发光纤维的研究及应用进展

发光纤维是基于荧光功能材料的新型功能化纤维,因具有柔性可编织、可植入和长距离信号传输等优势而在智能纺织和生物医学等领域备受关注,不仅可用于纺织品的图案显示与警示,还可用于视觉传输和柔性传感显示器。文章概述了制备发光纤维的湿法纺丝、静电纺丝以及微流控纺丝方法,重点阐述了基于有机半导体和钙钛矿两种发光材料的荧光纤维的微纳结构和光学特性,及其在湿度传感、显示/警示和生物医学领域的相关应用,最后总结了发光纤维在有机分子材料和制备方法上所面临的挑战,并对其未来发展趋势进行了展望。

雪尼尔纱形态结构时序化调控机理及其纺制

针对传统雪尼尔纺纱对纱线的形态、结构及色彩调控的局限性,构建了一个六轴联控的多自由度雪尼尔纺纱系统,增设了饰纱输出罗拉,实现对雪尼尔纺纱机饰纱回转头、饰纱喂入装置、芯纱输出装置、隔距片升降装置、锭子、钢领板升降装置等成纱部件独立驱动,并提出了雪尼尔纱结构参数的影响因素及调控机理;通过对线密度恒定或变化、饰纱长度恒定或变化、饰纱排列密度恒定或变化、捻度恒定或变化的雪尼尔纱进行时序化模型构建,设计了5大类具有不同结构参数时序化分布的雪尼尔纱;基于形态结构时序变化的雪尼尔纱模型,纺制了3种具有特殊外观形态和结构的雪尼尔纱。纺纱实验结果表明:基于六轴联控的雪尼尔纺纱系统运行良好,可实现柔性纺纱。研究结果可扩展雪尼尔纱产品的应用领域,提升雪尼尔纱服饰产品的核心竞争力。

棉针织内衣面料的芦荟整理及性能研究

功能性及舒适性兼备的内衣面料开发一直是纺织服装的研究热点,文中以具备保湿、抗菌等优异功效的芦荟凝胶作为整理剂对棉针织内衣进行后整理,探究不同工艺参数对面料芦荟整理效果的影响,并对不同增重率的整理面料进行服用性能测试评价。研究表明:芦荟凝胶整理中的有效成分是芦荟蒽醌与芦荟多糖,在芦荟凝胶浓度为7%、60℃处理温度条件下整理30 min,可以达到最高面料增重率。经过芦荟凝胶整理后面料的亲水性普遍提高,透气性无较大差异,但其蓬松丰满度略微下降,面料表面较为光滑,滑糯度减小,接触冷感变强,而当芦荟凝胶浓度较低时,不会对面料的柔软性产生较大影响。

防暴雨面料的基材制备及其无氟防水整理工艺研究

为进一步提高户外面料的防暴雨性能,通过分析防暴雨面料基材结构对户外面料防暴雨性能的影响,优化无氟防水整理工艺,测试面料的防暴雨性能,确定防暴雨面料基材结构及无氟防水整理工艺。结果表明:在确定面料基材其他结构参数的情况下,无弹和机械纬弹面料的防暴雨性能相较于机械四面弹更优异;防暴雨性能随着纱线纤度和面料经纬密的增加而增加,面料组织结构对防暴雨性能影响较小。选定机械纬弹、纱线纤度为167 dtex、经纬密度为376×300根/(10 cm)的平纹面料作为防暴雨面料基材,对其进行防水整理,整理工艺为无氟防水剂R3质量浓度40 g/L、交联剂TF-569P质量浓度12 g/L、带液率60%,一浸一轧,焙烘温度170℃,焙烘时间90 s。经防水整理后,洗前防泼水评分为100分,耐水洗测试20次后防泼水评分仍然可保持在95分,进一步对单布进行邦迪斯门防暴雨测试,测试10 min时的防水等级可达3~4级,吸水率为12.5%,透水量为10 mL。该研究结果可为防暴雨户外运动面料的制备提供参考。

