海藻酸钠和改性糊料的流变性能研究及应用测试

文章研究了印花过程中使用的海藻酸钠和改性糊料各自的流变性能,并分别探究了糊料黏度和湿度对其印花渗透效果的影响。结果表明,改性糊料由于分子间较多的阴离子和疏水基团的缔合作用,增稠效果比较显著。随着剪切速率变化,其表观黏度具有较大的变化,触变效应更加明显;同时,随着角频率增加,改性糊料的弹性和黏性行为相互转变更加明显;当蒸化湿度从70%增加到80%时,两种糊料的得色量增加,相同湿度下,改性糊料更容易透过网孔渗透到织物上,使印花得色量和颜色渗透性增加。

新型高效无氟泡沫灭火剂的制备及其性能表征

提出了一种由黄原胶、纳米二氧化硅颗粒和复配表面活性剂组成的新型环保型泡沫灭火剂,用于迅速扑灭易燃液体火灾。利用荧光分光光度计、液滴形状分析仪、润滑油抗泡沫特性测试仪以及双目透射偏光显微镜等试验研究了泡沫灭火剂的表面性能、聚集特性和发泡行为。结果表明,黄原胶以及二氧化硅纳米颗粒的加入使得10 min之内的泡沫稳定性保持在85%以上。通过泡沫性能测试,配比出最优异的泡沫性能,初始泡沫体积为905 mL,25%排水时间为300 s,10 min之内的排水量为105 mL,显著提升了泡沫的起泡性能和泡沫稳定性。随后使用该配方进行小型灭火试验,灭火时间为18 s,抗烧时间为650 s。

微纳化封装芳香载体的制备及缓释性能研究

芳香纺织品是备受关注的功能纺织品。芳香气味具有舒缓压力、调节情绪、改善睡眠等功效。但是芳香物质存在易挥发的问题,提高香味的长效释放和耐水洗性一直是芳香纺织品制备有待解决的问题。文中以硅烷偶联剂对纳米二氧化硅进行表面结构调控处理,构建有机-无机复合材料,探索芳香物质微纳化封装;将微纳化封装的芳香载体材料通过原位固定法负载到织物上,并对织物的芳香释放性能和耐久效果进行评价。结果表明,由微纳化封装的有机-无机复合芳香载体制备的芳香纤维结构体具有适宜的香气和长效释放的效果,由此形成的织物加香技术,可广泛应用于纺织品芳香整理,在芳香功能纺织品的制备应用中拥有巨大潜力。

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。

新型纳米杂化长链烷基/氨基共改性倍半硅氧烷防水剂的合成与性能研究

随着欧盟环保要求对PFOA、PFOS、APEO等含氟化合物的严格限制,无氟防水剂成为织物整理剂的主流.基于此,本研究将端环氧聚二甲基硅氧烷(α,ω-ESO)与N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(KH-602)先氨解开环合成硅氧烷基封端的聚硅氧烷反应性中间体(AESO),再将其与正硅酸乙酯(TEOS)及辛基三乙氧基硅烷(OTES)进行水解缩聚,合成了一种新型纳米杂化长链烷基/氨基共改性倍半硅氧烷树脂,并以其制备得到防水剂RAPS@SiO_(2).以棉织物布样作为应用对象,用FT-IR、XRD、SEM、接触角测量仪等仪器对其进行表征测试.结果表明:与空白织物相比,采用3%浓度RAPS@SiO_(2)防水剂经一浸一轧工艺处理后的棉织物在保持原有光泽的同时,在防水性、柔软度等方面有明显提升,水接触角WCA=151.7°,滚动角SA=9.2°,静态吸水时间达到195 min,并且改性织物经过5次循环水洗、100次磨损后,仍然具有良好的疏水性能.无氟防水剂RAPS@SiO_(2)的开发为制备环境友好型超疏水织物防水剂提供新思路.

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。

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。

被动式日间辐射制冷超疏水涤纶织物的制备及其性能

为了获得具有制冷性能的超疏水织物,利用含氟硅烷和环氧硅烷对SiO_(2)粒子进行改性,通过浸涂的方式将改性粒子整理到涤纶织物上,并喷涂聚二甲基硅氧烷交联成膜;对整理前后涤纶织物的表面形貌和结构进行分析,探究不同涂覆量下有机-无机复合涂层织物的光谱特性,并考察复合涂层织物的制冷性能和疏水性能。结果表明:当涂覆量为29.67mg/cm2时,复合涂层织物的太阳光反射率为94.3%,中红外发射率为91.2%;在户外太阳直射下,相比原始涤纶织物最高可降温度为2℃,比测试箱体内环境温度最高可降温8.2℃;复合涂层织物的静态水接触角为151.4°,滚动角为6.1°;经过100次摩擦后,静态水接触角下降至147.8°。该超疏水织物具有优异的自清洁性能和较好的耐摩性,在高温节能、辐射制冷领域具有广阔的应用前景。

