纺织学报

纤维素水凝胶纤维的制备及其阻燃传感性能

刘懿德, 李凯, 姚久勇, 成芳芳, 夏延致

纺织学报. 2024, (04): 1-7. doi:10.13475/j.fzxb.20230907201

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针对纤维素纤维易燃、功能单一的问题,利用羧甲基化反应引入羧基和金属离子,赋予其阻燃性和吸水性;改性纤维吸水后得到离子导电的水凝胶纤维。借助扫描电子显微镜、氧指数仪、微型量热仪、热重分析仪、单纤维强力仪等分析其阻燃性、热稳定性和力学强度等性能,研究了不同形变条件下纤维素水凝胶纤维的电流信号响应规律。结果表明:纤维素纤维经羧甲基化改性后,极限氧指数从(17.8±0.9)%提高到(35.3±0.9)%;热释放速率峰值和总热释放量分别下降了70.1%和49.4%,基于金属离子优异的阻燃性能和催化成炭能力,燃烧后炭层的致密性高;改性纤维经过吸水后,在不同形变情况下可产生相应的电流响应,具有应变传感能力。纤维素基水凝胶纤维耐燃烧且对物理形变具有灵敏的信号变化,在阻燃及柔性传感领域具有发展潜力。

柔韧隔热纤维素基气凝胶制备与性能

时吉磊, 唐春霞, 付少海, 张丽平

纺织学报. 2024, (04): 8-14. doi:10.13475/j.fzxb.20230906101

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纤维素基气凝胶骨架强度差、脆性强,受外力压缩后隔热性能有所下降,不利于实际应用。针对这一问题,通过引入双硅烷偶联剂1,2-二(三甲氧基硅基)乙烷(BTMSE)与纤维素纳米纤维(CNF)形成共价交联网络,借助冷冻干燥技术构筑微米级多孔柔韧的隔热纤维素气凝胶,分析了气凝胶的微观形貌、化学结构,研究了BTMSE加入量与气凝胶力学性能、导热系数之间的关系,探究了力学性能对隔热效果的影响。结果表明:气凝胶呈现典型的蜂窝状孔洞结构,具有98.15%的高孔隙率;共价交联作用使气凝胶能够承受自身500倍的重量而恢复原状,在应变为50%的情况下循环压缩200次后,应变损失仅为9.7%左右;由于低密度、交联网络和多孔结构的存在,气凝胶导热系数低至31.90 mW/(m·K);在60%压缩应变后导热系数增加量不超过1%。该改性气凝胶有望用于恶劣环境下的隔热保暖。

基于复合纳米纤维膜的离子传感器制备及其性能

梁文静, 吴俊贤, 何崟, 刘皓

纺织学报. 2024, (04): 15-23. doi:10.13475/j.fzxb.20231200101

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为开发具有高稳定性、高灵敏度的柔性离子传感器,采用静电纺丝法制备聚偏二氟乙烯(PVDF)/离子液体(IL)复合纳米纤维膜,与电极材料组装成三明治结构的离子传感器。探讨了纺丝液质量分数及IL含量对纺丝工艺和纤维膜形貌的影响;其次利用能量色散X射线光谱仪和红外光谱仪表征了复合纳米纤维膜所含元素分布与化学结构;进一步利用柔性传感器测试系统探究了不同IL含量、不同厚度的纳米纤维膜对于传感器性能的影响。结果表明:在PVDF质量分数为18%~19%,且与离子液体量比为2∶1或3∶1时,复合纳米纤维膜表面规整,串珠少,纤维直径分布均匀,带电离子数量增多且分布均匀;随着PVDF/IL纳米纤维膜的厚度增加,离子传感器的检测范围逐渐增大,灵敏度逐渐降低;在聚偏二氟乙烯质量分数为18%,且与离子液体的量比为2∶1时,离子传感器在 0~40 kPa 的检测范围内具有32.471 pF/kPa灵敏度的压力感测,在5 000次加载-循环中保持突出的力学稳定性,并且可应用于分辨人体关节运动的检测。

载有MXene的钴氮掺杂碳纳米纤维在锂硫电池中的应用

宋贝贝, 赵浩阅, 李欣宇, 屈展, 方剑

纺织学报. 2024, (04): 24-32. doi:10.13475/j.fzxb.20231002001

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为缓解锂硫电池中多硫化物的穿梭效应,在钴氮掺杂纳米纤维中引入MXene纳米片,利用静电纺丝与高温炭化技术,制备了载有MXene纳米片的钴氮掺杂碳纳米纤维(MX-Co/N-PCNFs),并将其作为锂硫电池中间层,探讨了MX-Co/N-PCNFs中间层的形貌结构和MXene的添加对于多硫化物的吸附以及电池电化学性能的影响。结果表明:当MXene分散液质量浓度为90 mg/mL,炭化温度为800 ℃时,得到的MX-Co/N-PCNFs比表面积为257.5 m²/g;将其作为中间层组装的电池,在0.2 C倍率下,循环100圈后,仍具有971.5 mA·h/g的容量;1 C倍率长循环400圈后,每圈容量衰减仅为0.063%;在高硫负载(4 mg/cm²)、0.5 C下循环50圈后,容量仍保持在853 mA·h/g,优于不添加MXene纳米片的中间层。

