喷气涡流纺纱机及其关键技术的应用与研究进展

针对国内外纺纱企业在喷气涡流纺纱机的应用与相关技术的研发情况及其所存在的问题,综述了喷气涡流纺纱机及其关键技术的研究进展,介绍了喷气涡流纺纱机的历史发展及其纺纱系统关键技术,详细分析了喷气涡流纺纱机的导棉喂入、牵伸和输送机构,成纱器,纱线卷绕(横动)、卷装机构等零部件的特征与发展趋势。分析认为:喷气涡流纺纱技术的研究多集中在对现有规模化生产机器的喷气涡流成纱器的结构改进、工作机制探讨上,成果较多且较为成熟,但创新技术不突出;在构建新型成纱器的内部型腔结构和产生更理想的涡流形态上有望进一步突破,以提高喷气涡流纺纱的性能,满足多功能纱线的生产和扩大纺纱应用范围;同时科技进步也使更多智能控制系统的电子清纱器、异纤控制、短线诊断、可视化等技术在纺纱工序中有了应用和发展。

静电纺壳聚糖基纳米纤维的制备及其在水处理中应用研究进展

为提高壳聚糖的可纺性,改善壳聚糖基纳米纤维的物理形态和力学性能,对国内外利用静电纺丝技术制备壳聚糖基纳米纤维的相关研究进行了综述。介绍了壳聚糖静电纺丝液的配制要求以及不同纺丝参数对纤维形态的影响;在此基础上,详细综述了壳聚糖化学改性纳米纤维和壳聚糖共混改性纳米纤维的研究进展;最后,对应用壳聚糖基纳米纤维处理废水中重金属离子、染料和其它污染物的研究现状进行总结。研究发现:不同纺丝参数最终均是通过影响射流拉伸的难易程度来改变纤维形态,且通过化学改性和共混改性的方法不仅可提高壳聚糖的可纺性,还可增强壳聚糖基纳米纤维的耐酸性、热稳定性、抗菌性和吸附性;同时指出探寻新的溶剂、共混剂和功能材料以及与选择性分离技术结合来增强对水中污染物的吸附能力是壳聚糖基纳米纤维的未来发展趋势。

锑污染物对绿藻及蓝藻的急性毒性效应

为深入了解不同价态锑的水生生态毒性及其影响因素,选用2种绿藻(羊角月牙藻、莱茵衣藻)和2种蓝藻(聚球藻、水华鱼腥藻)作为模式生物,通过测定藻细胞抑制率、叶绿素a、抗氧化酶及观察细胞微观结构,对锑(Ⅲ)和锑(Ⅴ)进行毒性影响研究。结果表明:在2 mg/L锑(Ⅲ)或锑(V)暴露72 h后,锑(Ⅲ)对微藻的抑制率最高达76.6%,而锑(Ⅴ)对微藻的最高抑制率仅为41.0%,且绿藻较蓝藻受锑胁迫更为敏感;微藻的叶绿素a合成及可溶性蛋白含量变化表现出与生长抑制类似的响应规律,相较之下蓝藻的叶绿素a合成受到的影响较绿藻小;绿藻的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性变化规律呈现出低浓度促进高浓度抑制的现象,而蓝藻则不具备统一的变化规律;从亚细胞结构来看,莱茵衣藻的细胞壁、细胞核、叶绿体及其它细胞器均受到了损伤,而聚球藻主要是光合系统受损。

大型真菌及菌丝体复合材料的应用研究进展

为深入探究新型真菌材料在可降解性、生物相容性、耐用性、隔音性等方面的应用研究,促进真菌复合材料的发展,对目前国内外大型真菌及菌丝体复合材料的研究现状进行了综述。首先,从材料角度出发,对平菇、金针菇、灵芝等大型真菌的主要结构、组成成分、活性物质和应用价值等内容进行了分类介绍,对比分析了固态发酵和液态发酵方式对真菌材料及其加工性能的影响。其次,综合分析了国内外有关纯菌丝体材料和菌丝体复合材料的研究进展,详细介绍了菌丝体复合材料在隔音材料、建筑板材、包装材料、纺织皮革以及医用敷料等方面的研究成果。最后,对真菌材料存在的生产污染、致病性、使用寿命等问题以及未来发展方向进行了分析与展望,希望为真菌复合材料的快速发展提供有益借鉴。

