载中药聚乳酸多孔纳米纤维医用敷料

为构筑人体可吸收、抗菌消炎且轻薄柔软的可用于伤口愈合的医用敷料,以聚乳酸为原料,掺杂板蓝根(RI)、柴胡(BC)和茶多酚(GTP)等中药成分,采用氯仿与丙酮二溶剂体系,借助静电纺技术制备聚乳酸(PLA)多孔纳米纤维载中药敷料。通过扫描电镜、红外光谱仪、X射线衍射仪(XRD)和接触角测试仪等手段分析了载中药敷料的微观结构、润湿性能、保水吸液性、抗菌性以及体外降解性能等。结果表明:采用氯仿和丙酮二溶剂体系制备的载中药敷料其纤维具有多孔特征,纤维直径为747~1 550 nm。敷料中所载板蓝根、柴胡、茶多酚与聚乳酸间并未发生负面改性的化学反应。载板蓝根、柴胡、茶多酚的敷料在载药量为3%时对金黄色葡萄球菌抑菌率分别为79.2%、82.5%、75.7%,对大肠杆菌抑菌率分别为79.1%、80.2%、73.9%。同时,较纯聚乳酸敷料,载中药敷料具有较好的透气性和体外降解性,其保水吸液性均提高20%以上,适合用作伤口敷料。

植酸/茶多酚整理棉织物的阻燃及防紫外线性能

为解决棉织物易燃烧和抗紫外线性能差的问题,提高其使用安全性,采用浸轧和喷涂结合的方法,通过植酸(PA)和茶多酚(Tea)协同作用制备了阻燃/抗紫外线棉织物,并研究了其阻燃、防紫外线、拉伸以及透气性性能。结果表明:质量分数2.5%的PA和25 g/L的Tea复合整理的棉织物,其质量增加率仅为13.3%,而极限氧指数LOI值从原棉织物的17.5%提高到30.4%,离火自熄;PA/Tea整理棉织物与原棉织物相比,不仅热释放速率峰值(PHRR)下降了78.2%,其总热释放量(THR)和热释放能力(HRC)也分别下降了70.8%和78.3%,这意味着PA/Tea整理棉织物可以降低火灾放热强度,阻碍火焰快速传播;整理后的棉织物对UVB和UVC区域的紫外线具有良好的吸收性能,在实现阻燃和防紫外线功能的同时,保留了85.1%以上的透气性。

聚乙烯醇/角蛋白/碳纳米管自愈合导电水凝胶的构建

为了进一步提高聚乙烯醇水凝胶的力学性能和导电灵敏性,本文以聚乙烯醇(PVA)为原料,以羊毛角蛋白(KE)和三氯化铝(AlCl_(3))为交联剂,添加碳纳米管(CNT)作为导电载体,制备出具有互穿双网络结构的自愈合导电水凝胶。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)等测试手段对PVA/KE/CNT复合水凝胶进行测试分析。结果表明,AlCl_(3)中的Al^(3+)与角蛋白中的—COOH、—OH配位络合促使角蛋白间相互交联形成团簇,同时AlCl_(3)中的Al^(3+)也与PVA中的—OH交联形成紧密结构,增强了水凝胶的强度和韧性,CNT被两种交联结构紧紧包裹并赋予水凝胶导电性能。CNT的加入使复合水凝胶的韧性增加,添加质量分数为4%和5%的CNT可明显提升材料的强度;所制备的水凝胶都具有较好的自愈合性能,在一定范围内的自愈合性能与愈合时长成正比,12 h的愈合时长效果最佳;加入CNT使水凝胶电阻下降,添加质量分数为2%~5%的CNT后水凝胶电阻分别为8.98、4.56、3.81、3.12 kΩ。这种力学性能、自愈性能和导电性能均良好的水凝胶与人体运动检测应用具有天然的柔韧匹配性,在电子皮肤和柔性传感器领域有很好的应用前景。

融合中华服饰结构基因的服装结构设计课程专业思政研究

中华优秀传统服饰文化内涵深邃,呈现出极大的可持续性。基于中国服装历史长河提取典型中华服饰结构基因,探索其与服装结构设计课程教学内容相适应的思政融合方式,打造新中式服装结构设计教学精品思政案例,联合服装结构设计相关实践课程进行新中式服装美学的传承与创新。服装结构设计理论与实践类专业课程同向同行,将专业思政渗透到本科教学全过程,整体推进服装设计与工程专业课程体系的大思政建设。