纤维晶体管器件研究进展

卿星, 肖晴, 陈斌, 李沐芳, 王栋

纺织学报. 2024, (04): 33-40. doi:10.13475/j.fzxb.20231202402

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在学科高度交叉、技术深度融合、物联网、人工智能、类脑计算等新兴产业迅猛发展的时代背景下,传统携带式可穿戴电子设备已难以满足人们对高性能电子纺织品的需求。为全面探究纤维晶体管在电子织物领域的应用前景,首先简述了纤维晶体管的组成、分类与工作原理,重点介绍了纤维基有机场效应晶体管和纤维基有机电化学晶体管;其次,介绍了纤维晶体管器件在智能可穿戴和植入式生化传感器、忆阻器和人工突触类脑计算神经形态器件、逻辑电路等前言领域的研究进展;分析了纤维晶体管在器件集成、性能优化和实际应用等方面所面临的问题与挑战。研究指出纤维晶体管在推动电子织物、人机交互、智慧医疗等国家战略产业发展和驱动人类社会迈向泛智能时代中的应用前景,期望为下一代高性能纤维晶体管的发展提供借鉴与启发。

面向可穿戴电子产品的自供能摩擦电纺织品研究进展

王宁, 龚维, 王宏志

纺织学报. 2024, (04): 41-49. doi:10.13475/j.fzxb.20231000902

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伴随着人们对智能穿戴的需求日益增加,为解决可穿戴电子产品的供能问题,各种能源转化技术接连涌现,摩擦电纺织品凭借其在低频机械能收集和自驱动传感器等方面的优异表现脱颖而出,成为能源织物领域的佼佼者。为提高摩擦电纺织品的能量转换效率与舒适自然的穿戴感,基于摩擦电技术的理论,探讨了接触起电的物理机制,从材料、结构、运行模式以及功能性等角度出发,总结了纱线基摩擦纳米发电机、织物基摩擦纳米发电机与非织造布基摩擦纳米发电机的发展历程,综述了摩擦电纤维在柔性传感、电子皮肤、智能机器人、交互式设备等领域的应用情况,指出目前摩擦电纺织品所面临的挑战以及未来的机遇,以期为摩擦电技术与传统纺织业的高值化结合提供一些理论参考。

含磷阻燃聚酯的合成动力学及其性能

袁野, 张安莹, 魏丽菲, 高建伟, 陈咏, 王锐

纺织学报. 2024, (04): 50-58. doi:10.13475/j.fzxb.20221101001

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为探究9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)类阻燃剂对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)聚合反应过程的影响,以[(6-氧代-6H-二苯并[c,e][1,2]氧磷杂己环-6-基)甲基]丁二酸(DDP)作为反应型阻燃剂,通过聚合反应得到磷含量不同的阻燃PET(PET-DDP),研究其聚合反应动力学并分析DDP添加量、缩聚反应温度对合成反应动力学的影响,并分析了PET-DDP的阻燃性能和力学性能。结果表明:聚合条件不变的情况下,随DDP添加量的增加,酯化反应阶段反应釜内压力升高速度加快,有利于乙二醇中对苯二甲酸的溶解,反应活化能由81.37 kJ/mol降低至59.52 kJ/mol,缩聚反应的反应速率常数K减小,反应活化能由69.67 kJ/mol增加至233.49 kJ/mol,聚合物熔点降低,结晶性能和力学性能下降;当缩聚反应温度为270 ℃,磷质量分数为1.10%时,PET的阻燃性能得到明显提升,极限氧指数为34%,与纯PET相比,热释放速率峰值和总热释放量分别降低了45.2%和27.3%,且炭层的连续性和致密性明显增加。

聚己内酯/MgO复合纳米纤维膜的制备及其性能

贾琳, 董晓, 王西贤, 张海霞, 覃小红

纺织学报. 2024, (04): 59-66. doi:10.13475/j.fzxb.20221101801

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为制备集多种功能于一体的纳米纤维膜,将 MgO纳米颗粒加入至可降解聚己内酯(PCL)溶液中,通过静电纺丝技术制备PCL/MgO复合纳米纤维膜,研究了其微观形态、结晶结构、过滤性能和抗菌性能等。结果表明:PCL/MgO复合纳米纤维的直径比纯PCL略有增加,且纤维膜中MgO依然保持着结晶状态;与纯PCL纤维膜相比,PCL/MgO复合纳米纤维膜的透气率增加,水接触角增大,透湿率减小;PCL/MgO复合纳米纤维膜的过滤效率为97.57%~98.87%,紫外线防护系数均大于50,具有良好的过滤性能和优异的紫外线防护性能,其对大肠杆菌的抑菌率为73.78%~98.55%,对金黄色葡萄球菌的抑菌率为53.61%~97.56%;对大肠杆菌的抑菌率优于金黄色葡萄球菌是因为MgO纳米颗粒具有晶格缺陷,更易与带有负电荷的大肠杆菌形成较强的相互作用。

二氧化钛/多孔碳纳米纤维复合材料的制备及其光催化性能

陆瑶瑶, 叶俊涛, 阮承祥, 娄瑾

纺织学报. 2024, (04): 67-75. doi:10.13475/j.fzxb.20230403001

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为实现纳米二氧化钛(TiO₂)的回收和重复使用,采用静电纺丝、高温煅烧和酸溶技术制备了多孔碳纳米纤维(PCNF),随后使用二次形核法将锐钛矿相TiO₂负载到其表面,得到具有光催化活性的TiO₂/PCNF复合材料。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、紫外-可见漫反射光谱仪等表征了TiO₂/PCNF复合材料的形貌结构、成分和光吸收性能,并测试了其对降解亚甲基蓝(MB)溶液的光催化性能。结果显示:复合材料的比表面积高达331.9 m²/g,光照30 min后对MB溶液(5 mg/L)的去除率为98.6%,光照60 min 后对MB溶液的去除率可达99.6%,均高于同等TiO₂含量的对比组;重复使用5次后,其对MB溶液的去除率仍然保持在95.0%; PCNF是一种性能优异的光催化载体材料,它不仅能够实现对纳米TiO₂的固定和回收,而且能提高TiO₂的光催化性能。

