部区域占比降低,导致材料抗拉强度下降,但AE峰值幅度和频率无明显变化。

织物傅里叶变换衰减全反射红外光谱库的建立及应用

魏子涵, 李文霞, 杜宇君, 马静雯, 郑佳辉

纺织学报. 2019, (08):  64-68.  doi:10.13475/j.fzxb.20180902505

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针对常规方法鉴别纯纺织物及预测混纺织物组分含量工序多、耗时长且污染环境的问题,采用傅里叶变换红外光谱仪,结合衰减全反射(ATR)附件测试各纯纺及二组分混纺织物的傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-IR)图,并从已测的753个样品中筛选出正反经纬组分一致的纯纺及混纺织物样品205个,建立了涤纶/棉、涤纶/羊毛、涤纶/锦纶、蚕丝/棉和涤纶/粘胶等纯纺及混纺织物的ATR-IR谱库。并利用自建谱库的检索功能,对20个未知纤维织物样品进行快速无损鉴别及含量预测。研究表明:对于纯纺织物,识别准确率为100%;对于混纺织物,当误差≤3% 时,通过T检验,其定量预测结果与国标法测定值无显著差异,方便了样品的快速检验与含量预测。

染整与化学品

基于细乳液法含硅颜料胶囊的制备及其对涤纶的印花性能

陈智杰, 胡旭东, 黄卓, 宋丽苗, 戚栋明, 向忠

纺织学报. 2019, (08):  69-75.  doi:10.13475/j.fzxb.20180602707

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为在织物表面构建高含量、低厚度的颜料复合涂层,将八甲基环四硅氧烷(D4)引入颜料/单体分散液中,通过细乳液聚合制得包含有机颜料颗粒(PB)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)的含硅颜料胶囊,并将其用于涤纶平纹织物的涂料印花。研究D4质量分数对织物表面胶膜形貌和附着形式的影响,并对印花织物的干湿摩擦牢度、K/S值、硬挺度等性能进行测试比较。结果表明:当D4质量分数为50%时,可制得平均粒径为170 nm,放置均匀稳定的深蓝色胶囊乳液;在细乳液聚合过程中,部分D4开环聚合成PDMS,起到共混改性复合胶膜的效果,可提高印花织物的摩擦牢度和色深性,同时大幅降低硬挺度;在胶囊制备过程中引入D4,可在不影响颜料分散状态的前提下,通过涂覆及高温烘焙手段在织物表面构建薄型复合涂层。

酸性染料易染氨纶的染色动力学

韩虎, 李伟婷, 魏会芳, 王小艳, 孙昌, 许长海

纺织学报. 2019, (08):  76-79.  doi:10.13475/j.fzxb.20180801704

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为有效控制酸性染料易染氨纶的上染过程并指导其染色工艺的优化,采用酸性橙Ⅱ对酸性染料易染氨纶染色,通过测定酸性染料易染氨纶在不同染色条件下的上染速率曲线,并将上染速率曲线与动力学模型进行拟合,研究酸性橙II对酸性染料易染氨纶的染色动力学。结果表明:酸性橙II对酸性染料易染氨纶在低pH值下具有更高的初始上染速率和上染量,提高染色温度可加快纤维上染;酸性橙II对酸性染料易染氨纶的染色过程适合用准二级动力学模型描述,其主要通过静电吸附作用上染酸性染料易染氨纶。

分散红11在超临界二氧化碳中的溶解度及其模型拟合

胡金花, 闫俊, 李红, 彭建钧, 郑来久, 郑环达, 何婷婷

纺织学报. 2019, (08):  80-84.  doi:10.13475/j.fzxb.20180800205

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为实现超临界二氧化碳(CO₂)染色的工业化应用,采用自主研发的高压超临界流体实验装置,在温度为353.15~393.15 K、压力为16~24 MPa条件下,利用动态法测量了分散红11(1,4-二氨基-2-甲氧基蒽醌)在超临界二氧化碳中的溶解度,并采用Chrastil经验模型和MST方程对实验结果进行拟合,探讨影响分散染料在超临界CO₂中溶解度的因素。结果表明:压力越高,二氧化碳密度越大,分散红11在超临界CO₂中的溶解度越高;随温度升高,分散红11的溶解度先增加后降低;分散红11的最优溶解度工艺条件为温度383.15 K,压力24 MPa;Chrastil经验模型关联水平在0.90以上,MST方程关联水平为0.55,Chrastil经验模型关联结果优于MST方程。

