石英纱线/石英纤维毡三维织物的设计及其隔热性能

为充分利用石英纱线及其纤维毡良好的隔热效果制备隔热性能优异的石英纱线/石英纤维毡三维织物,采用石英纱线和纤维毡在小样织机上进行三维立体编织,针对石英纱线/石英纤维毡三维织物不易编织等诸多问题,对织机综丝综框进行降低摩擦处理;然后采用控制变量法和实验对比法,对所得石英纱线/石英纤维毡三维织物在热环境下的隔热性能进行测试表征,对其加热状态下的温度和外观形状的变化趋势和规律进行探讨。实验结果表明:石英纱线/石英纤维毡三维织物在300~700℃时,平均隔热保留率是相等厚度普通石英纤维织物的4倍,验证了石英纱线/石英纤维毡三维织物的优越隔热性能。确定了石英纱线/石英纤维毡三维织物具有良好的整体性能和隔热性,能够作为航天飞行器的外部隔热材料抵挡高温冲刷,因此对石英纱线/石英纤维毡三维织物性能的研究具有深远意义。

三种高性能纤维的扭转性能研究

为了研究UHMWPE、聚酰亚胺纤维以及芳纶1313的扭转性能,采用自制单纤维扭转测试仪对3种纤维进行了扭转测试。分析了扭转前后纤维表面及断面形貌、单向扭转后纤维的拉伸性能、捻角与纤维扭转断裂疲劳寿命的关系等。结果表明:聚酰亚胺纤维扭转断裂疲劳寿命最大,扭转断裂周期为130.4周;其次是芳纶1313纤维,扭转断裂周期61.3周;UHMWPE纤维扭转断裂疲劳寿命最低,扭转断裂周期为45.0周;纤维单项扭转后,拉伸断裂强力均显著降低。认为:上述研究结果对于理解纤维在复杂应力环境下的力学响应具有重要意义,可为纤维在实际应用中的选择提供参考。

基于拉曼光谱数据增强的纺织纤维定性分析

废旧纺织品的组分鉴别存在人力成本高、鉴别效率低的问题,基于拉曼光谱的机器学习快速鉴别方法是解决这一难题的潜在方案。然而,机器学习方法通常需要大量的数据进行训练,为了降低数据采集成本并提高在小样本拉曼光谱数据集下模型对纺织纤维的分类准确率,提出了一种拉曼光谱数据增强方法。该方法在预处理后的5种纺织纤维拉曼光谱数据集上,通过规定皮尔逊相关系数结合信噪比公式进行噪声叠加,并使用Dirichlet分布进行线性组合的数据增强。结果表明,在经过数据增强后SVM poly模型在10轮2折交叉验证平均准确率达到了92.4%,相较于原始拉曼光谱数据集提高了68.2%。该数据增强方法能够在扩充数据集的同时丰富样本的多样性,从而提高模型的分类性能。

纳米纤维在膜应用中的研究进展

静电纺丝技术具有普适性,操作简便,可调控纤维直径,制备纳米级到微米级的纤维材料等特点。采用静电纺丝技术制备的纳米纤维膜是一种拥有特殊三维网络状微孔结构的材料,具有孔隙小、比表面积大等优点,在个人防护、清洁能源、生物医疗、电子传感等领域具有广泛的研究。基于此,综述静电纺纳米纤维在防水透湿膜、污水处理膜、电池隔膜、柔性可穿戴传感器、空气过滤膜中的应用,并展望静电纺纳米纤维的发展趋势。

基于分子动力学的NMMO对纤维素Iβ结构与氢键影响研究

纤维素具有可降解性,基于纤维素改性材料的研发对纺织服装产业的可持续发展有重要意义。由于纤维素晶体中含有大量氢键,导致纤维素的溶解性比较差,因此,在一定程度上阻碍了不同功能纤维素的发展。NMMO是一种绿色溶剂,通过与纤维素的相互作用,破坏纤维素的氢键,促进纤维素溶解。为了更加全面地分析NMMO对纤维素的溶解机制,利用分子动力学方法,通过讨论纤维素在NMMO溶剂环境中,讨论NMMO对纤维素结构的影响,以及NMMO与纤维素链内、链间之间的相互作用,进一步丰富纤维素溶解机制。研究表明:NMMO通过破坏纤维素链内与链间氢键网络,且对纤维素链间氢键的破坏程度大于对链内氢键的破坏程度,促使纤维素链从其晶体区域逐步剥离,纤维素的结构稳定性被破坏,有效促进了纤维素的逐步溶解。