核壳结构多孔纳米纤维膜的制备及油水分离性能研究

采用可生物降解的聚乳酸(PLA)制备多孔纳米纤维膜用于油水分离,以多孔PLA为壳、聚氨酯(PU)为核借助同轴静电纺丝制备PLA/PU同轴纳米纤维油水分离膜,改善力学性能,提高复用性。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)等手段考察膜材的形貌特征、力学性能和复用性。结果表明:PU的引入提升了纳米纤维膜的力学性能,PLA/PU14%浓度的同轴多孔纳米纤维膜可使油水分离效率达到94.12%;经油水分离后的纯PLA纳米纤维膜的力学性能与分离效率出现下降,而纯PU与PLA/PU纳米纤维膜却有所提高,使用5次后的PLA/PU14%分离效率最好,达到了94.72%。PLA/PU同轴纳米纤维膜有效提高了油水分离的分离效率和膜材的可复用性,具有良好的应用前景。

下肢运动状态特征对裤装臀围的影响分析

为达成合体不束缚目标,探究裤装在不同运动状态下的臀围需求,综合分析人体特征参数、下肢动态参数的约束关系,基于单腿、双腿抬起为起点探讨臀围截面形态变化规律,构建了臀围与人体特征参数、下肢动态参数之间的数学模型,并进行趋势分析以及模型修正。研究结果表明:在单侧抬腿状态时,臀围会随着方向角度α的增加呈现先减小后增大的趋势;而在双侧抬腿状态时,其与臀围呈现负相关关系。抬起角度β与臀围呈正相关,在抬起角度β≤60°时,可按人体运动需求角度计算裤装臀围值;在β>60°时,需要使用坐宽参数代替臀围宽度参数。在下肢多种运动状态下选取臀围变化后的最大值作为不束缚人体的裤装臀围最小值。模型解决了下肢运动状态对裤装臀围的影响,可为裤装臀围制版提供理论依据,为服装定制提供理论参考。

导电粒子掺杂纳米纤维复合膜的电磁特性及吸波预测

选用氧化锌、石墨烯和铜粉等导电粒子作为电磁介质,采用“静电纺丝+喷雾法”制备导电粒子掺杂聚乳酸纳米纤维复合膜,对复合膜的结构和电磁特性进行表征,并研究导电粒子种类及其含量、膜材厚度对复合膜电磁参数的影响,进而预测膜的吸波性能。结果表明,导电粒子掺杂复合膜的电磁参数特征与导电粒子含量有关,导电粒子质量分数增加,膜材的介电常数实部和虚部明显表现出增大的趋势,石墨烯掺杂复合膜具有较大的介电参数,介电损耗远大于磁损耗,石墨烯质量分数为25%的复合膜在膜材厚度为10.0 mm时的反射损耗为-27.51 dB。掺杂膜材厚度增加,同质量分数下反射损耗的峰值逐渐从高频向低频移动,复合膜倾向于选择吸收波长更长、频率更低的电磁波;导电粒子含量增加,最小反射损耗值逐渐减小,较多的导电粒子能够形成较完整的导电网络,极化能力和介电损耗增强,电磁损耗增加。反射损耗值和吸收带宽与导电粒子含量和膜材厚度有关,可通过调节导电粒子含量和膜材的厚度来调控膜材料的电磁吸收性能。

海藻酸钠/聚丙烯酰胺复合水凝胶的壳聚糖增韧

以天然多糖海藻酸钠(SA)、丙烯酰胺(AM)单体为基础原料构筑双网络水凝胶,引入不同含量的壳聚糖(CS),增强水凝胶的力学韧性。通过扫描电子显微镜、红外光谱、X射线衍射仪及热失重分析仪等表征水凝胶的形貌特征、网络交联结构及热学性能,分析SA/聚丙烯酰胺(PAM)水凝胶的交联机理。结果表明,水凝胶的韧性随CS含量的增加而增加,CS低含量时韧性增加由伸长能力增加引起,而高添加时则因强度伸长同步增加引起,添加10%CS的水凝胶其韧性值达到2.50×10~5 kJ/m~3,明显高于添加5%和7.5%CS的水凝胶;对水凝胶定伸长循环拉伸,其弹性回复率随所定伸长率的增加而有所降低,在25%定伸长时均高于98%,而在200%时只高于90%,其中添加10%CS的水凝胶弹性最佳,且有较强的断裂应力(0.249 MPa)和断裂伸长率(1 635.65%),在200%及以内定伸长循环拉伸时具有优异的回复能力。

