“非织造设备”课程思政元素凝练与教学实践

“非织造设备”是非织造材料与工程专业的主要课程之一,为实现思政要素与“非织造设备”课程内容有机结合,采用多元化的教学方法和教学技巧,将课程蕴含的思政元素进行提取和凝练,并对“非织造设备”课程的思政建设思路、思政建设目标、思政教育元素的多维度分析和思政教育元素提取凝练方法等内容进行分析总结,结合具体的教学实践,总结该课程思政教学改革的措施和经验,以促进课程思政教育改革的推行,更好地为非织造专业人才培养服务。

面向课程思政和工程教育认证的“非织造纤维基础”课程建设探索与实践

课程思政是实现立德树人的重要举措,而工程教育认证是提升工科专业人才培养质量,促进人才培养适应产业发展,提升国际竞争力的有效手段。本文以“非织造纤维基础”课程为例,结合课程思政和工程教育认证的要求,探索与实践其思政素养与工程能力的培养目标、教学方法等,以期为工科类专业基础课程建设提供参考。

熔纺双组分超细纤维成型工艺及其应用研究进展

熔纺双组分超细纤维由于其原料和成型技术的组合多样性而备受青睐。然而,在现有的制备工艺中,熔纺双组分超细纤维存在如能耗大、难以细旦化和污染环境等问题,限制了其在实际生产和高质应用领域的进一步发展。并且在实际的生产过程中,不同的原料选择、组件使用及工艺调控等因素都对熔纺双组分超细纤维成型效果影响显著。因此,合理调控熔纺双组分超细纤维成型过程中各阶段影响因素对其综合性能进一步提升具有重大意义。为更全面理解熔纺双组分超细纤维的本质,本文以桔瓣型纤维和海岛型纤维为研究基体,探究了熔纺双组分超细纤维的纺丝成型机理及其影响因素;阐述了熔纺双组分超细纤维多样的开纤工艺(机械开纤、化学开纤和热能开纤);归结了熔纺双组分超细纤维在合成革、空气过滤和医疗卫生等材料领域的应用;最后对熔纺双组分超细纤维广阔的发展前景进行了展望。

HSPET/PA6中空橘瓣型纺粘针刺超纤合成革基布的制备及性能分析

以高收缩聚酯(HSPET)/聚酰胺6(PA6)纺粘长丝针刺非织造布为基布,含浸水性聚氨酯(WPU)制备HSPET/PA6中空橘瓣型纺粘针刺超纤革基布(以下简称HSPET/PA6针刺革基布)。对比分析前开纤法及后开纤法两种工艺,以及聚乙烯醇(PVA)和WPU含浸量对HSPET/PA6针刺革基布性能的影响。结果表明:在相同的PVA、WPU含浸量下,前开纤法的力学性能优于后开纤法,但柔软度及透气透湿性能与后开纤法相比较差;两种工艺下制备的HSPET/PA6针刺革基布力学性能均随着PVA含浸量的增加先提升后下降,随着WPU含浸量的增加逐渐提升;柔软度和透气透湿性能随着PVA含浸量的增加先提升后下降,随着WPU含浸量的增加逐渐下降。

改善超纤革用非织造布力学性能的研究进展

力学性能作为超纤革用非织造布的一项重要性能,决定了超纤革的应用范围。超纤革用非织造布大多以海岛短纤或橘瓣长丝超细纤维为原料,经针刺或水刺加固等工序制备而成。文章主要从纤维原料、针刺工艺与水刺工艺3方面因素出发,分析纤维强度与断裂伸长率、纤维线密度、纤维长度、纤维卷曲度、针刺密度、针刺深度与水刺压力对非织造布力学性能的影响规律,为增强超细纤维合成革用非织造布的力学性能提供参考。

