聚乳酸纤维在纺织中的应用

聚乳酸来源于玉米、小麦、甜菜、木薯以及有机废弃物等原料,具有生物安全性、生物相容性、生物可降解性等特征。聚乳酸纤维的原料来源可再生,产品亲肤,废弃物可生物降解降解产物为二氧化碳和水。在实现“双碳目标”的今天,由聚乳酸制成的纤维在纺织物品中有广泛市场。通过介绍聚乳酸纤维几种加工方式,介绍聚乳酸纤维的优点,结合百姓生活中的应用案例分析,聚乳酸纤维与人们的生活息息相关,在纺织物品或其他领域中的应用比例将逐步增大,迎来一个重要的发展时期。

PEFT聚酯的制备及PEFT纳滤膜的截留性能

为了解决聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料制品使用后降解缓慢和聚2,5-呋喃二甲酸二甲酯(PEF)韧性差的问题,开发一种新型嵌段共聚酯聚2,5-呋喃二甲酸-乙二醇-co-对苯二甲酸酯(PEFT),可通过酯交换-熔融缩聚法合成,且PEFT拥有与PEF相媲美的热力学性能。利用FTIR及NMR等对聚酯结构进行表征,结果表明该方法成功制备了PEFT聚酯。通过TG、DSC和紫外光照表征,结果表明PEFT聚酯热学性能优良,且在紫外光照射下可快速降解。又将PEFT聚酯材料通过非溶剂致相分离法(NIPS)制备了不同铸膜液浓度的PEFT纳滤膜,用于对染料离子及金属盐溶液的截留,而后对其表面粗糙度、水接触角、荷电性、染料和金属盐离子的截留能力等方面进行了测试。结果表明:PEFT纳滤膜对甲基蓝(Mr=799.8)染料、酸性品红(Mr=585.4)染料都具有良好的截留性能,最高截留率可达99%和87.7%,并且纳滤膜经长期循环后仍具有较高的稳定性,但对金属盐(MgSO4)溶液截留性能不佳,截留率最高不超过35%。综合研究发现PEFT纳滤膜在染料截留方面性能突出。

染整工艺对麻纤维抗菌性能的影响

从麻纤维自身形态结构、化学组成出发,分析了影响麻纤维自身抗菌性的因素。概述了染整加工工艺中脱胶、染料种类和染料助剂对麻纤维抗菌性能的影响,总结了麻织物的物理抗菌整理和化学抗菌整理方式。认为:在麻纤维自身具备抗菌性的基础上,采用添加天然抗菌剂、物理抗菌整理、植物染料染色等方法,可有效降低麻纤维生产加工过程中抗菌成分的流失,进一步提高麻织物的抗菌性能。

高密度聚乙烯三维网状纳微米纤维的强伸性能

为实现高密度聚乙烯三维网状纳微米纤维(PENFs)的自主化规模化生产,以高密度聚乙烯和二氯甲烷为原料,通过高压闪喷纺丝设备成功制备了性能优异的PENFs,采用响应面法对纺丝过程中各工艺参数进行优化,并对其力学性能和耐候性能进行分析。结果表明:PENFs的最佳制备工艺条件为纺丝温度176.3℃、纺丝压力8.6 MPa、纺丝溶液质量分数8.0%,此时制得的PENFs的断裂强度和断裂伸长率分别可达到29.1 cN/dtex和99.9%,优于芳纶和涤纶等常规纤维;定伸长和定载荷条件下,PENFs的弹性回复能力随着拉伸次数和载荷的增加而逐渐降低,拉伸伸长为5%时PENFs纤维的弹性回复率可达到92.8%且拉伸10次后降低至75.5%,拉伸载荷为1.2 N时PENFs纤维的弹性回复率为84.6%;放置在室外20 d内PENFs纤维的强伸性能损失较小,30 d后断裂强度和断裂伸长率明显降低,但纤维外貌并无明显变化。