光致变色纺织品制备技术的研究进展

光致变色纺织品因迅速的光响应性和反应可逆性等特质,在时尚和智能纺织品领域应用前景广泛。概述光致变色材料的变色原理和分类,探讨光致变色纺织品制备方法(直接接枝、染色及印花、纺丝、层层自组装、微胶囊法)的最新进展,并总结各种方法的优缺点。直接接枝法可精确控制材料用量,但部分方法需要专业技术和设备;染色及印花法简便经济,适用于大规模生产,但染料易褪色且可能污染环境;纺丝法将光致变色物质纺入纤维,但制备过程复杂;层层自组装法可精确控制材料结构,提高稳定性,但制备周期长且繁琐;微胶囊法可有效隔离材料,提高稳定性,具有量产潜力,可用于开发智能纺织品。最后,简要介绍光致变色纺织品在光信息储存和太阳紫外线检测等领域的应用进展。

二硫化钼 还原氧化石墨烯对涤纶织物的阻燃性能

为了赋予涤纶(PET)织物良好的阻燃、抑烟性能,实现PET织物的低烟、无卤阻燃,采用浸轧工艺,用水热法制备二硫化钼还原氧化石墨烯(MoS_(2)/RGO)复合材料,并将其用于PET织物的阻燃整理。采用扫描电子显微镜、红外光谱仪以及X射线衍射仪等对MoS_(2)/RGO复合材料以及MoS_(2)/RGO/PET织物的微观形貌与化学结构进行分析;采用垂直燃烧测试仪、烟雾密度箱、接触角仪等对MoS_(2)/RGO/PET织物的阻燃、抑烟性能以及亲水性能进行表征与测试。结果表明:MoS_(2)/RGO复合材料在织物上能够形成良好包覆,且能够有效提高PET织物的热稳定性,在700℃时,其残炭率较纯织物明显提升;MoS_(2)/RGO/PET织物的极限氧指数可提升至28.2%,总热释放量较纯PET织物下降60.5%,烟雾密度降低59.9%,具有良好的自熄性能,损毁长度可降低至10.6 cm。此外,MoS_(2)/RGO复合材料可以赋予PET织物良好的亲水性能,在2.2 s时接触角变为0°,有效改善了PET织物的服用舒适性能。

提升杂环芳纶复合性能的研究进展

杂环芳纶是指主链中含有芳杂环(通常为苯并咪唑)的一类对位芳纶,其具有轻质、高强高模、高耐热、耐溶剂等优异性能。相比典型的芳纶Ⅱ纤维,杂环芳纶具有更加优异的力学性能,目前在我国的航空航天和防弹防护等领域得到了实际的应用。然而,与其他有机纤维类似,杂环芳纶由于表面惰性,其与树脂的复合性能相对较低,限制了其在先进复合材料领域的应用。本文从杂环芳纶表面改性和结构设计两方面出发,总结近年来提高杂环芳纶复合性能的设计思路、技术手段和研究成果,展望其在先进复合材料应用领域的发展趋势,为有机纤维的界面设计及改善界面粘接性提供帮助和参考。

负载不同极性药物对粘胶织物结构和性能的影响

为应用高效、绿色超临界CO_(2)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。

图案化致热涤纶医用绷带的制备及其性能

为探究不同分散剂对电气石分散液的分散性,以实现制备具有致热功能的医用绷带,分别以羧甲基纤维素钠、多聚磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠和聚乙烯吡咯烷酮为分散剂,制备超细电气石粉末分散液,探究了电气石粉末的最佳分散工艺。使用丝印网框涂层工艺分别制备了点状、条形状和辐射状的图案化致热涤纶医用绷带,并分析其致热性能、力学性能及舒适性能。结果表明:当分散剂为羧甲基纤维素钠,质量分数为1.0%时,电气石分散液最为均匀稳定;绷带经图案化涂层后具有较好的致热性,点状、条形状和辐射状涂层绷带的温升值分别达到2.3、3.3、3.5℃;与未处理绷带相比,图案化涂层绷带的断裂强力、断裂伸长率及顶破强力均有所提高,透湿性改善;透气率虽有所降低,但仍保持在280~300 mm/s之间;抗弯刚度增加,但相较于全涂层绷带其柔软性显著改善,在提供致热功能的同时,保证了使用舒适性。

