漆酶催化没食子酸染色阳离子改性棉织物的性能

利用漆酶催化没食子酸,并对聚二甲基二烯丙基氯化铵改性棉织物进行染色。结果表明:漆酶可催化没食子酸聚合,采用一浴一步法和一浴二步法工艺对改性棉织物染色,二者的染色特征值相接近,染色改性棉织物的UPF≥40,亲水性能明显提升,力学性能也有所改善。

植酸/茶多酚整理棉织物的阻燃及防紫外线性能

为解决棉织物易燃烧和抗紫外线性能差的问题,提高其使用安全性,采用浸轧和喷涂结合的方法,通过植酸(PA)和茶多酚(Tea)协同作用制备了阻燃/抗紫外线棉织物,并研究了其阻燃、防紫外线、拉伸以及透气性性能。结果表明:质量分数2.5%的PA和25 g/L的Tea复合整理的棉织物,其质量增加率仅为13.3%,而极限氧指数LOI值从原棉织物的17.5%提高到30.4%,离火自熄;PA/Tea整理棉织物与原棉织物相比,不仅热释放速率峰值(PHRR)下降了78.2%,其总热释放量(THR)和热释放能力(HRC)也分别下降了70.8%和78.3%,这意味着PA/Tea整理棉织物可以降低火灾放热强度,阻碍火焰快速传播;整理后的棉织物对UVB和UVC区域的紫外线具有良好的吸收性能,在实现阻燃和防紫外线功能的同时,保留了85.1%以上的透气性。

基于废旧棉织物的CNCs制备及增强应用研究

为实现废旧棉织物的高值化回收利用,采用酸解法将其水解制备成纤维素纳米晶体(CNCs),通过多种表征方法分析了制备的CNCs的形貌尺寸及理化特性,并探究CNCs对PVA膜力学性能的增强效果。结果表明:制备的CNCs呈短棒状结构,长度168 nm±71 nm,直径19 nm±11 nm,收率54.2%;CNCs的Zeta电位值-31.8 mV,分散稳定性良好,且热稳定性较棉织物有一定程度下降;CNCs仍为纤维素Ⅰ型结构,结晶度80.8%。CNCs质量分数为5%时,PVA复合膜拉伸断裂强度和断裂伸长率较原PVA膜分别提高了37.8%和32.7%。认为:硫酸水解废旧棉织物制备CNCs性能良好,显著增强了PVA复合膜的力学性能,拓宽了废旧棉织物循环利用途径。

UV接枝聚硅氧烷-TiO_(2)复合棉织物的制备及性能

通过紫外辐射3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷对棉织物进行接枝聚合改性,然后与钛酸四丁酯共水解,形成Si—O—Ti化学键,通过化学键合的形式引入TiO_(2)层。由于Si元素位于棉织物和二氧化钛之间,阻断TiO_(2)光催化降解棉织物。化学键合TiO_(2)与棉织物的结合强度高,提高了耐久性。TiO_(2)对棉织物的整体结构未造成改变,但棉织物的抗紫外线能力显著提升,禁带宽度变小,光催化自清洁能力增强。

二硫化钼在棉织物表面的沉积及其光动力抗菌性能的研究

采用一步水热法制备了基于二硫化钼(MoS_(2))的棉织物(CFs)和废旧棉织物(WFs)复合材料用于光动力抗菌灭活,并探究了复合材料的微观结构、元素分布、热稳定性、机械性能、光动力抗菌性能(灭活金黄色葡萄球菌和大肠杆菌)以及光催化性能(降解孔雀石绿染料)。结果表明:CFs/MoS与WFs/MoS_(2)复合材料均具有优异的光动力抗菌效应,5min内光照条件下对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率高达99.999%(最低检测限度),并具有显著的光催化降解染料能力(>60%),为光触媒抗菌环保材料开发提供了新方向。

棉织物的涂料数码直喷印花效果预测

针对数码直喷印花生产过程中无法提前预测印花效果的问题,为了减少生产过程中的试错成本和资源浪费,使产品更符合消费者的色彩需求,选取棉织物与印花效果相关的结构参数来建立预测模型。灰色关联分析法可以用于确定各因素对其所在系统的影响程度,通过灰色预测GM(1,N)模型分析指标关联度,并建立棉织物涂料数码直喷印花效果与物理测试指标之间的灰色关联模型,该模型的平均相对误差为4.06%,属于一级精度范围,可以较好地预测数码直喷印花在棉织物上的效果,满足企业实际生产的使用需求。

