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。

等离子体预处理对聚氨酯/涤纶复合织物贴合牢度的影响

为防止复合纺织品在生产过程中出现脱胶现象,文章采用低温空气等离子体技术对织物的贴合面进行预处理,以提高纤维的摩擦因数和比表面积,增加环保型水性聚氨酯热熔胶在复合织物间的贴合牢度。结果表明,等离子体预处理后,复合织物经向剥离强力提高了796%;纬向剥离强力提高了1050%;经30次水洗,复合织物的经向剥离强力为15.2 N,纬向剥离强力为9.4 N,仍符合国家标准。在电压25 kV、作用时间5.5 min、作用间距2 mm的等离子体预处理条件下,复合织物的经向剥离强力达到18.3 N,纬向剥离强力达到12.6 N,贴合牢度达到最佳。因此,等离子体预处理为解决聚氨酯/涤纶复合织物贴合牢度不佳的技术问题提供了一种可行性方法,能够同时满足市场对环保和高性能纺织品的需求。

EVA热熔胶膜层压复合织物的热压工艺及其结构

为研究热压工艺对EVA热熔胶膜层压复合织物黏接结构和性能的影响,对热压工艺参数进行优化,采用L 25(53)正交试验,以热压工艺的温度、压强和时间为试验的主要影响因素进行分析,对复合织物的厚度、截面结构、透气性和剥离强度进行表征分析。结果表明:对于EVA热熔胶膜复合织物,压强对其厚度和透气性影响最大,温度对其剥离强度影响最大;同时,压强对其厚度有显著影响,对其透气性有高度显著影响,温度对其剥离强度有显著影响;随着热压温度、压强和时间的增加,其厚度呈现下降趋势,随着温度和时间的增加,其透气性和剥离强度呈现先上升后下降的趋势,随着压强的增加,其透气性和剥离强度呈现下降趋势;最佳热压工艺参数为100℃、0.5 MPa、90 s,该条件下热熔胶与两层织物的纱线和纤维结合紧密,胶层会形成间隙和微孔,复合织物厚度为0.65 mm,透气性可达到156.72 mm s,剥离强度可达到32.55 N。

RGO粘胶复合织物的电磁屏蔽与电热行为研究

通过涂覆浸渍使还原氧化石墨烯(RGO)与粘胶非织造布复合,实现其功能改性。采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),通过浸渍法制得GO粘胶复合织物,并采用水合肼还原成RGO粘胶复合织物。借助扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱表征RGO粘胶复合织物的表观形态与化学结构,重点研究其导电性、电磁屏蔽性和电加热性能。结果表明:随着涂覆次数从5次增加到15次,复合织物的导电性能和电磁屏蔽性能均得到显著提高;在一定厚度范围内,电磁屏蔽效能与试样厚度呈现正线性相关。在0.15 A恒定电流负载下,复合织物在10 s左右就可达到最高温度164.2℃。认为:该制备方法简单有效,制备的复合织物具有优异的导电性能、电磁屏蔽性能和电加热性能。

TiO_(2)/锦纶复合织物的制备及其对亚甲基蓝的降解

为提高半导体光催化剂在实际环境中的使用性能,以正硅酸乙酯作为前驱体,在盐酸中水解制备SiO_(2)溶胶作为无机交联剂,将TiO_(2)纳米粒子(P25)通过喷涂负载到锦纶织物表面。研究交联剂用量对P25粒子在织物表面附着的稳定性、对亚甲基蓝催化降解速率的影响以及单位面积内TiO_(2)负载量对催化性能的影响。实验结果表明:酸性条件下水解制备的SiO_(2)溶胶可与P25脱水缩合形成Si-O-Ti,同时其自身也能形成高键能Si-O-Si,将P25与纤维牢固结合。交联剂在长期光照下不会被降解,TiO_(2)纳米粒子也不会从复合织物表面脱落,从而保证织物的使用寿命。

