基于反应型低共熔溶剂的真丝织物改性及其性能

印染废水污染是制约纺织行业可持续发展的重要瓶颈之一,在开发新溶剂的同时实现织物高效加工改性是驱动纺织业升级转型的有效路径。以甜菜碱(Bet)/乳酸(LA)低共熔溶剂为真丝织物改性反应的溶剂兼反应原料,对真丝织物进行季铵化改性,对比考察了传统加热和微波加热方式对酰胺化反应效率的影响,并对改性样品的形貌、结构和染色性能等进行分析。结果表明:微波加热反应效率高,仅需15 s便可实现真丝织物季铵化改性;改性后纤维表面粗糙度轻微增加,结晶度由71.57%升至78.57%,拉伸断裂强度提升2.8%;织物表面电荷从-26.35 mV增加到5.57 mV,使织物上染率提高58倍,最佳染色工艺条件下K/S值由0.08提升至4.07,透气和吸湿性变化不明显。该研究结果可为真丝织物改性和低共熔溶剂组分多功能应用提供新的理论依据。

基于注意力交互的可见光红外跟踪算法

在可见光红外跟踪(RGB and Thermal Infrared Tracking,RGB-T)的研究中,为了在常规跟踪算法的基础上实现两个模态的有效融合,基于注意力机制提出了一种基于注意力交互的RGB-T跟踪算法。该算法引入注意力机制对可见光和红外两种模态的图像特征进行增强和融合,设计了自特征增强编码器对单一模态的特征进行增强,设计了互特征解码器对两个模态增强后的特征进行交互融合。编码器和解码器均采用两层注意力模块。为了减小算法模型的复杂度,对传统注意力模块进行简化,将全连接层改为1×1卷积。此外,该算法对多个卷积层的特征均进行分层融合,以充分挖掘各层卷积特征中的细节和语义信息。在GTOT,RGBT234和LasHeR三个数据集上进行对比测试。实验结果表明,所提算法性能优异,特别是在RGBT234和LasHeR这两个大规模数据集上取得了最优的跟踪结果,验证了注意力机制在RGB-T跟踪中的有效性。

细菌纤维素纳米纤维膜及纤维的制备与性能

为改善细菌纤维素(BC)干燥薄膜(简称干膜)的力学性能,在保留BC原始结构的基础上,通过溶剂置换、热压工艺首先制得BC干膜,进而通过自上而下的机械剥离法制备高强度纳米纤维膜(NFM),对所得NFM的结构、形貌和物化性能进行了表征。进一步利用加捻NFM的方法制得BC纤维,并且通过在加捻前复合碳纳米管(CNT)得到了应变传感纤维。结果表明:一次(1st)、二次(2nd)和三次(3rd)机械逐层剥离得到的NFM厚度逐渐降低,分别为8.0、6.5、5.0μm;3种NFM的吸水率较BC干膜均显著增加,其中3rd-NFM的吸水率最高,为2284%,是BC干膜的2.4倍;3rd-NFM的拉伸强度最高,可达338.0 MPa,为BC干膜的11.7倍;通过对人体运动(包括手指、手腕的弯曲和吞咽动作)的监测表明,CNT赋予了BC CNT纤维良好的电阻响应性,使其在0~2%的相对电阻变化范围内,具有较好应变传感性能,拓宽了该纤维在可穿戴传感器领域的发展前景。

丝素蛋白/纤维素纳米纤维湿敏复合膜的制备及其性能分析

采用低共熔溶剂(Deep eutectic solvent, DES)对丝素纤维和纤维素浆粕进行预处理,随后进行超声均质处理,制得丝素蛋白纳米纤维(Silk nanofibers, SNF)和纤维素纳米纤维(Cellulose nanofibers, CNF);进一步通过抽滤自组装方式制得纳米纤维复合膜。对纳米纤维的形貌、结构、物化性能进行了表征,并探究了纳米纤维膜的湿敏响应性能。结果表明:制得的纳米纤维平均直径和平均长度分别为25.33~34.49 nm和3.21~5.73μm;结构测试证明DES预处理为物理过程,纳米纤维保持原料良好热稳定性特征。纳米纤维膜表面平整且具有多孔结构,膜透光率最高可达70.0%。CNF的存在可显著提高纳米纤维膜断裂强度。纳米纤维膜具有明显湿敏响应性,10 s内弯曲角达到最大,且响应速率随湿度差(30%~70%)的增加而增大。利用纤维膜湿敏响应特点,可成功驱动纸青蛙进行直行、转弯等运动。该纳米纤维膜可用于湿气检测、软体机器人等领域。