涤纶织物全生物基阻燃抗熔滴涂层的构建

为赋予涤纶织物良好的阻燃性能和抗熔滴性能,采用生物质植酸和壳聚糖为原料,通过层层自组装工艺对涤纶织物进行壳聚糖/植酸(CS/PA)全生物基阻燃抗熔滴涂层整理,并对整理前后涤纶织物的表面形貌、阻燃性能、热稳定性、燃烧性能、白度及其阻燃机制进行分析。结果表明:整理后涤纶织物表面均匀沉积了CS/PA涂层,极限氧指数由21.0%升高至28.3%,具有良好的阻燃性能,在垂直燃烧测试中织物能够自熄且无熔滴,损毁长度由16.0 cm降低为7.6 cm;热稳定性和燃烧性能得到改善,最大热释放速率降低52.0%,总热释放量下降33.3%;CS/PA涂层主要通过膨胀型阻燃机制提高涤纶织物的阻燃性能;整理后涤纶织物白度下降了2.5%,为利用环保和无有机溶剂方法制备全生物基阻燃抗熔滴涤纶织物提供了实验依据。

超吸水织物的制备及性能研究

以丙烯酸为单体,过硫酸钾、亚硫酸氢钠为氧化还原引发剂,与聚乙烯醇共混,采用溶液聚合法制备了丙烯酸高聚物溶液,浸轧丙纶热熔无纺布织物,经烘干得到超吸水织物,通过傅里叶变换红外光谱仪、场发射扫描电子显微镜、同步热分析仪对超吸水织物的结构、形貌和热性能进行分析,考察了聚合反应水浴温度、丙烯酸中和度、聚乙烯醇添加量、带液率对吸水倍率的影响,并对吸水机理进行探讨。结果表明:在聚合反应水浴温度为75℃,丙烯酸中和度75%,聚乙烯醇添加量(对单体)为5%(质量分数),带液率为500%,烘干温度为120℃条件下,制备的超吸水织物吸蒸馏水倍率为109.82g/g。

高稳定性增深硅油乳液在织物整理中的应用

针对当前增深硅油乳液稳定性不佳、整理织物撕裂强力显著降低的问题,合成了增深硅油乳液,并研究了其乳液稳定性、增深整理工艺条件及应用性能。结果表明:该增深硅油乳液具有优异的乳液稳定性,较优的应用工艺条件为质量浓度30~60g/L、焙烘温度140~180℃、焙烘时间为60~100s。其在黑色涤纶织物上增深率最高(88.50%)、撕裂强力几乎无损失,且具有优异耐摩擦色牢度、耐皂洗色牢度和手感,市场应用前景良好。

成纱段摩擦应力对亚麻棉混纺纱线质量的影响

针对如何有效经济地提升亚麻棉混纺纱线质量问题,提出了物理集聚纱体表面有害毛羽的方法。通过在成纱段设计和安装旋转式沟槽专件,对纱体施加摩擦应力,增强对纤维的控制力,达到提升纱线质量的目的。理论模型分析可知,摩擦应力的介入导致纱线的捻度传递出现梯度差异,随着摩擦应力的增加,梯度差异增加。在摩擦力和扭转力的协同作用下,纱体表面纤维被捕捉和加捻,达到集聚纤维须条的目的,从而减少毛羽。实验结果证实:随着摩擦应力的增加,纱线毛羽降低的幅度越高,有害毛羽最多可降低35.5%。然而,过大的摩擦应力会恶化条干,最高为1.6%。其中粗节上升7.3%,棉结上升4.8%,而强力没有明显变化。通过计算优化施加的摩擦应力,协同捻度差效应,达到提升纱线质量的目的。