基于有机硅改性聚氨酯/二氧化硅的超疏水棉织物制备及其性能分析

为提高水性聚氨酯整理棉织物的疏水性,采用侧链型聚二甲基硅氧烷与硅烷偶联剂KH550制备交联型水性有机硅改性聚氨酯(WSPU)乳液,然后将疏水二氧化硅(SiO_(2))粒子的分散液喷涂在经WSPU浸轧整理的棉织物表面,制备得到基于WSPU/SiO_(2)的超疏水棉织物。考察KH550的质量分数对WSPU乳液烘干后所得乳胶膜性能的影响,探讨了WSPU与SiO_(2)复合整理棉织物的结构与性能之间的关系。结果表明:当KH550的质量分数为3.0%时,WSPU乳胶膜具有良好的机械性能与疏水性。当SiO_(2)分散液的质量分数为1.0%时,WSPU与SiO_(2)复合整理后的棉织物表面富集硅元素且具有微纳复合结构,织物水接触角达151.8°,滚动角为4.8°,呈现较好的自清洁性能与抗黏附性能;由于复合涂层与纤维间存在物理作用及化学键合,WSPU与SiO_(2)复合整理棉织物具有优异的耐水洗牢度,经20次水洗后水接触角仅下降3.0°。该研究为制备性能稳定的超疏水织物提供了参考。

超疏水/超亲油含棉复合材料构造及其油水分离应用

以多丙烯酸酯基化合物与多氨基化合物胶凝作用形成的凝胶体系为基础,引入棉纤维、含短氟碳链单体、交联单体、引发剂,基于原位聚合法制得超疏水/超亲油含棉复合材料[OC-PG@P(DVB-HFBMA)]。采用扫描电子显微镜(SEM)观察其微观结构,探究了其对水相及油相展现的不同特殊润湿行为并评价其应用稳定性。结果表明,OCPG@P(DVB-HFBMA)的水接触角大于158°,水滚动角为1°,油接触角为0°,具有出色的超疏水/超亲油性及突出的油水分离性能。

阻燃超细纤维合成革贝斯的制备及性能研究

为了解决添加型阻燃水性聚氨酯稳定性差的问题,以脂肪族多异氰酸酯、聚醚多元醇和阻燃含磷多元醇为原材料,通过预聚体法合成一系列具有阻燃性能的水性聚氨酯。将该阻燃水性聚氨酯应用于超细纤维合成革贝斯(超纤贝斯)的含浸工艺中,探讨其对超纤贝斯力学、品质、阻燃、热分解性能的影响。结果表明,随着含磷阻燃多元醇含量的增加,燃烧速率从115.00 mm/min降低至60.79 mm/min,极限氧指数从21.00%提高到24.20%。然后在超纤贝斯表面喷涂不同浓度的磷氮阻燃剂,经过测试发现,超纤贝斯在燃烧过程中出现自熄现象,极限氧指数提升到27.00%。与未经阻燃整理的超纤贝斯相比,经过阻燃整理超纤贝斯的热释放速率峰值、总释放热分别降低了42.29%,20.01%。通过扫描电镜和拉曼光谱分析可得,经过阻燃整理的炭层石墨化程度提高,结构更为致密,表明阻燃剂利用凝聚相阻燃机理发挥重要作用。

壳聚糖基膨胀阻燃涤纶/棉混纺织物的制备及其性能

为得到阻燃且满足实际应用需求的涤纶/棉混纺织物(T/C),选用亚磷酸化壳聚糖(PCS)和γ-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷(GP-108)制备阻燃整理剂(PCS/GP),通过一步浸渍法对涤纶/棉混纺织物进行整理,并研究其微观表面形貌、热稳定性能、阻燃性能、拉伸性能以及白度等。结果表明:PCS/GP成功在涤纶/棉混纺织物表面沉积成膜,包裹住涤纶/棉纤维;T/C-PCS/GP呈现典型的涤纶/棉混纺织物二步热降解过程,在700℃时保留有28.5%的残炭量,说明PCS/GP提高了阻燃涤纶/棉混纺织物在高温区的热稳定性能;T/C-PCS/GP的LOI值提升至26.5%,实现了垂直燃烧测试中的离火自熄,残炭扫描电镜照片表明,PCS/GP的沉积改善了涤纶/棉混纺织物燃烧时存在的“支架”效应;T/C-PCS/GP的热释放速率峰值和火灾蔓延指数较T/C分别降低了20%和40%,表明其火灾危险性大幅度降低;锥形量热测试后的残炭电镜照片表明,T/C-PCS/GP能够保留完整的织物编织结构,残炭表面存在明显的膨胀炭层,与垂直燃烧测试结果相符;热重红外测试结果表明,T/C-PCS/GP分解提前,主要影响棉组分热降解并促进其成炭,而高温区的红外谱图表明,在致密炭层的保护下,T/C-PCS/GP的热降解得到抑制。T/C-PCS/GP与T/C-PCS相比,断裂强力提升17%,其断裂强力与T/C的断裂强力相差不大;同时,GP-108的使用改善了T/C-PCS的黄变问题,提升了T/C-PCS/GP的白度。然而,阻燃样品耐久性较差,需要后续改进。