MXene/导电聚合物复合介质对电磁吸收的研究进展

MXene是一种新型的具有类石墨烯结构的二维纳米片层材料,其出色的导电性和丰富的官能团使其在吸波应用中显示巨大潜力,但过高的电导率导致阻抗匹配差,影响电磁吸收。导电聚合物(CPs)因低密度、耐腐蚀、电导率可调等特点在吸波领域应用广泛,但其低吸波强度特征形成了需与其他材料复合的需求。MXene/CPs复合材料可实现良好的阻抗匹配、介电损耗协同,提升吸波能力、增加带宽。从CPs与MXene的吸波原理及应用综述了MXene/导电聚合物复合吸波介质的研究进展,对电磁吸收材料的发展趋势进行展望。

织物中液态水传输与快干行为表征

为了能够保持运动中大汗淋漓时的舒适状态,研究液态水在织物中传输与快干性能是必要的。文章提出了织物中液态水传输与快干评价的指标,即滴水扩散时间、最大面积传输耗时、最大传输面积、经纬向最大传输跨距、蒸发速度等。液态水在织物中的传输行为通过观察其传输域变化来反映,呈现出与织物组织、纱线排列密度、纱线线密度、织物厚度、织物平方米质量等结构因素相关的初始阶段、增速阶段、稳定阶段和减缓阶段四个时期。通过对10种不同规格织物进行滴水扩散测试和水分蒸发速率测试,织物中液态水传输与织物厚度密切相关,织物厚度为液态水的渗漏提供空间但弱化了液态水的铺展和快干;纱线线密度影响织物表面孔隙,成为影响液态水铺展蒸发的主要因素;经纬密度通过与纱线线密度的匹配形成对液态水传输的影响。研究结果对于高品质运动服装面料的研发具有重要的指导意义。

共轭静电纺PLA/PU纳米纤维混纺纱的制备及性能表征

探讨了共轭静电纺PLA/PU纳米纤维混纺纱的制备及性能。通过共轭静电纺技术,结合PLA优良的可纺性和PU良好的力学性能,进行纳米纤维纺纱,制备连续均匀的PU纳米纤维纱和PLA纳米纤维纱,通过调整正负极推注速率实现PLA/PU纳米纤维混纺纱的制备。采用扫描电镜、红外光谱、热重分析仪等对所纺制纱线的结构与性能进行测试表征。结果表明:最佳纺纱工艺参数为纺丝正负极电压9.5 kV,正负针头呈与水平方向30°夹角向上倾斜,喇叭口转速400 r/min,卷绕辊转速5.3 r/min;PLA/PU纳米纤维混纺纱随着PLA喷丝量的增加,捻回角先增大达到平衡后略微减小,PLA/PU比例为3∶4时捻回角达到最大为39.54°,纱线直径波动范围最小,均匀性好,内部纤维粗细最均匀,孔隙率为34.04%,较纯PU明显提高;随着PLA喷丝量的增加,混纺纱断裂强力、断裂伸长、初始模量和断裂功逐渐降低。

石墨烯/铜粉复合涂层的电磁特性与吸波性能

以石墨烯/铜粉为原料,探讨不同含量石墨烯/铜粉复合涂层的吸波性能。通过扫描电镜、矢量网络分析仪等手段分析复合涂层的形貌结构及反射损耗等。结果表明:在8.0~12.5 GHz测试频段范围内,随着石墨烯和铜粉的加入,复合涂层的电磁参数提高,当涂层中含11%铜粉或15%石墨烯时,其反射率分别达-14.71 dB与-19.14 dB,有效吸收频带宽为2.11 GHz与2.31 GHz;二者复合后,电磁吸收强度增加,最小反射率达-25.73 dB,有效吸收频带宽为3.23 GHz,电磁屏蔽效能增加至36.38 dB。