二氧化硅气凝胶填充蔺草纤维复合材料的制备及其热隐身性能

天然蔺草纤维具有良好的物化性能和独特的中空多髓结构,被编织为草席、榻榻米等家居产品使用。然而,蔺草纤维木质素含量较高导致柔韧性较差,并且其官能团种类较少导致功能欠缺,限制了它的进一步应用。采用亚氯酸钠和冰醋酸混合溶液对蔺草纤维进行预处理,得到脱木质素蔺草纤维(CTFs),随后通过溶胶-凝胶法在CTFs内部生长二氧化硅气凝胶,制得二氧化硅气凝胶蔺草纤维(SiO_(2)CTFs)。进一步通过真空浸渍的方式制得聚乙二醇二氧化硅气凝胶蔺草纤维复合材料(PEG SiO_(2)CTFs)。对纤维复合材料的形貌、结构、物化性能进行表征,并探究纤维复合材料的隔热和热隐身性能。结果表明:由于二氧化气凝胶具有较好的隔热性能,SiO_(2)CTFs材料的隔热性能进一步提高,导热系数低至0.039 W(m·K),隔热能力比CTFs提高了71.7%,比表面积最大可达270.01 m^(2)g,比CTFs提高了37.8倍;由于PEG的出色的储热能力以及吸收红外热辐射的功能,故PEG SiO_(2)CTFs具有明显的红外热隐身特性。研究结果为蔺草纤维的应用提供了新的技术路径。

季铵盐/两性壳聚糖改性真丝织物及其协同增效作用

化学改性是进一步拓展蚕丝用途的重要技术手段,但传统单一物质改性难以同时实现绿色和高效改性目的。使用水溶性羧化壳聚糖(CMC)和2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(GTA)作为反应原料经串联反应对真丝织物(SF)进行化学改性。期待CMC为GTA提供更多的反应位点,GTA有助于稳定CMC并弥补其功能不足。对比分析了SF、SF CMC、SF GTA以及SF CMC GTA四种样品的形貌、结构、物化性能等。结果表明:串联反应在水溶剂中80℃条件下可成功实施;SF CMC GTA(1.5 mV)的Zeta电位相对SF(-26.3 mV)明显增加,其透气率和吸水率均最大,分别达到272 g(m^(2)·d)和326%;SF CMC GTA抗菌效果最明显,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率均在99.9%以上,上染率相对SF提高了55倍。研究结果可为丝绸的绿色染整加工提供新的科学依据和技术路径。

用无机纳米粒子制备耐久性抗菌棉织物的研究进展

为有效地解决无机纳米粒子制备的抗菌棉织物耐久性能不佳的问题,提高无机纳米粒子的整理技术,对黏结剂结合棉织物表面无机纳米粒子耐久抗菌性能的最新研究进展进行综述,介绍了抗菌耐久性的评价方法、黏结剂固化无机纳米粒子在棉织物表面的后整理方法等,并分析了耐久性,对影响耐久性的因素以及抗菌效率、抗菌效率下降趋势和洗涤过程中无机纳米粒子的损失进行了阐述与分析。指出:氨基和巯基基团可与无机纳米粒子形成配位键,有效地将无机纳米粒子固定在棉织物表面上;微波辐射和超声波可应用于增强无机纳米粒子在棉织物表面的黏附力。

生物基不饱和聚酯树脂胶液及其棉织物增强复合材料的制备与性能

乙二醇、草酸与马来酸酐通过熔融缩聚制备了一种新型生物基不饱和聚酯(UPOEM).以丙烯酸环氧大豆油(AESO)与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的共混溶剂作为UPOEM的活性稀释剂,得到一系列黏度小、生物基含量较高、储存稳定、可与增强棉布浸润良好的生物基不饱和聚酯树脂胶液.黏度测试表明,GMA可明显降低AESO/UPOEM混合胶液的黏度,当GMA,AESO和UPOEM以质量比100∶100∶300共混时,得到的黄色透明树脂胶液的黏度小于780 m Pa·s,仅为原AESO和UPOEM共混胶液黏度的5.4%,并且可室温储存一个月以上仍保持均匀透明且黏度稳定.该胶液与增强棉布复合所得绿色复合材料的拉伸断裂强度接近30 MPa,玻璃化转变温度(Tg)可达90℃,热分解温度(Td,5%)在248℃以上,具有潜在应用价值.