粗纱物理特性对环锭纺细纱机后区牵伸效果影响

吴佳庆, 郝新敏, 王美慧, 郭亚飞, 王迎

纺织学报. 2024, (04): 76-82. doi:10.13475/j.fzxb.20220805101

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为探究粗纱在细纱后区的形态变化和粗纱物理特性能对细纱后区牵伸效果的影响,以不同粗纱定量、捻度和纤维长度的粗纱为例,分析粗纱截面纤维分布、粗纱定量和捻度等物理特性对粗纱拉伸强力影响、粗纱须条在牵伸区的变化以及基于等长切断称重法分析牵伸效果。结果表明:在牵伸过程中粗纱须条截面从圆形变成扁平带状后又恢复成一定紧密度的类圆形;粗纱定量为450 g/(10 m),捻度为4.01和4.48捻/m的粗纱力学性能好,利用粗纱捻回产生的附加摩擦力界能有效控制纤维的运动,牵伸区内纤维变速点集中,牵伸效果好;大定量粗纱受罗拉胶辊差速影响易发生纤维分层,纤维变速点分散,需加大罗拉钳口压力予以改善;后区牵伸倍数在1.10~1.36倍以内,有利于牵伸稳定。

阻燃腈纶/酚醛树脂纤维织物的制备及其性能

丁倩, 吴俊霖, 江慧, 汪军

纺织学报. 2024, (04): 83-88. doi:10.13475/j.fzxb.20220900301

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为解决酚醛树脂纤维因强力低、纯纺难度大等限制其在服用领域发展的问题,以20∶80、40∶60、60∶40和80∶20的4种比例将酚醛树脂纤维与阻燃腈纶混纺,以平纹组织结构进行织物的开发与制备,并表征织物的阻燃性能及服用性能。结果表明:所开发的4种混纺比例织物的损毁长度均小于10 cm,无阴燃和熔融滴落现象;随着酚醛树脂纤维比例的增加,织物续燃时间逐渐减少,拉伸断裂强力逐渐下降,透气性能逐渐降低;且混纺比为40∶60、60∶40和80∶20的酚醛树脂纤维与阻燃腈纶混纺织物的热阻、导湿性和耐磨性并无显著性差异;酚醛树脂纤维与阻燃腈纶混纺比为40∶60和60∶40织物满足阻燃纺织品的需求,且服用性能好,制备的织物可为后续开发酚醛树脂服用产品提供参考和借鉴。

含镍铬合金丝纬编电加热层复合材料的层间剪切性能

冯亚, 孙颖, 崔艳超, 刘梁森, 张宏亮, 胡俊军, 居傲, 陈利

纺织学报. 2024, (04): 89-95. doi:10.13475/j.fzxb.20221002801

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为开发既具有电加热功能特性又满足承载结构基本力学性能要求的玻璃纤维/环氧层合复合材料,选取3种直径的镍铬合金丝,设计制备了平针、罗纹和双罗纹3种组织结构的纬编电加热织物,以镍铬合金丝纬编织物作为中间电加热层,优选热压罐复合成型工艺,制备了玻璃纤维/环氧层合复合材料。利用红外热像仪和万能试验机分别测试了复合材料的电加热性能和层间剪切性能。结果表明:在8 V直流电压下,6种复合材料均能升温到37 ℃ 以上,最高可达72 ℃,耗时30 s;最高平衡温度与镍铬合金丝直径成正相关,平针组织复合材料最高平衡温度最高,双罗纹组织复合材料表面温度均匀性最好;含镍铬合金丝纬编电加热层的玻璃纤维/环氧层合复合材料层间剪切强度相较于不含电加热层复合材料层间剪切强度保留率为74.1%~97.4%。初步研究工作表明,含镍铬合金丝纬编电加热层复合材料可同时实现玻璃纤维/环氧层合复合材料功能与结构的兼顾,有望满足直升机发动机进气道防/除冰系统的设计需求。

基于多尺度Laws纹理能量和低秩分解的织物疵点检测算法

王振华, 张周强, 昝杰, 刘江浩

纺织学报. 2024, (04): 96-104. doi:10.13475/j.fzxb.20230201001

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为提高织物疵点检测算法对简单纹理织物、模式纹理织物及条纹纹理织物检测时的普适性和准确性,提出了一种基于多尺度Laws纹理能量和低秩分解的织物疵点检测算法。首先,对织物图像进行直方图均衡化并将处理后的图像均匀划分为子图像块;其次,对每个子图像块提取28个纹理能量特征(利用7个Laws滤波模板在 4个尺度上提取),计算所有子图像块提取到的特征均值并组成特征矩阵;然后,利用特征矩阵构建低秩分解模型,通过方向交替方法(ADM)优化求解,得到低秩部分和稀疏部分;最后,由稀疏部分生成疵点显著图,采用迭代阈值分割法对其进行分割,得到织物疵点检测结果。为验证该算法的有效性,在织物图像数据集选取了包含错纬、断经、跳花、破洞等常见疵点的织物图像,并将实验结果与已有3种算法进行了对比。实验结果表明,该算法在简单纹理织物、模式纹理织物及条纹纹理织物检测上具有更好的普适性和准确性,且检测效率具有一定优势。