镀银织物双层叠放模式与电磁屏蔽效能增量研究

电磁辐射是四大环境污染之一,通过不同电磁屏蔽体的叠加组合能够有效提高屏蔽效能。研究了镀银织物以紧密叠放、夹空气层和夹角叠放3种模式构造,采用小窗法屏蔽效能测试系统实测了0~18 GHz宽频段内双层织物的电磁屏蔽效能的增量问题。结果表明:镀银织物双层紧密叠加有利于电磁屏蔽效能提升,其屏蔽效能可达70 dB,明显高于单层织物,紧密叠放更有利于双层织物的屏蔽效能;夹空气层双层织物在0~6.5 GHz频段的屏蔽效能有所提高,而在其他频段其屏蔽效能呈下降趋势,尤其不利于高频电磁波的屏蔽;夹角叠放双层织物屏蔽效能均达到60 dB以上,大夹角叠放(90°)时使双层织物的屏蔽效能降低。建立了双层织物电磁屏蔽效能的增量模型,为电磁屏蔽效能分析提供了一个新的视角,通过结构优化方式探索屏蔽体构造的最佳配置,对电磁屏蔽体的设计、生产及使用具有一定的参考价值。

聚左旋乳酸非溶剂挥发诱导成孔机制与纳米多孔纤维膜制备

为实现聚左旋乳酸纳米纤维孔隙结构可控,以氯仿和丙酮为混合溶剂,通过在聚左旋乳酸中加入柴胡,采用静电纺丝技术制备纳米多孔纤维膜。探索了非溶剂挥发诱导相分离成孔机制,研究了柴胡质量分数、溶剂配比、聚左旋乳酸质量分数对纤维膜孔隙结构的影响。结果表明:在非溶剂溶液体系中添加柴胡能够提升纤维膜的孔隙率,随着柴胡质量分数的增加,纳米多孔纤维膜的孔隙率逐渐增加,当柴胡质量分数为2%时孔隙率最大,为70.98%;改变氯仿与丙酮配比会对纤维膜孔隙结构造成影响,当氯仿和丙酮质量比为8∶1时,纤维膜的孔隙率达到最大,为82.09%;聚左旋乳酸质量分数为9%时纤维膜的孔隙率达到最大。

氯化铝交联双网络聚乙烯醇/角蛋白自愈合水凝胶

水凝胶作为一种特殊的材料形式在自愈合应用方面具有广阔的前景,研发功能更全面、自愈合能力更强的水凝胶很有必要。本工作以AlCl_(3)化学交联聚乙烯醇与角蛋白,构建由氢键网络、Al^(3+)络合网络互穿的双网络结构,制备自愈合性能良好的PVA/KE复合水凝胶。通过红外光谱、扫描电镜、热重分析仪、万能材料拉伸仪对水凝胶的结构和性能进行表征。结果表明:交联剂的增加使水凝胶表面由粗糙变细滑,内部形成孔径范围由大变小、孔型结构由开孔变为紧密的三维多孔结构;双网络结构造成水凝胶特征峰吸收强化和位置偏移,增加水凝胶热降解所需能量,影响热降解行为,使残留物增加,热稳定性改善;氯化铝浓度增大使水凝胶的韧性提高,浓度为2%时断裂强度和断裂伸长率最大,分别为8.28 MPa和163.2%;水凝胶的自愈合和抗疲劳性具有变化的一致性,自愈合效能随着交联剂浓度的增加、愈合时间的延长而增加,愈合时间为12 h且交联剂浓度为2%时愈合效能最好,能够达到89.4%,表现出明显的自修复功能。本研究结果为深入探索水凝胶的自愈合性能奠定了实践基础。