环保型助剂对棉织物染色均匀性与色牢度的影响

随着环保法规的日益严格和消费者对可持续产品需求的增加,传统的染料和助剂在棉织物中的应用虽然能够提高染色效果,但伴随着环境污染与资源浪费,无法满足可持续发展的要求。环保型助剂因具有环保特性,可以促进棉织物染色工艺的绿色化,有利于环保和经济效益的共同发展。采用实验研究方法,探讨环保型助剂对棉织物染色均匀性与色牢度的影响,以期为环保型助剂的进一步创新和纺织行业可持续发展战略的制定提供参考。

荞麦皮对棉织物植物染色色素提取液的提取工艺探究

为探究和优化荞麦皮对棉织物染色色素提取工艺,以荞麦皮为材料、水为提取剂,采用超声波辅助提取法提取色素;基于超声功率500 W、温度55℃和时间30 min等主要参数,制备料液比1∶10~1∶50的提取液,并测试荞麦皮色素在最大吸收波长550 nm下的可见光光谱。通过提取温度、提取时间和料液比单因素实验及其正交实验设计分析,得出最佳提取工艺参数分别是:60℃,45 min和1∶10。结果表明,提取材料及过程节能环保,提取工艺和数据合理,对实践能提供一定的理论指导。

KNbO_(3)/PVDF/棉织物压电传感器的制备及其性能

为克服无机压电传感器柔性差和有机压电材料传感性能差的缺陷,将无机压电体KNbO_(3)和有机柔性压电体聚偏氟乙烯(PVDF)复合,以舒适性良好的棉织物为基体制备出KNbO_(3)/PVDF/棉织物压电型压力传感器。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线电子能谱仪对所制备材料的微观形貌和结构进行表征,研究了KNbO_(3)/PVDF/棉织物材料组分变化对压力传感性能的影响。结果表明:正交相KNbO_(3)颗粒均匀分布在PVDF中,并与棉织物基底形成稳定结合;当KNbO_(3)/PVDF/棉织物材料中KNbO_(3)质量分数为5%时具有最优的压电性能,峰值电压为3.46 V,是PVDF/棉织物的3.2倍。研究结果为织物基有机-无机复合压电传感材料的开发提供了研究思路,有助于推动柔性智能纺织材料的实际应用。

酶促咖啡酸制备超疏水棉织物及其油水分离应用

海上溢油事故和工业废水的排放对环境造成的危害日益严重,为此选用棉织物并对其进行超疏水改性使其成为油水分离材料。先利用漆酶、咖啡酸和Fe^(2+)在棉织物表面构建微米级粗糙结构,之后利用低表面能物质十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)修饰制备出具有复合结构的超疏水改性棉织物。对改性棉织物的表面形貌、化学组成、耐久稳定性、自清洁性能和油水分离性能进行测试。结果表明:当咖啡酸浓度为3 mg/L、硫酸亚铁浓度为12 mg/L、漆酶浓度为0.75 U/mL、HDTMS浓度为1%(质量分数,下同)时,制备的改性棉织物具有良好的超疏水性能,静态接触角高达164.6°,滚动角为6.75°。改性棉织物在耐摩擦、耐酸碱、耐水洗的测试中均表现出稳定的超疏水性能,并表现出良好的自清洁性能,在经过15次油水分离循环后,分离效率能保持在96%以上,在自清洁服装和油水分离的应用方面具有巨大的潜力。

MTMS水解溶液整理棉织物的性能研究

为拓展棉织物在油水分离领域的应用,以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为功能单体,将其与体积比为1∶1的氨水和无水乙醇(EtOH)混合水解,采用一步浸渍法制备超疏水/超亲油棉织物,分析了MTMS含量及水解时间对织物表面化学结构及润湿性的影响,探讨了整理棉织物涂层的稳定性、耐久性和油水分离性能。结果表明:当MTMS与EtOH体积比为1∶50并水解150 min时,所整理棉织物水接触角高达(158.6±0.9)°,滚动角为9°;MTMS整理织物表面引入了Si—CH_(3)、Si—O基团,Si元素含量为3.30%;整理棉织物经过8 000次循环摩擦、120 h紫外老化及24 h酸碱溶液或有机溶剂浸泡后,水接触角均保持在151°以上,具有优异的机械稳定性、化学耐久性和自清洁性;经5次油水分离测试,整理的棉织物分离效率均在97.0%左右,油水分离通量约为42.3 L/(m^(2)·h)。