全纳米纤维离电式柔性压力传感器的制备及性能研究

为解决传统的电容式压力传感器灵敏度低的问题,基于聚丁二酸丁二醇酯对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)和离子液体(ILs),采用静电纺丝技术制备离子介电层(ILs/PBST),并利用离电式压力传感机制开发了一种灵敏、透气的全纳米纤维离电式柔性压力传感器。该器件具有超高灵敏度(902.4 kPa-1,0~6 kPa)和快速响应/恢复时间(147 ms/147 ms),能够快速稳定地监测多种人体运动及生理信号。此外,三维多孔纳米纤维网络赋予其良好的透气性,确保其长期佩戴的舒适性,该器件有望应用在智能医疗领域。

基于同轴微流控纺丝技术的CS/SA掺杂PVA复合载药纤维的制备及其释药性能

为延长药物的可控释放时间,提高累计释放率,将生物相容性良好的天然高分子材料壳聚糖(CS)和海藻酸钠(SA)分别与聚乙烯醇(PVA)溶液混合作为纺丝液,通过同轴微流控纺丝技术制备具有药物缓释性能的复合载药纤维。以氨苄西林钠(AS)为药物模型,比较研究了PVA/CS/AS(PCA)和PVA/SA/AS(PSA)两种复合载药纤维的药物缓释效果,并分析了两种天然高分子材料及其含量对载药纤维形貌结构、力学性能以及释药性能的影响。结果表明:PCA和PSA载药纤维均具有稳定的成型性和良好的形貌结构。PCA的断裂强度高于PSA复合纤维,而PSA的断裂伸长率远大于PCA复合纤维。此外,这两种纤维对药物均具有良好的缓释效果。其中,PCA复合纤维在短期内释药量大,当PVA与CS质量比为5∶1时,PCA复合纤维在180 min内药物的累计释放率最高为60%;而PSA复合纤维可以实现58 h的长时间药物释放,当PVA与SA质量比为64∶1时,PSA复合纤维药物累计释放率最高为94.1%,适合治疗慢性疾病,达到长期有效释药的目的。利用这两种载药复合纤维可设计适用于不同给药患者的药物缓释系统,展现出其在药物缓控释中的广阔应用前景。

辐射降温锦纶长丝及其针织物性能研究

辐射降温锦纶是以高红外发射型无机粒子SiO 2和红外透过材料聚酰胺6(PA6)为原料,采用熔融纺丝制备的具备被动辐射降温功能的长丝。对3种不同加工工艺的辐射降温锦纶长丝和普通锦纶长丝进行对比研究,测试其表面形貌、聚集态结构、化学组分、力学性能、热学性能和表面摩擦性能。进一步对上述4种长丝织成的针织物的导热性能、瞬间接触凉感和室内降温性能进行测试比较。结果表明,以添加了SiO 2的辐射降温PA6为皮层材料、聚乙烯(PE)为芯层材料纺出的辐射降温PA6/PE皮芯复合丝,和辐射降温圆形截面锦纶长丝间隔递纱织造的针织物具有最好的导热性能和凉感性能,其红外热成像温度比普通锦纶针织物高约1.8℃,表明该针织物具有更好的红外透过性能,降温效果更好。综合认为,该研究所得辐射降温锦纶针织物具有优异的辐射降温性能,可用于辐射降温纺织品的开发。

具有光致变色功能的PA6纳微米纤维的制备与性能

为制备具有光致变色功能的纳微米纤维,以萘并吡喃(NA)为变色单元,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为聚合物基质单体,以二氧化硅(SiO_(2))为包覆层,制备了光致变色纳微米微球PMMA/NA@SiO_(2),然后将PMMA/NA@SiO_(2)纳微米微球引入到尼龙6的静电纺丝溶液中,通过对静电纺丝过程中的各工艺参数的优化,对PA6的基本形貌进行了在线调控,成功制备了直径分布较均匀的PA6纳微米变色纤维。场发射扫描电镜和紫外可见光分光光度计的测试结果表明:PMMA/NA@SiO_(2)的直径范围在100~210 nm之间;在PMMA/NA@SiO_(2)质量分数小于10%时,纤维样品的形貌无明显变化,变色性能随添加的变色材料的增加而增强,所制备的样品变色性能和纤维形貌最好,在紫外光照射后会呈现出较好的变色性能和耐疲劳性;通过紫外灯照射发现,相对于λ=365 nm的紫外光,λ=254 nm的紫外光对该光致变色纳微米纤维的变色性能影响较大。