袜类三维模型生成编织参数方法及其应用

汝欣, 叶筱, 颜才杰, 彭来湖, 史伟民

纺织学报. 2024, (04): 105-110. doi:10.13475/j.fzxb.20221102801

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对于具有高精度设计要求的压力袜、医疗袜等定制产品,现有定制设计方法仅能保证足长、足高等关键数据准确性,存在无法全方位满足定制用户足部数据要求的问题。基于模拟编织的思想,提出了一种由袜子三维模型全自动生成模拟袜机编织的编织路径图的方法。其中编织路径图的生成方法为:采样点由袜口开始沿着采样轴方向在袜类三维模型表面迭代采样用以模拟圆袜机的逐圈编织,并在采样过程中根据采样轴与三维模型顶点法向量的夹角调整线圈高度,直至完成袜头部分的迭代采样。然后将得到的编织路径图进行编译,得到各线圈圈高参数以及各部段圈数参数。最后以该参数修改WLT-6F袜机编织所需的链文件进行上机编织。对比样品与输入三维模型的尺寸差距,其误差处于4.1%以内。

高疏水性双面结构生色棉织物的一步法制备

向娇娇, 柳浩, 欧阳申珅, 马万彬, 柴丽琴, 周岚, 邵建中, 刘国金

纺织学报. 2024, (04): 111-119. doi:10.13475/j.fzxb.20230405701

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为能简便、快速地得到兼具双面结构色效果和高疏水性的棉织物,以聚甲基丙烯酸三氟乙酯(PTFEMA)胶体微球为结构单元,利用浸轧-焙烘一步法将其负载于棉织物上构筑高疏水性光子晶体生色结构。分析PTFEMA胶体微球的基本性能,探究PTFEMA胶体微球组装液质量分数对棉织物结构生色效果和疏水性的影响,并提出结构生色棉织物的疏水机制。结果表明:PTFEMA胶体微球粒径均一,单分散性优异,适宜于构筑光子晶体;当组装液质量分数为20%~30%时,通过浸轧-焙烘一步法便可制备得到结构色明显、水接触角为140°左右的棉织物;PTFEMA胶体微球因自带含—CF₃基团而具有疏水性,加之光子晶体阵列增加了棉织物的粗糙度,双重作用下使得结构生色棉织物具备高疏水性。

耐用多功能光热阻燃织物的制备及应用

王晓萌, 李婷婷, 许炳铨, 林佳弘, 楼静文

纺织学报. 2024, (04): 120-125. doi:10.13475/j.fzxb.20220809901

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为制备日间可自加热且防火性能优异的多功能光热阻燃织物,采用聚多巴胺修饰的芳砜纶非织造布作为亲水基材,Fe₃O₄作为光热功能材料,聚磷酸铵(APP)作为阻燃功能材料,通过浸渍将共沉淀法制备的Fe₃O₄微球借助黏性聚磷酸铵对其包裹功能涂层得到多功能阻燃光热织物。借助扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、时间-温度曲线以及点燃实验对光热阻燃织物的结构和性能进行表征,并观察织物在酸碱溶液放置后的形态以表征阻燃光热织物的耐用性。结果表明,光热阻燃织物在保持良好柔韧性的情况下,兼具Fe₃O₄优异的光热性能和APP的阻燃性能,在日间可升温至60 ℃以上,初遇火焰时难燃,12 s后离开火源织物自熄,并且在酸碱环境下仍保持良好的形态及耐用性。

植酸/壳聚糖对涤纶/棉混纺织物的协同阻燃整理

胡自强, 骆晓蕾, 魏璐琳, 刘琳

纺织学报. 2024, (04): 126-135. doi:10.13475/j.fzxb.20230403301

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针对涤纶/棉混纺织物的易燃问题,采用植酸(PA)和壳聚糖(CS)构成膨胀阻燃体系,通过浸渍烘焙法对涤纶/棉混纺织物进行阻燃整理,并对整理前后织物的化学结构、表面形貌、热稳定性、燃烧行为、力学性能及耐水洗性等进行探究。通过工艺调控与优化,获得最佳阻燃整理工艺:烘焙温度160 ℃,烘焙时间120 s,CS质量浓度30 g/L, PA质量浓度400 g/L。经过阻燃整理后,所得涤纶/棉混纺织物的极限氧指数值由17.8%上升到28.7%,达到难燃级别;热重结果表明,相较于原涤纶/棉混纺织物,阻燃涤纶/棉混纺织物的分解速率下降,高温热稳定性显著提高,在氮气气氛下,800 ℃时残炭率提高到25%以上;阻燃涤纶/棉混纺织物的最大热释放速率由原涤纶/棉混纺织物的145.86 kW/m²下降到96.96 kW/m²,总热释放量由原涤纶/棉混纺织物的2.75 MJ/m²下降到2.06 MJ/m²; PA和CS在织物表面构成膨胀阻燃涂层,显著提高了织物的阻燃性能。