粘弹性力学模型在纺织领域的应用现状与发展

粘弹性力学模型广泛应用于表征纺织材料的力学性能,本文从粘弹性力学模型的基本原理、常见力学模型及其在纺织材料中的应用等方面,概述了粘弹性力学模型在纺织领域的发展。结果表明:二元件模型可以简便地反映纺织材料的变形特征;三元件模型在反映纤维的应力松弛及蠕变和纱线的拉伸性能方面具有普适性;四元件模型能精准地预测纺织材料的应力松弛及蠕变规律;此外,还讨论了力学模型在纺织复合材料领域的应用。纺织材料粘弹性力学模型应用现状的研究为纺织材料在多领域的应用提供了参考。

基于现代审美视角下的广西壮锦纹饰艺术探析

文章在分析壮锦纹饰构图形式、造型艺术与色彩艺术的基础上,提出传统壮锦艺术与现代服饰设计融合路径:一是在保留壮锦工艺的前提下,将壮锦应用于服饰局部的装饰与点缀;二是提取壮锦中极具现代特色的几何风格图案进行设计转化应用在服饰中。目的是通过传统民族纹饰艺术与现代设计融合,为壮锦纹饰的现代化设计提供参考。

基于气凝胶体系防隔热一体化材料的研究进展

为了推进新型热导率低、轻质高强防隔热一体化材料的开发,综述了3种常见的氧化物气凝胶隔热材料的耐高温性能及其研究进展,包括SiO2气凝胶、Al2O3气凝胶和ZrO2气凝胶等。同时,针对无机氧化物气凝胶材料力学性能较差的问题,介绍了缝合结构气凝胶隔热材料的研究进展。指出:通过引入增强相纤维材料制备的气凝胶复合材料兼具隔热性能与力学性能,在厚度方向引入缝合线可以在结构上改善材料的力学性能,提高材料的整体性。认为:要进一步提高气凝胶的耐高温上限,优化气凝胶材料与其他材料结合的工艺,并缩短制备周期,降低制备成本。

LA-SA\MMA相变微胶囊的制备及其性能研究

通过原位聚合法,制备了以甲基丙烯酸甲酯为壁材,月桂酸、硬脂酸共熔物为芯材的相变微胶囊LASA\MMA相变微胶囊。利用SEM扫描电镜、差示扫描量热仪、马尔文粒径分析仪、傅里叶红外光谱分析仪和TG热重分析仪观察并检测不同芯壁比的微胶囊,结果显示:芯壁比为4:5微胶囊呈圆球状、表面光滑平整,但是略微存在团聚粘着现象。囊壁对芯材起到了一定的保护作用,有效地提高微胶囊的热稳定性。微胶囊耐久性十分优异,可以多次重复使用。然后,使用干法涂层技术把不同质量分数的相变微胶囊涂覆到SMS织物上,产生相变温控织物。通过热成像,讨论经过相变微胶囊涂层整理后的织物,其蓄热控温性能是否受到影响。结果显示:经过涂层整理后的织物,其降温速率下降变慢,能够应对外界环境温度的变化。

形变导致的蜘蛛大壶状腺丝力学行为的记忆与变异

纤维材料的形变与力学行为之间的关系密切。在自然条件下蛛丝会被反复拉伸,但其被拉伸后的力学行为被搁置的时间与形变效应鲜见报道。为此,本工作采用METS电子万能试验机测试研究了反复定伸长拉伸松弛后的间隔时间与形变对蜘蛛大壶状腺丝的力学行为的影响。结果表明,不论天然的还是经水最大限度超收缩干燥后的大壶状腺丝被定伸长反复拉伸过屈服点和屈服区甚至拉至加强区的力学行为曲线都能很好地重叠;经长时间(≥20 min)间隔后也只需一次拉伸就能不受拉伸历史的影响重现之前的力学行为,具有良好的纵向拉伸的形状与力学行为记忆。通过增加应变值对蜘蛛大壶状腺丝进行一系列的加载-卸载循环试验,并分析这些循环中其应力-应变曲线,计算每个循环中它的弹性模量、屈服应力、吸收和耗散的能量,以评估这些力学性能参数随循环增加的微观进化与演变。研究表明,蜘蛛丝力学行为的记忆与变异可以通过不可逆和可逆两种变形微观机制及其组合来解释,其中材料的粘弹性起主导作用。这些研究对人们进行新型功能纤维材料的仿生设计具有重要的指导意义。