基于斜投影的纯羊毛毛线中酸性红26的快速检测

张景清, 粟晖, 梁晓芸, 陈维骥, 姚志湘

纺织学报. 2019, (08):  85-88.  doi:10.13475/j.fzxb.20180803505

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针对用传统方式检测纺织品中禁用染料操作难、成本高、耗时长、危害大等弊端,以禁用染料酸性红26为例,采用可见反射光强光谱分析法与化学计量学结合,基于斜投影建立了一种纯羊毛毛线中酸性红26的定量分析方法。结果表明:纯羊毛毛线中酸性红26的含量在0.17~5.11 mg/g范围内时,与利用斜投影算法从混合组分信号中切割出的酸性红26的信号线性关系良好,所建立标准曲线方程的决定系数为0.995 8,相对标准偏差为1.79%;利用该方法预测未知样本中酸性红26的含量,预测值与真实值的相对误差均小于10%,该方法分析速度快,且分析过程操作简单,可实现对酸性红26的无损检测。

线性聚醚嵌段氨基硅油的制备及其性能

徐成书, 吴梦婷, 任燕, 邢建伟, 蔡再生, 欧阳磊

纺织学报. 2019, (08):  89-94.  doi:10.13475/j.fzxb.20181106606

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为简化线性嵌段聚醚氨基硅油的合成工艺,以双端氨基聚醚与双端环氧基聚醚硅油为反应单体,异丙醇为溶剂,通过开环聚合一步反应制备线性嵌段聚醚氨基硅油(LEPS),并将其应用于羊绒针织物的柔软整理。借助傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪、多功能表面分析电子能谱仪与扫描电子显微镜等表征LEPS及其整理织物的理化性能。结果表明:当2种反应单体的量比为1:1,所得LEPS氨值为0.14 mmol/g、摩尔质量为 7.39×10 ⁴ g/mol,其乳液的稳定性能优良;LEPS整理织物手感达到5级,柔软、蓬松性能突出,并且织物的亲水、透湿与抗静电性能良好,黄变程度低;LEPS的综合性能优良,制备工艺简单。

等离子体处理对聚吡咯/涤纶复合导电纱线性能的影响

姜珊, 万爱兰, 缪旭红, 蒋高明, 马丕波, 陈晴

纺织学报. 2019, (08):  95-100.  doi:10.13475/j.fzxb.20180601006

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为提高导电高聚物聚吡咯在涤纶长丝表面的黏附牢度,采用亚真空等离子体处理技术对涤纶表面进行改性处理,再通过原位聚合法制备聚吡咯/涤纶复合导电纱线,考察等离子体处理前后聚吡咯/涤纶复合导电纱线导电性能和耐久性变化。结果表明:利用亚真空等离子体处理产生的高能活性粒子在涤纶表面轰击产生微小凹坑,可有效增加涤纶表面粗糙度,但对涤纶力学性能无显著影响;该处理方式改善了聚吡咯薄膜的连续性、均匀度以及其与涤纶纱线基材的黏附牢度;复合导电纱线的导电性和耐久性均得到明显提高,等离子体处理前后复合导电纱线电导率分别为0.67 和1.16 S/cm。

金属铜配合物催化双氧水用于棉针织物的低温漂白

张帆, 张儒, 周文常, 周辉, 汪南方

纺织学报. 2019, (08):  101-108.  doi:10.13475/j.fzxb.20180401208

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为解决传统高温练漂中棉针织物加工过程能耗高、纤维损伤大的问题,以N,N'-双(3-氨丙基)乙二胺和三(2-氨基乙基)胺分别和水杨醛反应生成席夫碱配体M和N,然后与铜盐反应制备金属铜配合物CuM和CuN用于棉织物低温漂白加工。借助红外光谱仪和核磁共振仪表征金属配合物的化学结构,研究CuM和CuN对双氧水的催化分解特性以及铜配合物-双氧水低温漂白工艺因素对织物白度的影响,并对比探讨了低温漂白与传统高温漂白工艺。结果表明:CuM和CuN催化双氧水(H₂O₂)分解反应级数为1,分解速率常数分别为0.055、0.042 min ^-1,远大于空白体系;采用CuN-H₂O₂体系在70 ℃漂白的棉织物白度为80.0%,与传统工艺相当,毛效和强力保留率优于传统工艺。