负载不同极性药物对粘胶织物结构和性能的影响

朱维维, 舒伟, 顾文娟

纺织学报. 2024, (04): 136-141. doi:10.13475/j.fzxb.20220500701

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为应用高效、绿色超临界CO₂流体技术制备性能优良的保健类粘胶织物,通过负载不同极性药物烟酰胺、白藜芦醇制备粘胶织物,采用扫描电子显微镜、红外分光光度计、X射线衍射仪、热重差热综合分析仪、万能材料试验机表征和分析经处理后粘胶织物微观结构和宏观性能变化。结果发现:2种药物在粘胶纤维表面的分布形态均为小颗粒,相较白藜芦醇,烟酰胺在纤维表面的分布量更多;2种药物的负载均使得纤维分子链间氢键强度有一定下降,但并未改变其化学结构;极性更强的白藜芦醇对纤维结晶区的影响更加显著,负载2种药物后,粘胶纤维结晶度从41.37%分别下降至29.28%、23.37%;2种药物的负载使得粘胶纤维热降解性能均有轻微下降;药物的负载并未改变粘胶织物拉伸性能。

涤纶织物表面耐久超疏水涂层制备及其水油分离性能

邵明军, 蹇玉兰, 唐唯, 柴希娟, 万辉, 解林坤

纺织学报. 2024, (04): 142-150. doi:10.13475/j.fzxb.20221104201

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针对超疏水织物的整理工艺相对复杂且常用含氟化合物有毒的问题,将甲基三甲氧基硅烷(MTMS)、氨水和无水乙醇以体积比为3∶50∶50混合后常温水解,采用浸渍法一步制备了耐久性超疏水涤纶织物。探讨了水解时间对织物表面润湿性及形貌的影响,对整理后织物的表观形貌、化学结构与元素组成、润湿性、断裂强力及涂层的稳定性和耐久性等进行分析与表征。结果表明:当水解时间为120 min整理的涤纶织物具有超疏水性,其静态水接触角为(150.6±0.9)°,滚动角为9°;与未整理涤纶织物相比,超疏水涤纶织物经向、纬向的抗拉强度分别提高了8.31%和11.61%,且经600 min超声波洗涤、10 000次摩擦测试、24 h酸碱溶液浸泡及24 h紫外光老化测试后仍然保持超疏水性,具有较好的力学稳定性和环境耐久性;水解时间为90~210 min整理的涤纶织物,经5次水油分离循环测试其分离效率均在97.0%以上。该方法及工艺绿色高效,所制备的涤纶织物在水油分离、水体净化等领域具有潜在的应用前景和价值。

SiO₂/聚乙二醇200/碳纳米管剪切增稠液浸渍芳纶织物及其复合材料防刺性能

贾笑娅, 王蕊宁, 孙润军

纺织学报. 2024, (04): 151-159. doi:10.13475/j.fzxb.20220802501

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为优化高性能织物的防刺性能,采用SiO₂和不同长径比的多壁碳纳米管(MWCNTs)制备多相剪切增稠液(MSTFs), 研究MWCNTs的长径比与添加量对剪切增稠液流变性能的影响及MSTFs芳纶复合织物的防刺性能。之后将MSTFs复合织物与碳化硅/聚氨酯(SiC/TPU)涂层织物叠层制备双层防刺复合材料,探究叠层顺序对层合复合材料抗穿刺性能的影响。结果得出:长径比较大的碳纳米管对提高剪切增稠液(STF)的增稠效果更优;随着碳纳米管含量的增加,剪切增稠效果逐渐增强。实验结果表明:MSTFs(0.4% MWCNTs-A)浸渍芳纶织物的最大穿刺载荷较纯STF浸渍芳纶织物提高154.33%;不同叠层结构中以剪切增稠液浸渍织物为面层、SiC/TPU涂层织物为背层的双层复合织物表现出更优的防刺性能。

涤纶/棉混纺织物在水热体系中的降解

张永芳, 郭红, 史晟, 阎智锋, 侯文生

纺织学报. 2024, (04): 160-168. doi:10.13475/j.fzxb.20230503801

摘要 ( 59 )

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为实现废弃涤纶/棉混纺织物的循环利用,以金属盐硫酸铜作为添加剂,采用绿色、经济的水热法对废弃涤纶/棉混纺织物进行降解,研究在硫酸铜-水热体系中涤纶/棉混纺织物的降解行为。结果表明:棉与涤纶在硫酸铜-水热体系中表现出不同的降解行为;在低温水热条件下,棉纤维在非晶区发生降解生成粉末状纤维素及少量葡萄糖,而涤纶在低温下则保持其纤维形貌及理化性质不变,可实现双组分涤纶与棉的分离;在高温水热条件下,涤纶发生降解生成对苯二甲酸,其得率可达91%以上,而棉纤维在高温下则降解炭化形成富含含氧基团的炭材料,实现了涤纶与棉在同一体系中的同时降解;高温环境中涤纶与棉同时降解不会影响棉纤维炭产物的晶体结构,但会对炭产物的形貌有一定影响。该水热降解工艺在低温下可实现涤纶/棉混纺织物双组分的分离,高温下可实现涤纶与棉在同一体系中共同降解的行为,具有一定的实用价值,为废弃涤纶/棉混纺织物的回收利用提供了一定参考。

锑污染物对绿藻及蓝藻的急性毒性效应

李方, 张怡立, 王曼, 孟祥周, 沈忱思

纺织学报. 2024, (04): 169-179. doi:10.13475/j.fzxb.20230307401

摘要 ( 52 )