ZrO_(2)/SiO_(2)改性隔热纤维素微纤维气凝胶复合织物的制备及其性能

为制备一种隔热的功能纺织品,分别以涤棉混纺机织物、PP熔喷无纺布、PP纺粘无纺布为骨架材料,将经2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)介导氧化后的纤维素微纤维与Zr^(4+)、SiO_(2)前体溶液的混合液浇筑到织物表面,经冷冻干燥后制备ZrO_(2)和SiO_(2)改性的隔热纤维素微纤维(CMF)气凝胶复合织物。通过傅立叶红外(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、热成像仪、厚度仪、强力拉伸仪等对气凝胶复合织物进行表面形貌、化学组成、隔热性能及服用性能分析。结果表明:气凝胶复合织物具有较高孔隙率,且气凝胶层与织物表面结合良好;FTIR和XRD表明Zr和Si成功附着在织物表面构成耐高温层;随着气凝胶层厚度的增加,复合织物的隔热性能也有所提升。本文制备的气凝胶复合织物具备优良的隔热性能,且服用性能良好。

离子型水凝胶复合织物构筑及其应变传感性能

针对离子型水凝胶界面舒适性差和耐久性低的问题,提出吸湿透气织物为基体的复合型水凝胶应变传感器的研究策略,构建丙烯酰胺水溶液溶剂体系下共溶解N-N亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵以及氯化锂的水凝胶体系,采用热聚合工艺合成聚丙烯酰胺/氯化锂(PAAM/LiCl)离子型导电水凝胶,制备三明治结构的离子型水凝胶针织复合织物,研究不同拉伸比例对复合织物电流变化率的影响规律。结果表明:离子型水凝胶复合织物的应变灵敏度系数最高可达0.94,表现出优异的灵敏度;在50%的应变条件下,稳定拉伸5000次后仍具有良好的稳定性;在室温下放置7 d,复合织物的质量变化率仅为3.5%,表现出优异的耐久性。离子型水凝胶复合织物对语言以及人体运动状态有优异的识别能力,在可穿戴应变传感领域具有广阔的应用前景。

静电纺聚酰胺纳米纤维复合织物制备工艺优化

为提高纳米纤维膜与织物的界面结合力,优化静电纺纳米纤维复合机织物制备工艺,考察了接收基材织物的导电性、聚酰胺56(PA56)纺丝液浓度、接收基材种类对纤维膜表面形貌的影响,以及接收基材对复合织物黏附性的影响。结果表明:PA56最佳静电纺丝液质量分数为12%~18%;接收性较好的基材为棉、粘胶织物;抗静电处理可提升涤纶织物对纳米纤维的沉积性能;不使用黏合剂,静电纺膜梯度沉积法可提升纳米纤维与织物间的界面结合力;以棉织物为基材、PA56低质量分数(6%,10~20 min)纳米纤维膜为中间层、PA56高质量分数(15%,40 min)纳米纤维膜为表层的复合织物,其剥离强力比常规沉积法提升2~3倍。

干式水域救援服用复合织物的性能研究

从我国消防救援一线对水域救援服的实际功能需求出发,通过层压加工试制具有防水透气性能的复合织物,选取市售干式水域救援服用的典型外层面料及膜材料的复合面料,通过防水性、透湿性、力学性能等性能测试,对几种面料进行实用性能对比,研发综合性能优异的干式水域救援服用防水透气复合面料,并以其试制干式水域救援服样衣对其整体防水抗浸性能进行验证。结果表明,本研究试制的高强纤维织物/PTFE膜复合织物的综合性能最优,其耐静水压数值为100 kPa以上,透湿率达7000 g/(m^(2)·d),经纬向撕破强力分别为241,171 N,防水性、透气舒适性、耐用性俱佳,更加适应我国水域救援的实际需求,具有良好的应用前景。

针刺炭布/网胎复合织物的组分形态及性能研究

将T-300炭纤维平纹布和聚丙烯腈(PAN)预氧化纤维网胎预复合,接力层叠、针刺、炭化后制备了炭布/网胎复合织物。在分析复合织物组分形态的基础上,研究了针刺深度和针刺密度对复合织物性能的影响。研究结果表明,随针刺深度增大,复合织物密度增大,X-Y向和Z向拉伸强度均存在极值;随针刺密度增加,复合织物X-Y向拉伸强度下降,而复合织物密度和Z向拉伸强度则存在极值。