商用聚对苯二甲酸乙二醇酯短纤维中低聚物析出机制及影响因素

为分析商用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)短纤维低聚物析出的主要原因,筛选低聚物脱落性能差别显著的2种短纤维进行溶剂萃取和热诱导,制得萃取纤维、热诱导纤维和低聚物,基于其外观形貌、热性能和结晶结构等测试,分析低聚物结构组分及其析出规律与原理。结果表明:2种萃取低聚物的主要成分均为环状三聚体(C 3)和少量PET微晶聚合物,表面低聚物较多的PET短纤维(HM)含有可能是环状四聚体(C 4)的高熔点低聚物;HM低聚物的C 3和PET微晶的熔点相对较高,分别为173.5和146.7℃;C 3在短纤维、萃取低聚物和高温过程分别主要以A、B和A/B混合型晶型存在,HM低聚物的A和B型C 3的熔点相对较高,分别为173.5和314.5℃;2种纤维的低聚物含量相近,与表面低聚物较少的PET短纤维(LM)相比,HM短纤维的结晶度相对偏低11.25%,其A型C 3含量相对偏少,熔点偏高1.7℃,B型C 3的熔点偏高1.9℃,且含二甘醇残基的环聚物含量相对略高;对2种纤维在140~200℃进行热空气热诱导1 h发现,在140、160和180℃时,低聚物析出量均随温度升高而增加,但HM短纤维析出明显较少,在200℃时低聚物析出量均快速增多,晶型和数量均趋于一致;热诱导作用是影响低聚物析出的主要因素,纤维后加工的热处理条件、纤维结晶度和聚合过程中乙二醇/对苯二甲酸的质量比可能是析出的重要因素。

纤维材料在智能纺织品的研究与应用

纤维材料的研究和应用直接关系到社会民众的日常生活和相关革命性制造业的发展。然而,传统的纤维和纤维产品已经不能满足现代社会自动化、智能化的要求,也不能满足人们追求智能、前卫、时尚、独特的消费需求。经过二十多年的研究,新的纤维器件和新的应用领域不断被发现。综述了先进纤维材料的研究进展,不同可穿戴应用的代表性研究以及主流纤维材料和可穿戴电子产品面临的主要挑战,最后对未来的研究方向进行了展望。

细菌纤维素膜纯化条件的优化及性能表征

研究NaOH浓度(0~2.0 mol·L^(-1))和处理时间(30~240 min)2种纯化条件对细菌纤维素(bacterial cellulose, BC)膜性能的影响,通过SEM、XRD和FTIR分别表征BC的微观形貌、晶体结构和表面官能团.SEM分析显示,低浓度NaOH处理未能有效去除杂质,但过高浓度会导致NaOH以结晶形式析出.当NaOH浓度为0.2 mol·L^(-1)时,BC的纳米纤维分布较均匀且形貌规整.此外,处理时间不足或过长均不利于制备性能优良的BC材料,BC纯化的最优处理时间为120 min.XRD分析表明,NaOH浓度过低或过高及处理时间不足或过长时,BC在2θ为14.5°、16.6°和22.7°处的吸收峰不显著,且BC纳米纤维的结晶度低于85%.但FTIR分析未发现不同NaOH浓度和处理时间显著影响BC表面官能团.结果说明,纯化条件是BC性能的重要影响因素,该结论可为制备纯度更高、性能更好的BC材料提供理论依据.

抗菌纤维制备技术研究进展

围绕抗菌纤维应该具有的广谱抗菌、抗菌效率高、抗菌耐久性好、对人体安全无害、应用场景广、对纤维的力学性能和外观颜色影响小等要求,针对抗菌纤维的应用特征和应用场景,概述了本征抗菌纤维和改性抗菌纤维的研究开发进展。从制备方法和抗菌机理两方面研究了抗菌纤维结构和性能的影响因素,总结了现有抗菌纤维普遍存在的抗菌耐久性和强度下降的原因,并展望了抗菌纤维未来的发展趋势。认为抗菌纤维应朝绿色环保、持久稳定和高附加值的方向发展。