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为深入了解不同价态锑的水生生态毒性及其影响因素,选用2种绿藻(羊角月牙藻、莱茵衣藻)和2种蓝藻(聚球藻、水华鱼腥藻)作为模式生物,通过测定藻细胞抑制率、叶绿素a、抗氧化酶及观察细胞微观结构,对锑(Ⅲ)和锑(Ⅴ)进行毒性影响研究。结果表明:在2 mg/L锑(Ⅲ)或锑(V)暴露72 h后,锑(Ⅲ)对微藻的抑制率最高达76.6%,而锑(Ⅴ)对微藻的最高抑制率仅为41.0%,且绿藻较蓝藻受锑胁迫更为敏感;微藻的叶绿素a合成及可溶性蛋白含量变化表现出与生长抑制类似的响应规律,相较之下蓝藻的叶绿素a合成受到的影响较绿藻小;绿藻的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性变化规律呈现出低浓度促进高浓度抑制的现象,而蓝藻则不具备统一的变化规律;从亚细胞结构来看,莱茵衣藻的细胞壁、细胞核、叶绿体及其它细胞器均受到了损伤,而聚球藻主要是光合系统受损。

基于空间向量模长的青年女性腰腹臀部形态分类与判别

吴金颖, 李炘, 丁笑君, 邱文池, 邹奉元

纺织学报. 2024, (04): 180-187. doi:10.13475/j.fzxb.20230405301

摘要 ( 94 )

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为实现女体三维曲面的分类与判别,提高裤装的合体性,提出一种基于空间向量模长表征腰腹臀部形态并进行体型分类的方法。获取323名18~25岁青年女性的三维点云数据,提取腰腹臀部10层横截面曲线,以臀围质心为原点重建点云坐标系,通过欧式距离计算130个特征点的空间向量模长,构建表征人体曲面形态的模长矩阵。引入拉普拉斯特征映射降维获取18个本征维度,采用K-means聚类,运用随机森林算法建立青年女性腰腹臀部形态的判别模型。结果表明,青年女性腰腹臀部可分为大众型、扁平型、腹凸型、臀凸型4类,分别占样本总数的58.82%、27.86%、8.36%和4.95%。分析获得4类体型对应的裤装样板差异,有效提高了裤装合体性,青年女性腰腹臀部形态判别准确率达96.92%。

电加热服加热区域分布对人体热舒适感的影响

柯莹, 林磊, 郑晴, 王宏付

纺织学报. 2024, (04): 188-194. doi:10.13475/j.fzxb.20230205501

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为探究加热区域分布对电加热服热舒适性的影响规律,设计了3种加热区域,在环境温度为(5 ± 0.5) ℃,相对湿度为(50 ± 5)%的条件下进行真人着装实验,记录受试者客观生理数据和主观感受并对其进行分析。实验结果表明:在加热面积一定的情况下,将加热片集中分布在上半身躯干位置能显著提高平均躯干温度,对平均皮肤温度的提高作用不大;相比之下,躯干加上腿部的加热区域组合能有效提高平均皮肤温度0.8 ℃以上,躯干、大腿和大臂的加热区域组合能将平均皮肤温度提高0.5 ℃;另外,将加热片分布到四肢相较于集中加热躯干对改善热感觉和热舒适的效果更好。建议当加热面积一定时,将加热片分布到躯干以及腿部位置,可使电加热服具有较好的功能性和舒适性。

面向平缝工艺信息融合的知识图谱构建方法

郑小虎, 刘正好, 刘冰, 张洁, 徐修亮, 刘希

纺织学报. 2024, (04): 195-203. doi:10.13475/j.fzxb.20230204901

摘要 ( 76 )

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针对缝纫工艺流程链路长,生产要素多样,工艺知识分散化的特点,首先,提出缝纫工艺信息组织建模方法,面向多源异构平缝工艺信息构建本体模型;其次,研究基于面料力学性能的平缝工艺推荐方法,构建面料基础性能、缝制性能知识体系,结合面料层次分类方法和实验参数分析,形成力学性能参数与缝制参数之间的数学模型;在此基础上,以专家经验文本、实验测量数据为原始数据,构建面向平缝工艺信息融合的知识图谱,开发WEB系统展开应用验证。结果表明:所构建的工艺推荐方法实现了对面料平整度和最大缝缩率的预测,知识融合系统实现了缝纫工艺知识的智能搜索和缝制参数的智能推荐,为工艺数据集成、装备故障运维、工艺路线设计、产品质量控制提供决策参考。

童装质量检验不合格项的关联规则研究

王宇娴, 魏孟媛, 薛文良, 马颜雪

纺织学报. 2024, (04): 204-210. doi:10.13475/j.fzxb.20230302101

摘要 ( 48 )

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为提升童装抽查检验的效率,以2018—2022年上海海关提供的进出口童装检验报告为数据样本。依据标准构造层级化的数据用于分析,通过统计将色牢度、成分、机械安全质量定为监管重点。利用Apriori算法,控制输入特征、调整最小置信度获取童装标签与检验质量的强关联规则。结果表明:部分品牌表现强不合格质量指向性;童装成分、品类、颜色、着色方式与色牢度不合格存在强关联;含锦纶、粘胶或多组分的童装与成分质量不合格存在强关联;内衣和日常上衣与机械安全质量不合格形成强关联。基于不合格质量的强关联因素,色牢度质量抽查应针对含锦纶、腈纶的童装,婴幼儿睡衣及裤装品类,黑、蓝色及印花童装。成分质量抽查需关注含锦纶、粘胶、多组分的童装,重点监管内衣和日常上衣的机械安全质量。

纺织典型装备故障多特征自适应提取方法

任杰, 张洁, 汪俊亮

纺织学报. 2024, (04): 211-220. doi:10.13475/j.fzxb.20221106801

摘要 ( 80 )