针刺复合织物增强C/C复合材料结构与热性能研究

以T-300平纹炭布和聚丙烯睛(PAN)预氧化纤维网胎叠层针刺,经炭化后制备成准三维结构的圆筒复合织物,在化学气相沉积至一定密度后,用两种不同工艺制备了C/C复合材料。在金相显微镜下对材料的增强结构进行了分析,并对材料热物理性能进行了测定。结果表明,网胎纤维沿径向的针刺导入明显增强了材料的整体结构,导入的径向纤维以纤维簇的形式存在,并不完全与层间垂直,工艺过程对分布形式影响显著。800℃时,化学气相沉积(CVD)和树脂炭混合基体,中间经1 800℃高温处理的C/C复合材料其轴向和径向热扩散系数分别为0.064 cm2/s和0.026 7 cm2/s,比热容分别为1.928×103J/(kg.K)和2.278×103J/(kg.K);CVD和沥青炭混合基体,中间经2 500℃高温处理的C/C复合材料,其轴向和径向热扩散系数分别为0.159 cm2/s和0.067 cm2/s,比热容分别为1.597×103J/(kg.K)和1.713×103J/(kg.K)。对两种工艺造成热性能差异的原因进行了分析。

针刺炭布／网胎复合织物中的纤维转移和损伤研究

将T-300炭纤维平纹布和聚丙烯腈(PAN)预氧化纤维网胎预复合后,使用15×16×36×3C222G73012型刺针,接力层叠针刺制备炭布/网胎复合织物。通过SEM研究了刺针对纤维的转移作用及损伤情况。结果表明,网胎纤维在刺针倒钩带动下,沿垂直方向转移后,以"销钉"作用形成"板钉"状网络结构,和平面织物一起构成复合织物的准三维网络结构;在针刺过程中,刺针对网胎和炭布纤维造成不同程度的损伤,特别是炭布纤维的损伤造成平面内强度的大幅度降低,在针刺密度为8针/cm2,针刺深度为12mm的情况下,炭布拉伸强力经向从2140N下降为1440N,纬向从1970N下降为1280N。损伤的炭布纤维在z向基本无转移增强作用。

轻薄低温防护手套用复合织物的制备及其性能

为利用相变微胶囊制备轻薄低温防护手套用复合织物,以正十八烷为芯材、三聚氰胺/尿素/甲醛树脂为壁材,采用原位聚合法制备合适的相变微胶囊,再将其转移涂层整理到纬平针织物上。探讨了相变微胶囊质量分数、涂层厚度对复合织物性能的影响,并对相变微胶囊分散情况、复合织物储热和耐低温性能进行测试及分析。结果表明:在相变微胶囊质量分数为40%,水质量分数为10%,黏合剂质量分数为50%条件下配制涂层液,涂层厚度为1.1 mm时,制备的复合织物在-40、-80℃的环境下由初始温度降至0℃所需的时间分别为397、206 s,能满足短时间生物与医药技术低温操作需要,带来一定程度的保护。

老鹳草微胶囊复合织物的制备及其药物释放机制

为制备可持续释放,缓释时间较长的载药复合织物,采用界面聚合法,以聚乙烯醇为壁材,中药老鹳草水提取物为芯材制备得到老鹳草微胶囊。以水性聚氨酯为黏合剂,通过干法涂层将老鹳草微胶囊整理到纯棉针织物上制备得到复合织物。采用扫描电子显微镜、热重分析仪、紫外-可见光谱等对老鹳草微胶囊及复合织物的形貌、耐热性、缓释性进行测试与表征。结果表明:老鹳草微胶囊表面光滑,平均粒径为23.9μm,载药率为33.0%,在325℃以下具有较好的热稳定性;制备的老鹳草微胶囊具有缓释性能,其释放遵循非菲克扩散规律,在缓冲溶液中可持续释放24 h以上;复合织物中药物释放遵循同样的规律,在缓冲液中的释放时间有所延长。