季铵盐阳离子改性剂的合成及其在栀子黄染色棉织物中的应用

为了提升天然植物染料栀子黄在纤维素纤维上的染色性能,设计合成了一系列以3-氯-2-羟丙基为反应基团、季铵盐为阳离子基团的阳离子改性剂,通过亲核加成反应在纤维素纤维上引入季铵基团,提升栀子黄染料对阳离子改性纤维素纤维的染色性能。借助电喷雾电离-串联质谱法(ESI-MS)、核磁共振氢谱(~1H NMR)对合成的不同烷基链长的季铵盐改性剂分子结构进行表征。通过红外光谱图和X射线光电子能谱图证实季铵盐化合物以醚键形式成功接枝在棉织物上。采用栀子黄染料对改性棉织物染色,比较不同烷基链长改性剂改性棉织物的染色K/S值发现,改性剂烷基链长为12时最佳,上染率为85.46%,K/S值为4.33。进一步研究染色工艺条件对染色织物K/S值、上染百分率以及色牢度的影响,结果表明,在染色温度为80℃,pH值为9,时间为60 min时,经3-氯-2-羟丙基二甲基辛烷氯化铵(CH-12)改性棉织物染色性能最佳,其上染率为88.07%,K/S值为4.71,耐皂洗牢度及耐摩擦色牢度均可达到3级以上。研究结果表明,CH-12改性棉织物可实现无盐染色,且改性织物的上染率、固色率、耐皂洗和耐摩擦牢度均优于未改性织物的传统有盐染色。

基于有机硅改性聚氨酯/二氧化硅的超疏水棉织物制备及其性能分析

为提高水性聚氨酯整理棉织物的疏水性,采用侧链型聚二甲基硅氧烷与硅烷偶联剂KH550制备交联型水性有机硅改性聚氨酯(WSPU)乳液,然后将疏水二氧化硅(SiO_(2))粒子的分散液喷涂在经WSPU浸轧整理的棉织物表面,制备得到基于WSPU/SiO_(2)的超疏水棉织物。考察KH550的质量分数对WSPU乳液烘干后所得乳胶膜性能的影响,探讨了WSPU与SiO_(2)复合整理棉织物的结构与性能之间的关系。结果表明:当KH550的质量分数为3.0%时,WSPU乳胶膜具有良好的机械性能与疏水性。当SiO_(2)分散液的质量分数为1.0%时,WSPU与SiO_(2)复合整理后的棉织物表面富集硅元素且具有微纳复合结构,织物水接触角达151.8°,滚动角为4.8°,呈现较好的自清洁性能与抗黏附性能;由于复合涂层与纤维间存在物理作用及化学键合,WSPU与SiO_(2)复合整理棉织物具有优异的耐水洗牢度,经20次水洗后水接触角仅下降3.0°。该研究为制备性能稳定的超疏水织物提供了参考。

聚多巴胺/MXene/Cu改性棉织物的制备及其性能

本文以纯棉织物作为柔性基体,首先在纯棉织物表面涂覆聚多巴胺(PDA)/MXene,然后在其表面通过无电沉积的方法沉积具有粗糙结构的金属铜(Cu),得到一种具有导电性和抗菌性的PDA/MXene/Cu改性棉织物。采用扫描电子显微镜对棉织物的形貌进行观察,通过万能试验拉伸机测量棉织物的力学性能。结果表明:Cu、PDA和MXene均匀覆盖在棉织物表面。PDA/MXene/Cu改性棉织物的力学性能提升,改性棉织物的拉伸强度和断裂伸长率分别增长到了150 kPa和28.6%。进一步将导电棉织物作为应变传感器监测人体手指的弯曲情况从而对器件的传感性能进行评价,当手指弯曲角度为60°时最大传感响应为10.9%。最后对导电棉织物进行抗菌测试,测试结果表明改性棉织物具有良好的抗菌性能,在沉积铜1.5 h时抑菌圈直径为31.8 mm、面积为793.9 mm^(2)。这种多功能PDA//MXene/Cu改性棉织物,有望应用在可穿戴电子设备、健康和运动监测器等领域。

浆纱棉织物中聚乙烯醇的Py-GC/MS快速鉴别研究

通过裂解-气相色谱/质谱联用(Py-GC/MS)技术对聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)的裂解特征进行分析,提出了一种快速鉴别浆纱棉织物低含量PVA的方法,研究该方法的干扰因素和检出低限。结果表明:PVA在400℃下的裂解特征性较为显著,裂解产物含有乙醛、2,5-二氢呋喃、丁烯醛、3-戊-2-酮、2,4-己二烯醛、苯甲醛、苯乙酮、甲基苯甲醛和辛-2,4,6-三烯醛;结合质谱特征可从PVA浆纱棉织物的裂解总离子流图(TIC图)中鉴定乙醛、丁烯醛、2,4-己二烯醛和苯甲醛,以这4种产物为PVA的裂解特征即可快速鉴别PVA;而纯棉织物、淀粉、聚丙烯酸浆料、CMC和海藻酸钠的裂解TIC图中均未检测到上述4种产物,不会干扰该方法的结果。该方法无需样品前处理,具有快速、准确、灵敏等特点。