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化纤高速卷绕头故障特征提取是卷绕头故障诊断中的关键步骤。为解决化纤卷绕头故障诊断精度不高、可解释性差的难点,提出了数据驱动的化纤卷绕头故障多特征自适应提取方法。通过改进型基因表达式编程(GEP)的故障特征生成方法,设计了一种运算符与变量符随机组合编码、对位匹配与倒序运算解码方法,构建了突变、插串、重组的遗传算子,实现了多个故障特征构建与生成;提出了低冗余、高互补的多特征提取与分析方法,实现了特征间关系的可解释性分析与关键特征优选。实验结果表明:采用所提出的改进型GEP方法与传统特征提取方法、通用GEP方法所生成的故障特征进行对比,在线速度为1 000、2 000和3 000 m/min状态下,卷绕头故障诊断精度分别提升了8.959%、3.87%、3.77%和2.601%、3.2%、2.018%,有效解决了卷绕头故障特征提取的难题;进一步的特征工程实验表明,所提方法对于多特征组合下的卷绕头故障关键特征提取具有较强的适应性能。

双组分织物含水率的微波谐振腔法测量技术

向忠, 赵唯, 何仕伟, 王宇航, 钱淼

纺织学报. 2024, (04): 221-228. doi:10.13475/j.fzxb.20221006101

摘要 ( 56 )

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针对染整过程中多组分织物含水率准确检测问题,提出了一套基于微波谐振腔法的织物含水率检测系统。首先,基于Bruggeman-Hanai介电混合模型,结合织物结构特征建立了单组分织物含水率与介电常数的关系模型;通过考虑织物厚度与多组分织物组分配比的影响,建立了双组分织物含水率介电常数模型。接着,开展湿度均匀的纯棉、涤纶、混纺织物的介电常数测量实验,采用贝塞尔拟合方法,得到双组分织物介电常数模型的系数,从而获得了不同材质、厚度、组分配比下织物含水率与介电常数的关系模型。通过比较实验织物样品含水率与理论模型预测结果发现,二者吻合较好,均方根误差小于5%,从而验证了双组分织物含水率介电模型的可行性,为后续纺织品含水率检测提供技术支撑。

聚偏氟乙烯纳米纤维的结构调控及其在生物医学领域应用研究进展

李朝威, 成悦, 苏新, 陈鹏飞, 李大伟, 付译鋆

纺织学报. 2024, (04): 229-237. doi:10.13475/j.fzxb.20230700402

摘要 ( 76 )

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为促进聚偏氟乙烯(PVDF)基纳米纤维在生物医学领域的应用,首先阐述了PVDF压电效应产生的关键在于其偶极子的取向排列,进一步以PVDF纳米纤维为研究对象,分析了纳米纤维的偶极子与纤维表面极性电荷的键合作用机制;归纳总结了随机分布型、取向排列型、中空以及图案化PVDF纳米纤维的结构调控;重点讨论了石墨烯、氧化锌、钛酸钡以及碳纳米管等各种掺杂材料对静电纺PVDF复合纳米纤维薄膜压电性能的影响,并详细介绍了其在伤口敷料、药物载体以及组织工程等生物医学领域的应用。研究指出结构调控和添加剂掺杂以及2种方法的组合是提高PVDF压电性能的有效方法,有望进一步拓展PVDF基纳米复合压电材料在生物医学领域中的应用。

元宇宙虚拟空间在时尚领域的应用现状及发展趋势

王雪微, 于晓坤

纺织学报. 2024, (04): 238-245. doi:10.13475/j.fzxb.20230300202

摘要 ( 124 )

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为促进元宇宙下虚拟空间在时尚领域的应用,采用综合分析和案例研究,以了解和剖析时尚虚拟空间的影响因素和发展趋势。对虚拟试穿、非同质化货币、数字化身等纺织服装领域发展元宇宙产业的常见措施进行总结,对时尚虚拟空间的建立方式进行概述,对虚拟空间中虚拟试衣、服装定制系统、数字化服装设计工具等案例在纺织服装领域的应用进行剖析,强调了虚拟空间作为元宇宙的重要媒介对时尚领域的实践意义。回顾了当前时尚空间运营模式,揭示其在商业性、实用性和交互性上的短板。探讨了实体商业中心相对于虚拟空间在政府支持、历史文化及交互性方面的优势,指出人工智能发展将重塑时尚领域创作模式,未来时尚虚拟空间宜以综合性商业体形式发展,以实体综合性商业体为依托,通过镜像空间实现实体经济和数字经济的深度融合。最后,提供了时尚综合商业体的实施路径和手段,包括利用虚拟现实技术和人工智能,在元宇宙空间中发展具有文化性、和现实互联、能够实现用户共创的时尚综合商业体。

理想国

车虹瑾, 陶晓龙, 朱圣康, 陈淑聪

纺织学报. 2024, (04): 246-246.

摘要 ( 69 )

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设计说明：多巴胺是一种脑细胞产生的分泌物，能极大地影响人的心理，是快乐的催化剂。这种快乐、惊喜、兴奋，五彩缤纷。新冠疫情退去后，支离破碎的世界逐渐找回平衡，未来将充满希望和决心，这种从黑暗到光明的转变，将通过彩色的世界呈现，人们将用色彩来治愈自己。把物质和虚无联系在一起，把想象和现实联系在一起，无论是数字虚拟还是真实的，都将通过色彩的世界呈现，绚丽的色彩渗透着年轻，和新鲜，最终我们将逃离混乱，踏上通向美好未来的新旅程.....
本系列作品采用多巴胺亮色肌理面料为主，条纹牛仔搭配扎染面料、渐变色缎面及薄纱，款式采用不对称设计，在细节的处理上采用红色挂带绳、立体蝴蝶结、褶皱、立体花卉等元素点缀在服装的肩部，裙摆等部位，提升服装的层次感和艺术美感，塑造多巴胺女孩绚丽多姿的美好未来.....