含氟聚氨酯/聚氨酯纳米纤维膜复合织物的制备及其防水透湿性能

为获得良好防水性能且保持服装穿着的舒适性,通过构建具有低表面能和粗糙表面于一体的含氟聚氨酯/聚氨酯纳米纤维膜,以涤/棉斜纹机织物作为静电纺丝接收基布,制备了一种新型防水透湿织物。探讨了含氟聚氨酯疏水剂的质量分数对纳米纤维结构及复合织物的防水透湿和力学性能的影响。结果表明,当含氟聚氨酯疏水剂质量分数为100%时,复合织物性能最佳,其静态接触角为141°,透湿率达到3 958 g/(m2·24 h),,沾水等级为5级透气率达到34.06 mm/s。力学性能测试结果表明,复合织物的力学性能随疏水剂质量分数的提高而逐渐增强,当FPU质量分数为1.00%时,顶破强力、撕裂强力和拉伸强力分别增加了5.93%、30.79%和5.48%。

消防避火服用复合织物热防护效能优化研究

消防避火服作为消防员短期穿越高温明火火场实施抢救人员和重要物资行动的最高等级热防护服装,其热防护性能优劣直接决定了消防员的人身安全是否得到充分保障。从消防避火服用复合织物的结构、反射辐射热能力和隔热效能3个方面的优化方法入手,总结了国内外研究人员针对该类复合织物的研究成果,分析了复合织物防护性能优化的原理与方法,并对下一步的研究方向进行了展望。

玄武岩纤维机织针织复合织物增强复合材料的弯曲性能

为给机织针织复合织物在产业中的应用提供参考,根据新型机织针织复合织物的结构特点,分别选用不同线密度的高强高模玄武岩纤维纺制经纱、纬纱和针织纱编织这种织物,以其作为增强体,采用VARTM工艺制作了玄武岩纤维/乙烯复合材料。并测试该复合材料的横向、纵向和斜向弯曲性能,对各个方向的弯曲载荷挠度特征曲线及其弯曲断裂形态进行分析。结果表明,这种复合材料的横向和纵向弯曲性能均优于斜向,其弯曲破坏都表现为韧性破坏特征,弯曲能量吸收基本相近。

复合织物的研究现状

复合织物由于是多种材料的复合,既保持了原组分材料的性能特点,又可以通过材料设计使各组分的性能相互补充。本文阐述了复合织物的定义及其在国内外的发展历程,介绍并归纳了织物的复合技术,包括织物结构的设计、织物层压技术、涂层技术、聚合法、化学镀、真空镀及溅镀技术等。按照复合织物研究及应用现状,阐述了复合织物的主要性能,即防水透湿性能、抗静电性能、电磁屏蔽性能、光催化降解性能、调温性能等。结果表明,多功能复合织物的研发是未来发展趋势,同时要注意所用材料及其开发过程的环保性。

含氟聚氨酯的合成及其静电纺膜复合织物的防酸透湿性能

为使防酸面料兼具优良的防护性能和舒适性能,通过合成法将氟基团引入聚氨酯,制备出含氟聚氨酯,使用静电纺丝技术,将含氟聚氨酯纳米纤维化,沉积于织物表面,制备了一种防酸透湿复合织物。对合成的含氟聚氨酯进行了红外光谱和核磁共振谱图表征,同时对复合织物的防酸透湿性能进行分析。红外光谱测试结果表明:合成的产物为含氟聚氨酯;核磁共振谱图测试结果证明了含氟聚氨酯的化学结构与预期相符;静态接触角测试结果表明:聚氨酯/含氟聚氨酯纳米纤维膜复合织物对水的接触角最高可达到141°,对80%硫酸的接触角最大可达124°,表现出优异的拒水拒酸性和耐酸腐蚀性;舒适性能测试表明:在保持优异拒水拒酸性能的同时,透湿率可达4 177.49 g/(m2·24 h),透气率可达24.15 mm/s。

PU型防水透湿层压复合织物的制备工艺及研究进展

介绍了聚氨酯薄膜的制备工艺和防水透湿机理,综述了聚氨酯型防水透湿层压复合织物的制备方法和研究进展,并对聚氨酯型层压复合织物的发展方向进行展望。