氧化石墨烯/聚苯胺功能膜对棉织物电磁屏蔽性能的影响

邹梨花, 徐珍珍, 孙妍妍, 王太冉, 邱夷平

纺织学报. 2019, (08):  109-116.  doi:10.13475/j.fzxb.20180504908

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为制备轻质高效的吸波型电磁屏蔽织物,采用层层组装方法在棉织物表面涂层氧化石墨烯/聚苯胺(GO/PANI)电磁屏蔽功能膜。研究苯胺单体浓度、氧化石墨烯质量浓度、组装层数对整理棉织物电性能及电磁屏蔽性能的影响,并分析了屏蔽电磁能的吸收率、反射率以及吸收屏蔽效能和反射屏蔽效能。结果表明:苯胺单体浓度和组装层数的增加有利于提高棉织物的电磁屏蔽效能,而随着氧化石墨烯质量浓度的增加,织物的电磁屏蔽效能先增加后减小;组装4层GO/PANI功能膜后棉织物的屏蔽效能达到19.91 dB,可屏蔽98.98%的电磁能,其吸收率达到57.63%,而反射率为41.35%,主要屏蔽机制是吸收。

多功能复合导电毛织物的制备及其性能

王文聪, 范静静, 丁超, 王鸿博

纺织学报. 2019, (08):  117-123.  doi:10.13475/j.fzxb.20190202207

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为制备多功能复合导电织物,将羧基化碳纳米管(NWCNTs-COOH)和聚吡咯(PPy)逐层交替沉积在毛织物表面。借助数字万用表测试不同工艺条件下所得织物的电导率,优化复合导电毛织物的制备工艺;并对最优工艺下制备的复合导电毛织物的结构、耐洗涤性、抗菌性和表面润湿性进行研究。结果表明:羧基化碳纳米管分散液质量浓度为1.0 mg/mL,吡咯溶液浓度为1.00 mol/L,六水合三氯化铁溶液浓度为1.00 mol/L,氧化聚合时间为30 min,氧化聚合温度为0 ℃,组装次数为5时,复合导电毛织物的导电性能相对最优,电导率达到110 S/m左右;羊毛表面覆盖有MWCNTs-COOH/PPy多层膜,经10次洗涤后织物电导率下降至98.8 S/m,耐洗性良好;该复合导电毛织物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有明显的抑制能力,且疏水性有所提高。

光致变色纺织品的检测方法

赵博研, 赵玉珠

纺织学报. 2019, (08):  124-129.  doi:10.13475/j.fzxb.20180805606

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针对光致变色纺织品变色性能检测方法缺失的问题,以商品化的光致变色纺织品为研究对象,通过模拟光致激发环境,采用手持式分光测色仪测量样品的颜色变化,研究光致变色纺织品的变色和恢复机制,建立光致变色纺织品的检测方法。结果表明:受光照射后样品颜色变化呈先深后浅趋势,并在照射3 min左右达到稳定;太阳光辐照度不会影响样品的变色与恢复过程,采用AM1.5滤光片,辐照度为1 000 W/m ²的标准太阳光作为激发光源照射样品5 min,并遮光恢复30 min,分别使用人眼和仪器评级测定样品的变色和恢复色差,均可有效检测光致变色纺织品的变色性能;该检测方法简单易操作,可靠性强,可标准化。

服装工程

服装压力对男子骑行运动中肌肉疲劳的影响

程宁波, 吴志明, 柯思成

纺织学报. 2019, (08):  130-135.  doi:10.13475/j.fzxb.20180907406

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为研究骑行运动中骑行裤产生的服装压力对人体肌肉疲劳的影响,以11名骑行爱好者为实验对象,受试者穿着不同号型样衣,借助服装压力测试系统和全无线表面肌电测试系统,分别采集在骑行过程中穿着不同程度紧身骑行裤下肢主要肌肉部位的服装压力值和表面肌电信号,对主观体力感觉等级(RPE)值和客观时域指标均方根振幅(RMS)、频域指标的中位频率(MF)进行相关性分析,对服装压力和肌电指标进行方差分析。结果表明:表面肌电时域指标RMS和频域指标MF与受试者主观疲劳感有一定的相关性,且2个指标的相关性有差异;RMS、MF均可作为生物力学角度评价肌肉疲劳的重要指标;高服装压力可减少肌肉能量损耗,对肌肉疲劳有一定的缓解作用,尤其在骑行运动中后期较为明显;服装压力对不同部位肌肉的影响存在差异,对大腿外侧和内侧的肌肉影响较为明显,对臀大肌无明显影响。