沉沙墨雪

王明明, 唐碧瑶

纺织学报. 2024, (04): 247-247.

摘要 ( 51 )

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设计说明：“沉沙墨雪”系列服装通过追溯中国传统水墨画的发展历史，从书法和泼墨的绘画中提取出元素并运用在现代男装设计中。本系列作品主要从服装款式、穿搭方式和色彩图案这三个维度将中国传统水墨元素与现代街头时尚潮流相融合，探索中国传统元素国际化和年轻化的方法，起到发扬中国博大精深的传统文化的作用。服装的制作将选用棉麻、毛圈、太空棉等面料来实现系列作品的运动休闲感。

疆衫袂影

张瑜

纺织学报. 2024, (04): 248-248.

摘要 ( 53 )

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设计说明：本系列作品灵感来源于新疆艾德莱斯丝织物，五彩斑斓的色彩及纹样加上优雅时尚的蓄丝及丝缎的重叠，重现神秘的西城楼兰古国之美。结合精致的东方古典服饰制作工艺、整套设计既带着经典耐人寻味的异域之美，又带着古韵之风，展现中华传统服饰文化与新疆民族服饰文化创新时尚融合，以中国传统文化为根基结合国际流行趋势及市场需求，将民族传统工艺与现代元素巧妙结合。衣袂翩翩，令人期待而沉浸，让民族风情在纷繁的时尚潮流中卓尔不群。

灵苗

马媛, 于佐君

纺织学报. 2024, (04): 249-249.

摘要 ( 33 )

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设计说明：本系列设计作品灵感源于苗族神话传说《鬼姑娘》为再见心。上人的一-次跨时空之旅，具有玄秘诡丽的感情色彩。作品以服装语言诠释民族元素与现代时尚的设计结合，以表达穿越古今的沧桑与神秘。沿袭苗族服饰特征，运用苗族亮布、苗锦等特色面料，选取挑绣、辫绣、蜡染等传统手工艺，采用贯头式、一片式等传统造型，通过不同材料质感与图案的叠加突出服装内部结构以及造型层次。同时植人现代半透明光感材料和褶皱面料，运用现代烧箔工艺增加面料肌理感，与苗族传统面料的古朴质感、刺绣与蜡染图案的传统风格产生强烈对比。
该系列作品获由湖北省民族宗教事务委员会、恩施州人民政府主办的2023湖北“ 云裳杯·龙船调”杯民族服饰设计大赛金奖。

遗梦敦煌

张潇丹, 赵紫怡, 吴莹

纺织学报. 2024, (04): 250-250.

摘要 ( 77 )

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设计说明：丝巾图案源于敦煌莫高窟盛唐团花藻井，经纹样提取再设计而成。藻井纹样繁丽，中心为六瓣小团花，外部勾勒如意纹、牡丹云曲瓣、卷莲花瓣及方胜纹，方中带圆，相映成趣。巧妙的色彩搭配和运用，使纹样在视觉上呈现热烈且和谐的美感。以藻井纹样为主的文创产品，赋予了传统纹样新的生机。藻井丝巾轻巧飘逸的质地触感，带来了敦煌的灵动梦幻;地毯的厚实，增添了纹样艺术风格的厚度;现代实用的抱枕背包，融入敦煌元素，展现了纹样的美学价值。其图案不仅具有极高的装饰性，且富有深远的象征意义。莲花象征清净和神圣;如意代表吉祥如意;牡丹则代表了富贵繁荣。文化依托文创，在传承创新中，带来了敦煌的瑰丽壮观，也承载了敦煌艺术的精神寄托。

敦煌源于生活的芳华

徐强

纺织学报. 2024, (04): 251-251.

摘要 ( 46 )

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设计说明：敦煌藻井图案是富丽堂皇建筑物穹顶的装饰纹样，其种类繁多、主题分明、色彩艳丽、绘制精湛。方巾丝绸文创产品(80 cmx 80 cm)的设计借鉴藻井图案元素和色彩，将具象图案搭配组合，采用水彩画表现技法进行设计，传承和发扬了非物质文化遗产精髓,启迪当代创意设计。

超以象外·虚拟世界

贺晨亮, 王孟睿

纺织学报. 2024, (04): 252-252.

摘要 ( 55 )

PDF (23020KB) ( 55 )

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设计说明：近年来“元宇宙”概念被广泛应用于服装设计领域，数字化服饰设计已逐渐成为新趋势，创新元素在时尚服饰设计中也受到了越来越多的重视。本系列服装运用解构与重塑的设计方式，力求呈现出具有张力与创意的服装设计，以及对“超以象外.虚拟世界”主题灵感、面料、款式、色彩、细节以及工艺的表达。色彩上，运用棕色、灰色、卡其色等表现服装在未来、废土、科技主题风格下的配色方案;廓形上，多采用两侧对称、中心非对称结构设计，搭配拼接、手工做旧破损等工艺，将服装造型的基本构成元素进行拆分组合;面料上，采用了皮革，复合面料等来丰富服装的层次。运用不同低饱和色调和面料材质模拟出不同场景下的虛拟环境，营造出结构上的层次感。

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