层层自组装在涤纶织物阻燃整理上的应用

为解决涤纶易燃和燃烧熔滴现象,开发阻燃涤纶纺织品,总结了层层自组装法在涤纶织物阻燃整理方面的相关研究。对国内外涤纶织物层层自组装法阻燃整理的研究现状进行了梳理,包括非膨胀型阻燃涂层和膨胀型阻燃涂层。概述了层层自组装与其他后整理技术的应用。总结和展望了层层自组装在涤纶阻燃整理上的研究。指出:研究多功能型、耐久型、绿色环保型、高效的层层自组装方法是今后的技术突破和发展方向。

基于静电纺丝技术的防水透湿微纳米纤维膜研究进展

防水透湿织物兼具高耐水渗透性及高湿气透过性,可极大提高服装穿着舒适度。介绍了微纳米纤维膜的防水透湿原理,结合静电纺丝技术的优势及其在防水透湿功能面料领域中表现出的重要潜力,概括了近年来防水透湿微纳米纤维膜的研究进展,并将其制备方法分为直接法和后整理法。总结了现阶段基于静电纺丝技术的防水透湿微纳米纤维膜面临的挑战,提出了相应的解决措施及建议,并对其未来发展趋势进行展望。

面料吸湿发热性能研究

对吸湿发热面料的吸湿发热性能进行研究。通过对比试验,测试了面料的吸湿发热性能,探讨了吸湿发热面料与常用纤维面料的发热性能差异,评价了吸湿发热面料的吸湿发热效果和影响规律。结果表明:面料吸湿后都能发热,部分常见面料也具有吸湿发热功能;吸湿发热性能优异的面料具有吸湿后升温较慢放热也较慢的特点;具备吸湿发热功能的面料在一定程度上可以降低从温暖干燥环境进入湿冷环境时产生的冷湿应激反应;面料吸湿发热性能受面料中亲水性纤维的含量、面密度、厚度影响较大。

氧化铝纱线的合股数与捻度对其强度的影响

为探究氧化铝纤维在满足纺纱条件下其拉伸断裂强度在实际应用时的特性,选用不同线密度的单股氧化铝纱线并分别进行合股和加捻,测量不同合股数及捻度下氧化铝纱线的拉伸断裂强度,综合分析合股数和捻度对氧化铝纱线拉伸力学性能的影响规律,确定氧化铝纱线合股加捻的最佳工艺参数。结果表明:纱线合股后氧化铝纱线拉伸性能发生明显下降,且断裂强度与合股数呈反比,当采用5根单纱合股时,断裂强度相比于单根氧化铝纱线下降了9.9%;对合股后的氧化铝纱线进行加捻后,随着捻度的增加,氧化铝纱线断裂强度均呈现先增加后减小的趋势,临界捻系数在60~80之间。

PHBV结晶行为调控与相变机理的研究进展

聚羟基丁酸戊酸酯共聚酯(PHBV)材料是一种可生物降解聚合物,但存在脆性大、韧性差、热稳定性差等诸多问题,在纺织材料加工和应用方面受到了局限。针对性进行结晶调控是改善PHBV材料的脆性问题的有效途径,据此对国内外相关研究进展进行了综述。阐述了PHBV的晶体结构特点以及聚合单体含量对材料结构和性能的影响;具体分析了PHBV结晶行为调控的几种方法,包括化学改性、物理共混改性、外力场诱导结晶,热处理和热应力拉伸;围绕PHBV存在的晶相转变行为,对β晶形成条件和现有的相变机理研究进行了梳理和分析。最后指出未来可综合考虑多种结晶调控方法间的协同效应,以期进一步扩大PHBV材料在纺织领域的应用。

织物基太阳能蒸发器的研究进展

随着淡水资源短缺的问题日益加剧,太阳能热脱盐技术受到越来越多研究者的关注。太阳能水热蒸发相比其他海水淡化方式具有成本低、污染小等特点,获得高效光热蒸发效率的关键在于如何更好地将收集的太阳能转换为热能并减少热量损失。此外,若要维持蒸发器的蒸发速率并延长使用寿命,需要其具备优异的耐盐性能。织物具有的疏松多孔结构可以实现高效的水运输,优异的柔韧性和弹性能与蒸发器更好地兼容。文章综述了织物基太阳能蒸发器的优势、光热原理不同光热材料的光热效果以及提高耐盐性和蒸发速率的方法。最后对太阳能蒸发器的未来发展和应用方向进行了展望。