水凝胶复合织物的研究进展

水凝胶复合织物是一种由水凝胶材料与纺织材料结合而成的复合材料。水凝胶复合织物作为一种新兴的复合材料,在近年来引起了广泛关注。这种材料融合了水凝胶和纺织材料的优势,具有独特的特性和广泛的应用前景。本文在对水凝胶复合织物的制备方法及其在环境治理、淡水资源再生、生物医学、功能和智能纺织品等领域的应用进行综述的基础上,提出:增强力学性能,优化材料的配比,降低制备的成本以及推动其规模化生产是水凝胶复合织物材料未来的重要发展方向。

阻燃超细纤维合成革贝斯的制备及性能研究

为了解决添加型阻燃水性聚氨酯稳定性差的问题,以脂肪族多异氰酸酯、聚醚多元醇和阻燃含磷多元醇为原材料,通过预聚体法合成一系列具有阻燃性能的水性聚氨酯。将该阻燃水性聚氨酯应用于超细纤维合成革贝斯(超纤贝斯)的含浸工艺中,探讨其对超纤贝斯力学、品质、阻燃、热分解性能的影响。结果表明,随着含磷阻燃多元醇含量的增加,燃烧速率从115.00 mm/min降低至60.79 mm/min,极限氧指数从21.00%提高到24.20%。然后在超纤贝斯表面喷涂不同浓度的磷氮阻燃剂,经过测试发现,超纤贝斯在燃烧过程中出现自熄现象,极限氧指数提升到27.00%。与未经阻燃整理的超纤贝斯相比,经过阻燃整理超纤贝斯的热释放速率峰值、总释放热分别降低了42.29%,20.01%。通过扫描电镜和拉曼光谱分析可得,经过阻燃整理的炭层石墨化程度提高,结构更为致密,表明阻燃剂利用凝聚相阻燃机理发挥重要作用。

海岛与桔瓣长丝非织造布基超纤革的制备及性能

超纤革由于其出色的综合性能而备受青睐。目前市场常见的超纤革多以短纤针刺非织造布为基材,关于长丝非织造布的革制品却鲜有研究。为探讨超细纤维长丝非织造布应用于革制品的可行性,制备了海岛型和桔瓣型长丝非织造布及其革制品,对比探讨了海岛与桔瓣长丝非织造布及其革制品的性能。结果表明,海岛长丝非织造布及其革制品的拉伸断裂性能均劣于桔瓣长丝非织造布及其革制品,而柔软度、透气性能和透湿性能均优于桔瓣长丝非织造布及其革制品。综合对比之下,海岛长丝非织造布更适用于超纤革的制备。

超细纤维绒面革热湿舒适性能的预测与分析

通过正交试验,采用统计回归和神经网络两种方法建立了以水性聚氨酯(WPU)含量、固化温度和超纤革的减量程度为变量的数学模型,对超细纤维绒面革的热湿舒适性能进行预测。对模型进行正态性检验及方差分析,并对影响因素进行分析比较,评估模型的预测能力。结果表明,WPU含量对透湿性有显著影响,减量程度对透气性影响最大。透气性和透湿性在统计回归预测模型中的拟合系数分别为0.871和0.865,而在神经网络预测模型中的拟合系数分别为0.997和0.989。综合来看,神经网络的预测效果优于统计回归模型。

基于有限元与实验模拟的纺织梳理设备优化

为提升梳理质量、减少能耗,基于有限元分析与实验模拟,探讨了纺织梳理设备的优化问题,总结了有限元在解决梳理环节中关键机件(如锡林、工作辊、钳板机构和支承结构等机件)变形问题的应用,探讨了通过实验对梳理工艺(如梳理速度、隔距)的改进措施,介绍了针布的优化设计、静电场和气流附加装置对梳理效果的改善以及不同的梳理辊组合结构对纤维转移效果的影响,并从梳理模型、纤维模型与气流场角度探讨了数值建模和仿真在优化梳理环节的应用,最后归纳了优化梳理环节的困难与挑战,并对未来发展趋势进行了展望,旨在推动纺织梳理技术的发展和创新,并为指导生产实践提供有利参考。