儿童夜光安全服装的等效亮度

闫彦红, 王来力, 顾冰菲

纺织学报. 2019, (08):  136-140.  doi:10.13475/j.fzxb.20180700205

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为评价儿童夜行安全服装的可视性能,更好地发挥安全服装的警示和提醒功能,采用彩色夜光纤维和夜光面料制备4件儿童夜行安全服装样衣,通过测量样衣的发射光谱及余辉亮度,计算得到2°和10°视场样衣的等效亮度,研究实测亮度和等效亮度之间的关系。结果表明:样衣等效亮度均大于实测亮度,条纹面料样衣的可视效率最高,其次为绣花样衣,绒布样衣可视效率最差,多色夜光面料样衣比单色夜光面料样衣的可视效率好;夜光纤维的等效亮度衰减变化趋势与实测亮度相似,等效亮度值随时间逐渐递减,一定时间(800 s)后其值趋于稳定,不再发生明显变化。

睡枕对侧卧脸部的挤压研究及多功能睡枕设计

张蕾, 马晓晶, 王雪琴

纺织学报. 2019, (08):  141-145.  doi:10.13475/j.fzxb.20180904005

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针对普通睡枕对人侧卧时的脸部存在挤压以及如何避免或减少挤压这一问题,利用医用血管显像仪TEKSQRAY-BVI对3位受试者进行血流微循环实验,并设计了一款具有防脸部压纹效果的四翼分体式多功能睡枕,利用Tactilus压力垫将此新结构睡枕与常见S型乳胶枕通过体压分布测试进行对比,探究多功能睡枕能否有效地减弱或消除对脸部的挤压。通过比较受压点与非受压点的变化率得出:侧卧时睡枕对侧脸挤压的影响较大;改良设计的四翼分体式多功能睡枕可使侧脸大面积悬空,从而避免睡枕对侧脸腮部和眼角的挤压,减弱不利影响。

机械与器材

梳理机工作辊结构的优化设计

李志强, 倪莉, 赵则祥, 张洪, 梁颖

纺织学报. 2019, (08):  146-150.  doi:10.13475/j.fzxb.20180903005

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为提高国内梳理机工作辊在缠绕针布和重力作用工况下的直线度,采用ANSYS软件对现有国产某型号工作辊的机械结构进行研究和分析,并在此基础上对梳理机工作辊进行优化设计。首先建立工作辊拓扑优化和尺寸优化数学模型,推导拓扑优化数学模型中目标函数对设计变量的敏度。然后根据分析研究结果,针对工作辊机械结构提出二步优化方案,基于ANSYS软件采用自编优化程序对工作辊进行拓扑优化和尺寸优化。研究结果表明:优化后的工作辊材料分布达到最优;在满足应力约束的条件下,工作辊最大挠度由原结构的0.33 mm减少到优化后的0.11 mm,减少了67%,优化后工作辊直线度和性能得到提升。

双针床经编机间隔距离对纱线需求量的影响分析

徐云龙, 夏风林

纺织学报. 2019, (08):  151-156.  doi:10.13475/j.fzxb.20180702506

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为解决双针床经编机栅状脱圈板的间距造成纱线波动问题和分析栅状脱圈板间距与需纱波动量之间的内在联系,使用KEYENCE VW-6000型动态分析三维显微系统追踪双针床经编机成圈过程中织针和导纱针的位移曲线,分析双针床经编机梳栉摆动过程中的导纱针与织针的相互位置配置,并计算双针床经编机成圈机构整体需纱量的波动量。通过建立前针床成圈过程中成圈机件的几何模型,推导出梳栉摆幅和脱圈板间距的函数关系,得出需纱波动量与栅状脱圈板间距之间的线性关系模型。实验结果表明二者之间具有良好的线性关系,设计的具有双倍补偿能力的活动杆式张力杆,可有效减少编织过程中纱线波动的问题。