MTMS水解溶液整理棉织物的性能研究

为拓展棉织物在油水分离领域的应用,以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为功能单体,将其与体积比为1∶1的氨水和无水乙醇(EtOH)混合水解,采用一步浸渍法制备超疏水/超亲油棉织物,分析了MTMS含量及水解时间对织物表面化学结构及润湿性的影响,探讨了整理棉织物涂层的稳定性、耐久性和油水分离性能。结果表明:当MTMS与EtOH体积比为1∶50并水解150 min时,所整理棉织物水接触角高达(158.6±0.9)°,滚动角为9°;MTMS整理织物表面引入了Si—CH_(3)、Si—O基团,Si元素含量为3.30%;整理棉织物经过8 000次循环摩擦、120 h紫外老化及24 h酸碱溶液或有机溶剂浸泡后,水接触角均保持在151°以上,具有优异的机械稳定性、化学耐久性和自清洁性;经5次油水分离测试,整理的棉织物分离效率均在97.0%左右,油水分离通量约为42.3 L/(m^(2)·h)。

羊毛纱线基有机/无机复合热电材料的制备及其性能

为解决传统热电材料柔性差、制备工艺复杂的问题,以羊毛纱线作为热电材料的基底,采用溶液法配制了一种由聚(3,4-乙基二氧噻吩)∶聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT∶PSS)、碳纳米管(CNT)、碲化铋(Bi_(2)Te_(3))组成的有机/无机复合热电涂层,并通过浸涂法将其涂覆在羊毛纱线表面,成功制备了高性能热电纱线。对热电纱线的形貌特征进行分析,并对热电纱线的热电性能、弯曲力学性能以及耐水洗性能进行测试。结果表明:当CNT与PEDOT∶PSS的质量比为1∶4,且Bi_(2)Te_(3)的含量为20%时,复合涂层热电纱线的热电性能最好,此时热电纱线的功率因子为9.37μW/(m·K^(2)),相应的电导率和塞贝克系数为5 775 S/m和40.3μV/K,经过数次弯曲循环及水洗测试后,电阻值仍然保持稳定。该方法为制备高性能纺织品基热电材料提供了新思路。

酰胺基多孔有机聚合物/玫瑰红改性光致抗菌棉织物

为解决光致抗菌织物上光敏剂(PS)聚集诱导引起的猝灭(ACQ)效应,通过在棉织物上原位合成一种含二苯甲酮结构的酰胺基多孔有机聚合物(POP-CF),并吸附孟加拉玫瑰红(RB),制备成抗菌棉织物(RB@POP-CF)。结果表明:POP-CF的BET比表面积为28.914 m2/g,孔径为3.407 nm;其对RB主要以物理吸附为主,最大吸附量为5.22 mg/g;RB在POP-CF孔中的分散吸附显著降低了ACQ效应,在模拟阳光照射下,二苯甲酮结构与RB分子协同高效地产生活性氧(ROS),达到4.18 mg/L;10 min内可杀死99.88%的大肠埃希菌和99.99%的金黄葡萄球菌。

导电微纳纤维复合纱的制备及其气敏特性

为开发高质量的气敏传感器,利用水浴静电纺丝法制备以涤纶(PET)为芯纱,聚酰胺6(PA6)纳米纤维为包覆层的微纳纤维复合纱(MNY),基于原位聚合方法对MNY进行连续导电处理,制备微纳米纤维复合纱/聚苯胺(MNY/PANI)复合导电纱,以此作为气敏元件,同时将相同参数下制备的PET/PANI复合导电纱也作为气敏元件进行对照,探究不同结构纱线之间气敏效果的差异。研究结果表明:MNY具备良好的皮芯结构,经导电处理后MNY表面均匀分布了聚苯胺颗粒,MNY/PANI的电导率最高可达7.53 S/cm;相比于PET/PANI气敏元件,MNY/PANI气敏元件因其纳米结构的高比表面积对NH 3的灵敏度更高,能表现出更好的响应-恢复效果,重复性和稳定性更好,已初步具备了作为优良气敏元件的条件。

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。

莨纱绸生产用河泥关键成分的定量方法

为了快速有效评价莨纱绸生产用河泥的品质,本文开发了一种基于比色法的莨纱绸生产用河泥关键有机成分(腐殖酸和富里酸)的定量检测方法。研究了反应试剂福林酚与碳酸钠溶液的用量、反应温度和反应时间等对显色反应结果的影响,并进行了方法学检验。研究结果表明,测试10.0 mg河泥样品,最佳反应条件为:1.0 mL、1 mol/L福林酚,0.6 mL、150 mg/mL碳酸钠溶液,3.4 mL去离子水,40℃、40 kHz超声处理条件下反应60 min,检测波长760 nm。在标准物质量浓度为0.12~0.30 mg/mL时线性相关性良好,线性相关系数为0.99834。该方法的稳定性和重复性较好,RSD值分别为0.68%、1.43%;平均加标回收率为102.96%,RSD值为3.41%。利用此方法测得佛山顺德和西樵地区河泥(莨纱绸生产用泥)及杭州下沙河泥(非莨纱绸生产用泥)中关键有机成分的总含量分别为9.64%、5.61%和1.88%,与分离称重法所得的结果相近。

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。