基于离散元-有限元联合算法的纤维流场变形行为

纤维在气流中的动态特性对织物的结构和性能有着决定性的影响。为研究柔性纤维在纺织各环节不同流场下的转移变形演化过程,采用计算流体动力学(CFD)数值模拟方法构建了在空间各向位置存在速度差异的特征流场分布,并在此基础上构建了离散元多球链柔性纤维模型,利用欧拉-拉格朗日法耦合求解自由纤维的运动轨迹,并讨论了其在差异流场中的受力情况与转移变形行为。结果表明:纤维初始取向角度会影响弯曲效果,随着纤维主体与气流方向的夹角增加,纤维越容易呈现弯曲形态;不同的纤维喂入位置会影响气流累积作用,纤维端之间所受气流力的差值越大,累积作用时间越长,纤维的弯曲效果越显著;纤维间的交互作用会使纤维簇发生分层现象,不利于多数纤维的混杂与弯曲变形。该研究揭示了单根柔性纤维和纤维簇在流场中的弯曲变形机制,提供了研究纤维在复杂流场中运动和变形的有效方法,可以为改善纺织工艺提供指导。

聚丙烯非织造土工布研究进展及应用

非织造土工布以其加工工艺简单、成本低、生产效率高、性能优异等特点逐渐成为土工布的主要品种。聚丙烯土工布是一种重要的土工合成材料,在道路、铁路、水利工程、环境工程、海岸工程等领域得到了广泛的应用。介绍了土工布的发展,讨论了聚丙烯土工布的制备方法、改性研究及应用领域。

基于机器视觉的手机屏幕Mura缺陷检测方法研究

通过分析手机屏幕质量检测的重要性以及人工检测的弊端,提出了一种基于机器视觉的手机屏幕Mura缺陷检测方法。首先针对手机屏幕中Mura缺陷对比度低、无明显边界以及背景存在周期性纹理的特点,设计Mura缺陷检测算法,通过图像预处理技术提取感兴趣区域(ROI),设计多尺度多方向的Gabor滤波器组抑制图像重复纹理背景。然后提出基于高斯差分思想的图像增强算法以提高缺陷与背景的对比度,采用局部自适应阈值分割方法对缺陷进行分割,并选取合适的特征参数对Mura缺陷进行量化。试验结果表明,该算法能有效地抑制纹理背景,准确地分割量化缺陷,且算法鲁棒性好,检测准确率≥95%,误检率≤5%,漏检率≤0.5%,检测平均耗时2.3 s,能够满足实际生产中液晶屏缺陷检测的准确度和实时性要求。

熔融双组分超细纤维成纤技术研究进展

为深入探究熔融双组分复合纤维原纤化的超细纤维成形技术,介绍了共混纺丝和共轭纺丝2种复合纺丝技术及其在生产超细纤维时的原料及工艺,具体阐述了海岛型复合纤维和裂离型复合纤维开纤工艺及特点,分析了聚合物及工艺对复合纤维生产超细纤维的影响。综述了熔融复合纤维原纤化用到的化学溶剂开纤、水溶开纤、机械开纤等开纤技术。概述了用熔融复合纺丝技术生产的超细纤维材料在合成革、过滤与分离、医用防护、卫生健康等领域中的应用,提出了复合纺丝技术生产超细纤维的发展方向,并指出复合纤维有望通过成形技术实现原料多元化、纤维细旦化、材料功能化等方面的不断发展和创新,将推动相关产业朝着更加可持续和环保的方向发展。

基于激光雷达和IMU的移动机器人融合定位方法研究

针对传统的激光雷达标准ICP定位算法定位精度依赖初始值、累积误差大的问题,提出了一种基于轮式里程计、IMU和激光雷达的多传感器融合定位方案。首先通过引入激光点云单点误差模型、单个点云误差概率分布来改进标准ICP定位算法;然后基于扩展卡尔曼滤波融合轮式里程计和IMU得到较为精确的里程计数据;最后将该里程计数据作为改进ICP定位算法的解算初值。实验结果表明,该融合定位方案较单一传感器定位在准确性上有较大的提高,减少了定位误差的累积。