猪萨佩罗病毒聚合酶链式反应检测方法的建立及应用

猪萨佩罗病毒(Porcine sapelovirus,PSV)是引发猪腹泻的重要病毒之一。为开发一种能快速、准确检测PSV的聚合酶链式反应检测方法,针对PSV的保守区3D基因设计了一对特异性引物,优化了聚合酶链式反应退火温度,分析聚合酶链式反应检测方法特异性和灵敏度,并应用于猪场样品检测。结果表明:建立的聚合酶链式反应检测方法可特异性扩增出PSV目的片段,对其他非靶标猪腹泻病毒则无条带产生,检测低限为5拷贝/μL;在浙江地区采集的88个健康猪粪便样本中检测PSV阳性率为7.95%。该PSV聚合酶链式反应检测方法特异性强、灵敏度高,可应用于PSV前期诊断和防控。

聚多巴胺/壳聚糖改性棉织物的茶色素染色及其抗菌和防紫外线性能

为提高棉织物的天然色素染色性和多功能性,利用CuSO_(4)/H_(2)O_(2)氧化体系下多巴胺(DA)在织物表面快速聚合沉积后,采用壳聚糖(CS)整理制备聚多巴胺/壳聚糖(PDA/CS)改性棉织物,再用茶色素对其进行染色处理。探究了DA快速聚合沉积过程中各因素对改性棉织物染色性能的影响,得到较佳工艺条件:CuSO_(4)浓度为3 mmol/L,DA质量浓度为2.0 mg/mL,H_(2)O_(2)浓度为13 mmol/L,沉积时间为2 h。在此条件下,PDA/CS改性棉织物染色后的K/S值达到6.21。研究结果表明:CuSO_(4)/H_(2)O_(2)氧化体系下DA在棉织物表面形成PDA层,可与CS产生氢键作用在织物表面均匀成膜;茶色素染色PDA/CS改性棉织物的耐摩擦色牢度、耐皂洗色牢度(沾色)和耐人造光色牢度均达到4级及以上;PDA/CS改性织物染色后的UPF值为312,对金黄色葡萄球菌与大肠杆菌的抑菌率达到90%以上,具备抗菌和防紫外线的双重功效。

有机硅改性聚丙烯酸酯预处理对涤棉织物喷墨印花性能的影响

为提升涤棉织物涂料喷墨印花工艺的印花性能,采用半连续种子乳液聚合法,以醋酸乙烯酯(VA)、丙烯酸丁酯(BA)和丙烯酸异辛酯(EHA)为共聚单体,丙烯酸羟乙酯(HEA)为功能单体,引入硅烷偶联剂(KH-1706),制备得到有机硅改性聚丙烯酸酯乳液(KH-1706/PVAc),并将其作为预处理液应用于涤棉织物;探究引入不同质量分数的KH-1706对乳液烘干后所得乳胶膜性能的影响,并分析以KH-1706/PVAc为预处理液对涤棉织物涂料喷墨印花性能的影响。结果表明:当引入KH-1706的质量分数为2%时,乳胶膜具有较好的热稳定性和耐水性,吸水率为16.8%;乳液运用于涤棉织物预处理后,有效抑制了墨滴在织物上的渗化,墨滴渗化面积为20.8 mm2;预处理后印花织物耐湿摩擦牢度提高半级,印花精细度提升约13%,并且复杂图案打印后仍具有较好的印花效果,表现出良好的综合印花性能。该研究可为提升涤棉织物涂料喷墨印花的印花性能提供理论参考。