棉织物新型涂料数码喷墨印花应用性能研究

针对传统涂料数码喷墨印花工艺中喷涂织物处理液和高温固色的环节,通过使用新型涂料数码喷墨印花工艺可省去上述环节,以达到缩短工艺流程、节能环保、减少废气排放、降本增效的目的。通过对新型涂料数码喷墨印花技术和传统涂料数码喷墨印花技术进行对比研究,将使用两种喷墨印花工艺的棉织物分别进行颜色特征值、色牢度、pH值、硬挺度、折皱回复角的测试。结果表明,新型涂料数码喷墨印花工艺在绿色节能、降低成本的同时,其耐摩擦色牢度、硬挺度和折皱回复角方面的表现优于传统涂料数码印花工艺;在颜色特征值、pH值和耐皂洗色牢度方面与传统涂料数码印花工艺性能相当。总体来说,新型涂料数码喷墨印花工艺符合绿色印染的发展方向,降低了企业生产成本,对企业实际的生产有一定的参考意义,具有广阔的应用前景和发展潜力。

高疏水性双面结构生色棉织物的一步法制备

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—CF_(3)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。

γ-脲基丙基三乙氧基硅烷/苯基膦酸阻燃抗菌棉织物的制备及其性能

针对棉织物易燃烧、易为有害细菌的滋生提供适宜生长环境,给人们正常生活带来重大安全隐患和健康危害等问题,采用γ-脲基丙基三乙氧基硅烷(TESPR)和苯基膦酸(PPOA),通过溶胶-凝胶法制备了阻燃抗菌棉织物。借助扫描电子显微镜、热重分析仪、锥型量热测试仪、万能材料试验机、织物透气仪等对制得的阻燃棉织物进行表征,研究了其阻燃性能、热稳定性能、力学性能、抗菌性能以及透气性能等。结果表明:TESPR/PPOA成功附着于棉织物表面,极限氧指数达到27.2%;TESPR/PPOA涂层阻燃整理棉织物初始热降解温度低于未处理棉织物,但高温区的残炭量增加,表明在低温区生成的残炭能够作为隔热屏障保护内部棉织物;此外,TESPR/PPOA在棉织物表面的沉积,在大幅度提升抗菌性能的同时,保留了较好的透气性。

废旧棉织物的资源能源化利用研究进展

废旧棉织物蕴含丰富的纤维素和高含碳量,是低成本的资源能源化利用原材料,其产生量占废旧纺织品总量的24%。因此,废旧棉织物的回收再利用可避免填埋或焚烧处理造成的资源浪费,对纺织行业降低碳排放、助力实现“碳达峰、碳中和”目标具有重要意义。本文在分析国内外废旧纺织品回收利用现状的基础上,提出了废旧棉织物回收利用的必要性和意义。重点阐述了废旧棉织物回收利用制成再生棉纤维/纱线、制备碳材料(如炭微球、再生纤维膜、棉纤维基活性炭和活性炭纤维等),生产微晶纤维素,以及生产甲烷、乙醇和丁醇等生物能源的利用途径,指出了废旧棉织物资源能源化利用面临的挑战及未来的研究重点。

基于羧基改性纤维素纳米晶复合材料的超疏水防紫外线棉织物的制备

采用羧基改性纤维素纳米晶(CNC)与纳米氧化锌(ZnO)制备CNC/ZnO复合材料,并将其与聚二甲基硅氧烷(PDMS)一起用于棉织物整理,制备具有超疏水防紫外线功能的棉织物(CNC/ZnO/PDMS@棉织物)。测试了整理棉织物的结构、形貌及超疏水防紫外线性能。结果表明:CNC/ZnO复合材料已成功整理至棉织物上,并构建了微观粗糙结构,其整理棉织物的水滴接触角为154°,对常见液滴如水滴、可乐、果汁、牛奶等实现了优异的拒水防污性能,同时其紫外线防护系数(UPF)大于40,UVA及UVB透过率均小于5%,实现了超疏水防紫外线效果。整理棉织物还具有一定的耐摩擦性和耐紫外光照射稳定性。