非溶相共混熔喷非织造技术的研究进展

为明确非溶相共混熔喷非织造技术制备超细纤维材料过程中的微相分离机制,并进一步明晰超细纤维材料结构和性能的调控规律,挖掘熔喷非织造技术的产业化应用潜力,从非溶相共混熔喷机制出发,介绍了利用多种聚合物进行非溶相共混熔喷时的微相分离特点,综述了非溶相共混熔喷的聚合物匹配体系现状以及不同种类聚合物共混对超细纤维材料性能的影响,阐述了非溶相共混熔喷超细纤维材料的功能性应用形式和领域,最后探讨了非溶相共混熔喷目前存在问题及未来发展方向,以期为共混熔喷非织造技术制备超细纤维材料的进一步研究提供参考。

PA66的改性及应用进展

尼龙66(PA66)具有较多优异的特性,得到了广泛应用。但是,其仍存在部分缺陷,需要对PA66进行化学与物理改性,提升其性能。化学改性主要为共聚改性,利用二聚酸、己内酰胺等与PA66发生共聚、接枝、交联等化学反应,改变PA66的分子链结构,提升力学、阻燃等性能,降低其吸水率。物理改性包括填充改性、共混改性及直接添加助剂改性。填充改性又可分为3种,分别为填充玻璃纤维(GF)、碳纤维(CF)等的纤维增强改性,填充硅灰石、石墨等的无机矿物填充改性及填充碳纳米管(CNTs)、石墨烯(GN)等的纳米粒子填充改性。共混改性是将环氧树脂、聚烯烃等与PA66共混,增强韧性、耐磨性等。直接添加助剂改性是直接添加阻燃、抗菌剂等与PA66共混,赋予PA66阻燃、抗菌等性能,扩展了PA66的应用范围,更有利于其在新能源、汽车等高性能、功能化产业的发展。

聚丙烯非织造土工布抗老化研究进展

针对非织造土工布老化引起的使用寿命减短问题,基于现有研究成果,对当前聚丙烯非织造土工布抗老化技术发展现状进行总结。介绍了非织造土工布的常用生产原料。分析了聚丙烯非织造土工布的老化机理,研究了聚丙烯非织造土工布室外自然老化和人工加速老化两种老化试验方法,综述了提高聚丙烯非织造土工布抗老化性能的方法,主要包括添加抗老化剂、TiO_(2)后整理和添加抗老化纤维。认为:未来聚丙烯非织造土工布的抗老化应当以绿色无污染、低成本、工艺简单为目标进行深入研究。

基于改进Mask R-CNN特征点精确提取技术研究与应用

针对大型零部件自动对接装配系统使用的传统特征提取算法泛化能力不足的问题,提出一种基于改进Mask R-CNN模型的深度学习特征提取算法。首先采集目标对象的图像数据并进行人工标注,采用数据增强策略扩充数据集;其次构建Mask R-CNN模型,基于迁移学习策略预训练模型,使用人工采集数据集训练模型;然后使用鲸鱼优化算法改进Mask R-CNN模型,优化超参数,进一步提升模型性能;最后对传统特征提取算法和基于Mask R-CNN模型的深度学习特征提取算法进行对比实验,验证了在自动对接装配系统中使用所提算法有更高的准确性和更强的泛化能力。

基于视觉伺服的自动对接技术研究

针对大型零部件移动挂载作业需求,构建了采用视觉伺服技术的自动对接平台。首先,基于双目相机深度感知功能设计了视觉伺服控制方法,提出了存在外界干扰时的视觉伺服终止判定依据。然后,建立了并联机构运动控制模型,通过坐标变换方法与积分思想实现了双目相机伺服控制速度与并联机构位置控制量的转换。最后,通过实验验证了所研发的自动对接平台对接精度高,抗干扰能力强,能有效满足移动挂载作业需求。