基于聚乙二醇(PEG)胶束模板法的SiO_(2)气凝胶微球制备及性能分析

为提高二氧化硅(SiO_(2))气凝胶微球的形貌规整度和疏水性,以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为前驱体,聚乙二醇(PEG)为软模板,水和乙醇为溶剂,氨水为催化剂和PEG亲疏水调节剂,采用碱催化法合成纳米SiO_(2)溶胶分散液,经熟化、烘干和煅烧得到疏水SiO_(2)气凝胶微球。探究PEG分子量和用量、氨水用量、MTMS用量和醇水体积比对微球形貌和导热系数的影响,优化制备工艺;采用扫描电子显微镜、热常数分析仪、比表面积及孔径分析仪以及视频水接触角测量仪等对微球的性能进行分析。结果表明:PEG可在醇水溶液中形成胶束,增溶MTMS,使MTMS的水解、缩合在胶束中进行,防止微球黏连。当PEG分子量为2000 Da,PEG用量为5.0 g,氨水用量为4.5 mL,MTMS用量为5.0 mL,醇水体积比为7∶3时,所制备的SiO_(2)气凝胶微球形貌最佳,平均粒径约为1μm,相互黏连较少,比表面积达432.817 m^(2)/g,孔体积为0.281 cm^(3)/g,平均孔径为2.5 nm,水接触角为137.0°±0.81°,导热系数为0.0380 W/(m·K)。该研究可为疏水性SiO_(2)气凝胶微球的制备提供一定的技术参考。

碳纳米管/还原氧化石墨烯/聚氨酯电热变色传感纱线的制备及其性能

为了解决柔性应变传感器灵敏度较差、应变范围较窄、牢度不高等问题,设计了一种以聚氨酯细丝为芯,以碳纳米管和还原氧化石墨烯构成的三维导电网络为鞘的应变传感纱线,并采用热致变色油墨为保护层,使应变传感纱线兼具变色功能。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪对传感纱线形貌与结构进行表征,并使用电子万能测试机和万能拉力试验机测试了柔性应变传感器的传感性能和稳定性能。结果表明:碳纳米管穿插于还原氧化石墨烯片层间,形成了导电性能良好的三维导电网络;变色传感纱线灵敏度最高达32.31,应变范围可达100%,可用于人体微小运动检测;在4 V的低电压下即可迅速升温至60℃,能够实现主动变色的附加功能,为发展变色响应快、颜色可调控、使用稳定性高的热致变色材料和传感材料提供新的设计思路,推动碳纳米材料在柔性可穿戴领域的应用。

靛蓝牛仔布湿摩擦牢度提升工艺及机理

针对靛蓝牛仔布湿摩擦牢度低、品质较差等行业共性问题,通过强化牛仔布前处理工艺、调控靛蓝隐色体状态的方式提高靛蓝染色的透染性,并在此基础上对固色剂的作用机理进行了研究。结果表明:优化前处理和染色工艺参数,并选用分子量相对较大的聚氨酯类固色剂B进行处理,可使靛蓝染色湿摩擦牢度提升至3级,达到国家标准要求。其中,优化的前处理工艺为:精炼剂A 10 g/L,烧碱20 g/L,95℃处理30 min;染色工艺为:保险粉18 g/L,二氧化硫脲1 g/L,烧碱10 g/L,渗透剂WET 6 g/L;固色工艺为:固色剂B 60 g/L,160℃焙烘120 s。靛蓝牛仔布湿摩擦牢度的提高,可拓宽牛仔布的应用范围,并促进牛仔服装行业的快速发展。

面向牛仔面料的靛蓝深色上染聚乳酸纱线工艺优化研究

文章通过尝试将聚乳酸纤维应用于牛仔面料的制作中,通过实验来探寻乳酸纱线在牛仔面料中的靛蓝深色上染工艺的可行性,并总结最优上染工艺,以提升牛仔面料的染色效果与纤维的机械性能,对提升牛仔面料的环境可持续性及市场应用具有重要意义。实验结果表明,在靛蓝染液体系中,当靛蓝、保险粉、氢氧化钠的浓度比值为1∶1∶1.5时,聚乳酸纱线的染色效果最佳;且染色条件最佳温度为90℃时,纱线力学性能也保持在2N以上,达到最佳上染效果。