聚乙烯亚胺/植酸自组装整理棉织物的阻燃性能表征

为解决植酸(PA)的强酸性对阻燃棉织物(COT)的影响及棉织物阴燃问题,以聚乙烯亚胺(PEI)和PA为原料,利用层层自组装(LBL)和喷涂工艺,在棉织物表面制备PEI/PA阻燃涂层,探讨复配阻燃剂的协同阻燃效果。用热重分析、极限氧指数(LOI)仪、垂直燃烧测试仪等对阻燃整理前后的棉织物进行表征。研究表明:植酸、聚乙烯亚胺的初始分解温度下降,先于主体吸热降解,有效抑制织物初始热裂解,促进材料低温炭化。在升温阶段,聚乙烯亚胺热裂解产生N2和NO2等惰性气体,形成隔氧保护层,起延缓织物降解作用;植酸降解产生磷酸或偏磷酸,催化纤维素脱水炭化,有促进低温炭化趋势。聚乙烯亚胺/植酸复配整理织物,损毁长度减少到3cm,续燃时间和阴燃时间可达到0s,LOI值由18.1%提升到38.2%,PEI所带正电荷与PA所带负电荷的磷酸基团通过静电相互作用改善了PA的酸性性质,有效解决棉织物的阴燃及植酸强酸性对棉织物的影响问题,并达到阻燃目标。

角蛋白植酸涂层棉织物的协同阻燃效果

为了更好地推广生物质材料的阻燃应用,以角蛋白(WK)和植酸(PA)为阻燃剂,采用浸轧喷涂法对棉织物进行阻燃整理,研究两者对棉织物的协同阻燃效果。通过红外光谱仪、极限氧指数仪、热分析仪和微型燃烧量热仪等测试不同棉织物的燃烧性能。结果表明:随着整理次数的增加,WK/PA复配整理织物损毁长度减少,由30 cm下降至15 cm,最低4.5 cm;极限氧指数增大,由原来的18%增加到28.4%,最高到33.3%,且无续燃和阴燃发生,产生了较好的阻燃效果。认为:该方法可以有效解决棉织物的阴燃,为棉织物的阻燃改性提供了一种有效的解决方案。

羊毛角蛋白整理棉织物成碳机制与阻燃性能

为实现棉织物绿色阻燃整理,赋予棉织物阻燃性,通过浸渍焙烘的方法将羊毛角蛋白整理到棉织物上,并利用氧指数仪、垂直燃烧测试仪、热重分析仪、织物强力仪对整理前后织物的阻燃性能、热解特性和力学性能进行测试和表征,探究羊毛角蛋白的阻燃效应和对织物力学性能的影响。结果表明:羊毛角蛋白成功整理到织物表面,残碳率提高至29.4%,极限氧指数提高至34.2%,损毁长度减少到5.0 cm以内,强力损失在17%以内;羊毛角蛋白所包含氨基酸中的羧基催化纤维素脱水成碳,且羊毛角蛋白具有优异的成碳性,可在织物表面形成碳层起到隔氧隔热的阻燃作用。

机织物的热传递与强热条件下热防护性能

在高低温、热辐射和烈火场等强热物理场,要求服装具有隔热功能。为探究组织结构、热源强度对机织结构材料热防护性能的影响,采用有限元模拟方法,研究热源强度为0.8 kW/m2条件下,6种组织芳纶、涤纶机织结构材料的瞬态热传递过程特征,得到材料的温度云图和表面温度时变图,观察温度时变图,从隔热时间和隔热温度2个维度提出强热条件下评价织物热防护性能的5大指标。结果表明:热流沿纱线浮长传递,形成与浮长相关的上、下表面温度和温差;热流达到下表面的滞后时间越长,下表面的温升速度越慢,形成的温差越大,下表面形成的稳定温度越低,材料的防护效果越好,6种组织的隔热防护性能由低到高排序为:平纹、2上1下斜纹、3上1下斜纹、4上1下斜纹、5上1下斜纹、6上1下斜纹;在常规热源条件下,单层织物能够有效阻止热流滞后约1.5 s,强热条件下,需增加防护厚度或叠加其它材料以提高隔热能力;辐射热防护性能测试表明,实验结果与模拟结果存在很好的一致性。

基于下肢尺寸与运动状态的裤装膝围估计

为达成裤装合体不束缚目标,分析了裤装在抬腿和屈膝状态下的膝围需求,探讨了在前抬、侧抬和屈膝运动时皮肤伸长变化规律及其对膝围的影响,构建了膝围与人体尺寸、下肢动态参数之间的数学模型。研究结果表明:在股关节和膝关节旋转时,膝围均会随着旋转角度的增加呈现增大的趋势,且角度的增加使膝围增加速度也增加,侧抬状态需要有较大的膝围;为了穿着运动时不受束缚,膝围应保证不小于滑移位置的围度,推荐选取多种运动条件下不被束缚的最大围度作为裤装膝围最小值。