导电织物的制备及应用研究进展

导电织物是各种可穿戴电子设备的基础材料,除需具备良好的导电性能外,还要求具有良好的柔韧性、对弯曲伸展等大幅度变形持久稳定以及透气吸水等符合服装穿着需要的特点。近年来,导电织物的相关研究层出不穷,综合性能已经接近实用要求。文章首先对近五年的导电织物相关研究进行总结,根据导电填料种类,将导电织物归纳为聚合物基导电织物、金属基导电织物和碳基导电织物三类,并依此展开论述,指出导电织物研究中亟待解决的问题,主要包括提高导电织物的导电性、耐久性以及不破坏织物原有的特性等,最后对导电织物的应用进行了介绍,并对其前景进行展望。

腰果酚基苯并噁嗪增韧二胺型苯并噁嗪及其性能

以腰果酚与苯胺为原料合成腰果酚-苯胺苯并噁嗪(C-A),然后将其与二胺型苯并噁嗪-4,4-二氨基二苯甲烷型苯并噁嗪(PH-DDM)进一步共聚,利用腰果酚间位长脂肪链的自增塑作用来改善共聚树脂韧性,从而改进传统聚苯并噁嗪脆性大的缺点。通过示差扫描量热法、动态热力学分析、热重分析以及拉伸测试等表征方法研究共聚树脂的动态力学性能、热稳定性和机械性能。结果表明:当PH-DDM/C-A的摩尔比为2.5∶1时,聚苯并噁嗪共聚树脂的玻璃化转变温度能保持在175℃以上,800℃下残炭率在39%以上,表明聚苯并噁嗪共聚树脂的热稳定性较为稳定;聚苯并噁嗪共聚树脂拉伸断裂应力达到57 MPa,断裂伸长率增加到3.38%,相比于纯PH-DDM提高了20%。本文验证了腰果酚基苯并噁嗪对传统苯并噁嗪树脂增韧的有效性,对开拓苯并噁嗪的应用范围具有参考意义。

具有三重交联结构导电水凝胶的制备及其性能

导电高分子水凝胶作为一种新型导电材料,由于其良好的导电性和水凝胶独有的溶胀特点,在生物传感器,电器元件等领域展现了巨大的应用价值。以丙烯酰胺(AAm)作为主体材料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(BisAAm)作为化学交联剂,同时引入甲基丙烯酸月桂酯(LMA)和十二烷基溴化铵(DTBA)组成的胶束交联及丙烯酸钠(SAA)和甲基丙烯酰氯乙基三甲基溴化铵(DMC)形成的阴阳离子静电力交联,再添加适量的石墨粉,通过自由基聚合制备机械性能和导电性能优良的三重交联结构复合导电水凝胶。研究结果表明:水凝胶中BisAAm含量为0.180mol/L,DTBA的含量为0.148mol/L时,能获得最佳机械性能并兼导电性能,其压缩模量为0.340MPa,拉伸模量为0.090MPa,电导率为1.32S/m;该水凝胶具有一定自愈性和pH敏感性,是一款综合性能优良的智能导电复合水凝胶,具有广阔的应用前景。

雾聚合表面接枝改性新方法及其应用进展

在气相辅助表面聚合的基础上,首次提出“ 雾聚合”这一表面接枝改性新技术,就“雾聚合”的过程和机 理做了系统介绍,同时综述了该技术在表面疏水、抗菌和耐磨等功能改性领域的最新应用进展.

生物基苯并噁嗪的来源及性能研究进展

苯并噁嗪树脂作为一类新型热固性树脂,具有低收缩率、低介电常数、低吸水性和灵活分子设计性等独特性能,受到学术界和工业上极大关注。在石油资源逐渐枯竭和全球性气候变暖的背景下,以天然可再生原料为基础的生物基苯并噁嗪树脂在原料来源及性能提升等方面的研究均取得较多进展。文章聚焦于生物基苯并噁嗪树脂的酚类来源,以木质素分解酚类、植物提取酚类、以及生物质衍生酚类三个类别归纳分析近年来生物基苯并噁嗪的研究进展,探究各种生物基苯并噁嗪的结构与性能相关规律,并展望今后生物基苯并噁嗪的研发方向。

基于IR46标准的新型智能双芯电表设计

针对国际法制计量组织新制定的International Recommendation 46《有功电能表》标准要求,设计了一款智能双芯电表。智能双芯电表采用计量芯片和管理芯片独立运行,两个芯片互相隔离,通过串行外设接口(SPI)通信进行数据交互。该设计使得电表计量功能和其他功能相互独立,既能够满足智能电网要求,又可满足IR46所提出的标准。着重介绍了软件升级的实现方法,同时探讨了电能表的误差来源,并在计量芯上用软件实现了三点校表法,提高了电表计量精度。经过校准后,该电表可使电能表精度在千分之一以内。所设计的智能双芯电表实现了一代国网表使用中提出的新需求,兼容和支持各种通信资源,是一款功能完备的新型智能电表。智能双芯电表是未来电表的发展趋势,必将成为智能电表方向的主流产品。