丝网印刷制备同心圆型平面柔性电容器及其电化学储能性能研究

柔性微平面超级电容器(MPSCs)的研究已经取得很大的进展,但由于其能量密度较低,仍然无法满足可穿戴电子设备的应用要求。石墨烯(Graphene)作为电极材料时的高惰性限制了其作为超级电容器电极的活性。通过对Graphene进行^(60)Coγ射线辐照改性,再将改性后的Graphere与赝电容电极材料过渡金属碳化物(MXene)共混复合,借助丝网印刷方法,在柔性织物基底上制备复合改性电极的同心圆型平面电容器。结果表明:^(60)Coγ射线辐照Graphene后缺陷增加;比表面积增大,孔隙率增加。与MXene复合后所制备的平面电容器具有较高的面积比电容和能量密度(分别为119 mF/cm^(2)和20μWh/cm^(2));当平面电容器进行5000次充放电循环时,电容保持率为102%,表现出优异的循环寿命和机械稳定性,在微型柔性电子器件储能设施领域具有潜在应用价值。

超声波辅助酶法提取猪皮胶原蛋白的工艺优化及胶原纤维的湿法纺丝制备

胶原纤维材料是一种重要的生物医用纺织品,广泛用于各类外科手术。为了提高猪皮源胶原蛋白的提取率,设定酶浓度、超声强度、超声时间为影响因素,胶原提取率为响应值,采用超声波辅助酶法,通过单因素实验和Box-Behnken响应面法探究最佳提取条件,并采用湿法纺丝技术制备猪皮源胶原纤维。结果表明:影响胶原提取率的显著性顺序为:酶浓度>超声时间>超声强度,最佳提取工艺的酶浓度为93 U/g、超声强度为162 W、超声时间为58 min,所制备的胶原提取率56.21%,与响应面回归方程预测值相近,说明该回归模型能够较好地优化提取工艺条件。同时,紫外光谱、红外光谱和X射线衍射分析表明猪皮源胶原的类型为I型,具有完整的三螺旋结构;纤维形貌分析表明猪皮源胶原具有良好的成纤性;力学性能分析表明纺丝液为4.0%浓度的胶原纤维具有最佳的力学性能。

棉织物的组织结构对吸湿快干性能的影响

为研究棉织物的组织结构对吸湿快干性能的影响,以40英支纯棉纱为原料,纬向平均浮长为单一变量,设计并织造平纹、2/1纬重平、3/1纬重平、4/1纬重平织物;采用滴水扩散法和毛细效应测试表征织物的吸湿性和快干性。结果表明:在其他条件相同的情况下,棉织物的吸湿性从大到小的顺序为3/1纬重平、2/1纬重平、平纹、4/1纬重平,快干性为3/1纬重平、2/1纬重平、4/1纬重平、平纹;随着纬向平均浮长的增大,织物吸湿快干性能先提高后下降。该研究明确了织物结构对吸湿快干性能的影响,可为企业对吸湿快干面料进行结构设计提供参考。

尿 素- 聚丙烯腈复合纳米纤维膜的制备与吸湿性能研究

溶液除湿技术采用的传统吸湿材料因长时间接触填料,易造成填料塔的腐蚀与变形,而吸湿纳米纤维膜具有大比表面积、高吸湿性能和良好的透气性,在该领域表现出优异的应用潜力。本文通过静电纺丝法,成功制备了聚丙烯腈(PAN)/尿素(Urea)复合纳米纤维膜,尿素以其独特的吸湿性能显著增强了纳米纤维膜的吸湿能力。利用扫描电子显微镜(SEM)、比表面积测量(BET)和红外光谱(F T-IR)等技术手段,表征了纳米纤维膜的微观形貌与结构;利用高低温试验箱探索了不同的氯化锂(LiCl)浸渍浓度、浸渍时间以及PAN与Urea的质量比对纳米纤维膜除湿效果的影响。结果表明,PAN和Urea的质量比为1∶1,LiCl的浸渍质量分数为35 wt%,浸渍48 h,在25℃和95%RH条件下,将纳米纤维膜置于高低温试验箱测试5 h,吸湿量可达到4.48 g/g。该复合材料展现出良好的吸湿性能,为纳米纤维型吸湿材料的设计开发提供了新的思路。