基于机器学习的整体穿刺加压参数预测方法

杨景朝, 蒋秀明, 董九志, 陈云军, 梅宝龙

纺织学报. 2019, (08):  157-163.  doi:10.13475/j.fzxb.20180606307

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针对整体穿刺加压密实过程中碳布回弹导致平均层高波动范围较大,影响立体织物性能的问题,提出一种基于机器学习理论的加压参数预测方法,将平均层高与加压参数之间复杂建模转换为多元回归问题,使用适合计算机运算的无约束优化迭代方法求解。基于scikit-learn类库对特征变量进行特征选择,对比6种回归模型的预测性能得分后选择K近邻回归作为基学习器,使用集成算法提升模型的预测性能。预测模型部署到生产环境后的实验结果表明:使用机器学习预测后,加压参数对整体穿刺过程平均层高均值变化的响应速度得到提高,且均值变化幅度得到降低,实验样本平均层高波动范围均值从12.0%降低至6.8%,标准差从0.008 3降低至0.006 6。

管理与信息化

基于机器视觉的生丝抱合性能检测方法

孙卫红, 阮棉奖, 邵铁锋, 梁曼

纺织学报. 2019, (08):  164-168.  doi:10.13475/j.fzxb.20180602505

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针对现有生丝抱合性能人工检测精准性差,判断标准无客观量化指标等问题,提出一种基于机器视觉的生丝抱合性能检测方法。首先对采集的生丝图像进行二值化处理、干扰信息去除、图像填充、生丝边缘检测,获得单像素生丝边缘特征。然后通过计算生丝径向上、下边缘像素点的直线距离,得到生丝直径相对变化值,根据生丝直径变化的轴向长度确定开裂区域。最后利用开裂区域大于6 mm时对应的生丝抱合摩擦次数表征生丝抱合性能。结果表明,通过该检测方法测得的200组生丝的直径值与显微镜测得的直径值相比,误差均在5%以内,可满足生丝抱合性能检测需求。

采用主目标进化遗传算法的织造排程研究

孟朔, 潘如如, 高卫东, 王静安, 周利军

纺织学报. 2019, (08):  169-174.  doi:10.13475/j.fzxb.20180505606

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针对目前织造企业在订单多、批量小、品种杂、交期严格的情况下,织造排程效果差的问题,提出一种采用主目标进化遗传算法的织造排程方法。通过建立一个由织机类型约束的并行织造排程模型,以满足订单交期为主目标,最小化品种翻改、完工时间等为副目标,改进了普通快速非支配遗传算法,并以某织造车间的生产实例进行仿真实验。结果表明,此主目标进化算法排程效果优于企业人工排程方法,能够指导实际生产。为提高算法的鲁棒性,利用自适应调整遗传参数对算法优化,进一步提高质量,且在一定程度上避免了早熟,增强全局搜索能力。

熔喷三维气流场的数值计算与分析

姬长春, 张开源, 王玉栋, 王新厚

纺织学报. 2019, (08):  175-180.  doi:10.13475/j.fzxb.20180806806

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为探究双槽形熔喷模头喷气孔端面对空气流场特征和纤维拉伸工艺的影响,对熔喷三维流场进行数值分析。采用Gambit建立了双槽形熔喷模头的结构模型,应用Fluent软件对熔喷三维气流场进行数值计算,分析流场中的速度、温度和压强分布规律及喷气孔端面对纤维制备的影响。结果表明:喷气孔端面对流场分布有一定影响,若远离流场中心,纺丝线上的速度和温度开始下降,而静压值变化较小;流场中心附近处纺丝线上的速度、温度和压强分布差别很小,靠近喷气孔端面的纺丝线上的温度、速度和静压最低;双槽形模头流场不同位置纺丝线上速度、温度和压强的不同导致制备的熔喷纤维在性能等方面存在差异。

综合述评

聚丙烯腈纤维阻燃改性研究进展

任元林, 姜丽娜, 霍同国, 田甜

纺织学报. 2019, (08):  181-188.  doi:10.13475/j.fzxb.20180709508

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为有效地解决聚丙烯腈纤维及其织物易燃的问题,推进聚丙烯腈产品的产业化应用,对国内外聚丙烯腈阻燃改性的研究进展进行综述,介绍了阻燃聚丙烯腈纤维的阻燃机制以及5种主要阻燃改性方法,并对各类方法的特点以及制备阻燃聚丙烯腈纤维存在的问题进行阐述与分析;总结了现阶段国内外阻燃聚丙烯腈的研究现状,并对未来聚丙烯腈的阻燃改性研究进行展望。指出共混法、共聚法和化学改性法有望成为产业化的主要方法;随着环保理念逐渐加强,绿色无污染无卤阻燃纤维的研究也在不断深入,无卤阻燃聚丙烯腈纤维的开发将成为研究与产业化的重心。