酚醛纤维/聚酰亚胺纤维混纺纱开发

为了更好地利用酚醛纤维的热学性能开发适合应用的隔热织物,基于其纤维规格及性能,以聚酰亚胺纤维与其进行混纺,详述其原料处理、混纺比例、流程设计、梳理成条、粗纱、细纱工序的工艺要点,在尽可能提高酚醛纤维含量的基础上,纺制出酚醛纤维含量为40%~70%的4种32 tex混纺纱线,并对混纺纱的指标进行测试与分析。指出:在酚醛纤维/聚酰亚胺纤维混纺纱中,随着酚醛纤维含量增大,纱线的断裂强度、毛羽指数、条干CV值以及千米节结等质量指标均呈恶化趋势;酚醛纤维的含量最高能达到约70%水平。

可吸收手术缝合线研究进展

可吸收手术缝合线是当今国际生物医用纺织领域的研究热点之一。为了掌握可吸收手术缝合线的创新方向以及临床和产业化需求提升我国可吸收手术缝合线的自主知识产权;首先介绍了可吸收缝合线的发展历程以及性能要求;其次列举了羊肠线、胶原线、甲壳质和海藻酸盐4种天然材料在天然可吸收缝合线方面的应用并总结分析最新国内外相关研究;然后综述了聚乳酸、聚乙醇酸、聚己内酯和聚乙烯醇4类合成高分子材料在可吸收缝合线方面的应用并总结分析国内外最新相关研究;系统对比了各种制备原料开发可吸收手术缝合线的优缺点,并侧重分析了可吸收手术缝合线的力学性能、降解性能以及附加抗菌性能3个重要指标。分析认为:目前市面上的可吸收手术缝合线仍以国外进口为主导,我国对于可吸收手术缝合线的开发仍处于实验室阶段,较少能够投入市场以及临床应用,另外,对用天然材料开发的可吸收手术缝合线研究甚少。同时,提出各类材料作为可吸收手术缝合线的优缺点,为新型可吸收手术缝合线的开发提供参考。

导电纤维的发展现状及应用

作为功能性导电材料的一种,从基础的抗静电、防辐射产品的开发应用到如今各类层出不穷的穿戴式柔性传感器件、智能纺织品的问世,导电纤维在科学发展至今愈发凸显出不可或缺的重要性。结合Citespace软件从知识图谱的角度和主观文献分析角度梳理了导电纤维的发展及应用现状,并对导电纤维领域的研究热点与发展趋势进行了总结,可以为导电纤维的发展指明方向,同时为导电纤维的应用提供支撑。

PEDOT∶PSS/石墨烯复合纤维的制备及其电化学性能研究

为了更好地实现石墨烯基纤维在柔性可穿戴储能器件领域的应用,采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯水分散液与聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT∶PSS)分散液制备一定浓度的复合纺丝液;以氯化钙溶液为凝固浴,通过湿法纺丝技术制备不同比例的PEDOT∶PSS/氧化石墨烯复合纤维,经氢碘酸还原获得PEDOT∶PSS/石墨烯复合纤维。对PEDOT∶PSS/石墨烯复合纤维的结构形貌进行表征,PEDOT/PSS质量分数为20%时复合纤维的直径约为95μm,表面具有褶皱卷曲的形貌。以PEDOT∶PSS/石墨烯复合纤维组装柔性超级电容器,在不同凝胶电解质体系中进行电化学性能评价。结果表明,PEDOT∶PSS质量分数为20%的PEDOT∶PSS/石墨烯复合纤维在PVA/H_(2)SO_(4)凝胶电解质体系中的电化学性能最佳;当电流密度为0.14 mA/cm^(-2)时,面积比电容为420.7 mF/cm^(2),能量密度为9.35μW h/cm^(2),表现出良好的电化学性能,可为温湿度计供电,并显现出在智能可穿戴储能器件中的潜在应用前景。

抗紫外消光聚酯纤维的制备与性能研究

为了提高聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维的紫外防护性能,采用熔融纺丝的方法,将质量比1∶1的二氧化铈-二氧化钛(CeO_(2)-TiO_(2))功能性复合粉体与PET切片共混制备抗紫外消光PET纤维。通过紫外-可见近红外光谱仪、差示扫描量热仪、声速取向测量仪、纱线强伸仪、纺织物防晒指数分析仪等对抗紫外消光PET纤维的性能进行测试和分析。结果表明:随着功能性复合粉体质量分数的增加,纤维的结晶度先减小后增大;纤维的力学性能有所下降,但仍能保持在3cN/dtex以上,满足服用性能的要求;当加入质量分数超过1.5%的功能性复合粉体时,纤维的回潮率得到提高,从0.41%上升到了0.61%,此时抗紫外消光PET纤维织物的紫外线防护系数(UPF)可以达到372+,长波紫外线区透过率小于3.67%,中波紫外线区透过率达到最小值0.05%,在正常和润湿状态下都能达到优异的抗紫外效果,同时消光性能也得到明显改善。

气流冲击对棉紧密织物性能的影响

由于棉紧密织物毛羽多、结构不均匀,易受到气流冲击影响而产生变形。为研究棉紧密织物受气流冲击后的变形程度与其结构参数之间的变化规律,选择9块不同规格的织物,在0.1 MPa气压的气流冲击下,分别处理5、10 min和30 min,通过织物透气仪测试织物的透气性能,并采用显微镜观察法比较织物的结构变化情况。结果表明:随着气流冲击时间增长,棉紧密织物孔隙内毛羽逐渐减少,孔隙由不规则图形变为方形,经纬纱直径以及织物的紧度都呈减小趋势;织物透气率与孔隙率呈非显著正相关关系;结构均匀、厚度大且紧度高的织物受气流冲击影响小。研究结果为开发具有抗气流冲击性能的棉紧密织物提供参考,并为防风系列产品的选择和使用提供依据。

丙纶膨体丝(BCF)生产工艺探讨

文章主要介绍丙纶膨体丝(BCF)的生产工艺,选用熔指15~30 g/min的聚丙烯切片,干燥温度为60~80℃,干燥时间为60~80 min,螺杆各区温度为230~260℃,纺丝箱温度为230~250℃,侧吹风速度为0.4~0.6 m/min,温度为(20±1)℃,湿度为65%~90%,总拉伸比为2.8~3.5,热辊温度为100~130℃,卷曲区倍数控制在0.75~0.90,膨化温度为100~145℃,膨化气压为0.6~0.9 MPa,网络气压为0.5~0.7 MPa,输出区倍数为0.95~1.05,超喂率控制在2%~5%,成型角度为10.5~13.5,中心值为12~12.5,旨在提高丙纶BCF膨体丝的物理性能,提升生产过程的稳定性,制得质量优良的丙纶BCF膨体丝。

金属有机框架/聚丙烯纤维基复合材料对化学战剂模拟物的快速降解

为将金属有机框架(MOFs)均匀且稳固地固定在纤维材料表面,创造出柔软且具备自净化防护面料,采用单宁酸-3-氨丙基三乙氧基硅烷(TA-APTES)涂层改性的聚丙烯(PP)非织造布作为载体,通过原位生长法制备高MOFs负载量的纤维基复合材料。借助扫描电子显微镜、红外光谱仪、X-射线衍射仪、X-射线光电子能谱仪等手段对复合材料的表面形貌、组成和化学结构进行表征,并对复合材料的MOFs负载量和表面浸润性进行了分析。结果表明:TA-APTES涂层能够显著提高复合材料中MOFs的负载量,可达20.96%;并且有效提高复合材料的表面湿润性,从而提高其在水溶液中的催化降解效率,实现快速降解化学战剂模拟物4-硝基苯磷酸二甲酯(DMNP),在30 min左右即可实现100%的转化率,其降解半衰期短(4.8 min)。