空间连杆引纬机构的刚柔耦合磨损分析

为准确预测空间连杆引纬机构间隙磨损机制,通过结合Lankarani-Nikravesh与Bai碰撞力模型,建立可变刚度与阻尼系数非连续接触碰撞力模型,采用改进的Coulomb摩擦力模型描述含间隙机构旋转铰的切向摩擦力,通过Lagrange方法对系统动力学建模;其次选取空间连杆为柔性化对象,综合Ansys与Adams分析,对空间连杆引纬机构进行刚柔耦合动力学仿真;最后将系统的动态仿真响应结果与Archard模型相结合,求解运动副磨损情况。结果表明:柔性构件可以有效缓解机构间隙碰撞的冲击作用,间隙为0.15 mm条件下,剑头加速度振荡最大幅值缩减53.2%;当间隙升至0.5 mm后,虽磨损范围大幅增加,但间隙磨损深度并未随之大幅提升。

亚麻催化氧化与碱煮一浴脱胶工艺及其性能

使用棉纺系统进行亚麻纺纱前需经过脱胶处理,为解决传统碱脱胶工艺得到的亚麻纤维白度低和氧化脱胶时纤维易氧化受损、木质素残留造成纤维断裂伸长率低的问题,采用N-羟基-3,4,5,6-四苯基邻苯二甲酰亚胺(NHTPPI)催化氧化与碱煮一浴的方法对亚麻落麻进行脱胶,研究了pH值,反应温度以及催化剂NHTPPI、助催化剂9,10-蒽醌、双氧水、氢氧化钠质量浓度等因素对脱胶后亚麻纤维断裂强度以及白度的影响,得到了NHTPPI催化氧化与碱煮一浴亚麻脱胶的最佳工艺:pH值为10.5,反应温度为83.6℃,NHTPPI、9,10-蒽醌、双氧水、氢氧化钠质量浓度分别为0.6、0.5、10.35、5.67 g/L,此优化条件下得到的亚麻纤维断裂强度为4.39 cN/dtex,白度为70.53%。将催化氧化与碱煮一浴脱胶、高碘酸钠氧化脱胶以及传统碱脱胶与双氧水漂白3种工艺进行对比,发现3种工艺得到的纤维主体长度在28 mm左右,白度均在70%以上,但催化氧化与碱煮一浴脱胶得到的亚麻纤维断裂强度最高,处理时间最短。

沸腾时代

本系列服装作品以全球变暖的极地环境为议题,以休闲运动结合未来主义表现极地环境所面临的挑战性。采用仿皮草面料和渐变印花面料,展现极地冰川融化中的动物与极地环境所面临的严峻形势。色彩上提取冰川的白色、蓝色与紫色并加入绚丽的其它色彩。在设计手法上采用了拼接和分割的设计进行色块之间的碰撞,整体兼顾实用性与装饰性。本系列设计作品呼吁人们关注全球气候变暖问题,保护生态环境,共建绿色和谐家园。

聚己内酯/MgO复合纳米纤维膜的制备及其性能

为制备集多种功能于一体的纳米纤维膜,将MgO纳米颗粒加入至可降解聚己内酯(PCL)溶液中,通过静电纺丝技术制备PCL/MgO复合纳米纤维膜,研究了其微观形态、结晶结构、过滤性能和抗菌性能等。结果表明:PCL/MgO复合纳米纤维的直径比纯PCL略有增加,且纤维膜中MgO依然保持着结晶状态;与纯PCL纤维膜相比,PCL/MgO复合纳米纤维膜的透气率增加,水接触角增大,透湿率减小;PCL/MgO复合纳米纤维膜的过滤效率为97.57%~98.87%,紫外线防护系数均大于50,具有良好的过滤性能和优异的紫外线防护性能,其对大肠杆菌的抑菌率为73.78%~98.55%,对金黄色葡萄球菌的抑菌率为53.61%~97.56%;对大肠杆菌的抑菌率优于金黄色葡萄球菌是因为MgO纳米颗粒具有晶格缺陷,更易与带有负电荷的大肠杆菌形成较强的相互作用。

基于纽介堡方程的色纺织物颜色预测

色纺织物由多种色纤维混合织造,其颜色预测过程复杂,基于格拉斯曼色光混合理论和印刷网点的纽介堡方程,建立了便于计算的颜色预测模型。预测过程分2种情况讨论,一种是取决于表面一层色纤维,另一种是取决于最上面2层纤维相互作用。当考虑最上面2层纤维相互叠加时,相互堆叠简化为与同色堆叠或与两色堆叠。根据不同方式各自建立颜色预测模型,选出预测色差最小的模型并对其优化。结果表明:当以色纺织物最上面2层纤维堆叠组成的色元对混色织物颜色预测时,2层纤维组分不同,认为堆叠顺序对该色元颜色值无影响建立的模型预测色差最小,且对该模型中各色元占比面积系数进行一阶线性回归修正后能较好地用于色纺织物表面颜色值的预测。

三角形编织工艺数字化建模方法

三维旋转式编织工艺按角轮缺口数分为三角形、四角形和六角形编织工艺,其中三角形编织工艺研究较少。为探索基于三角形编织工艺的预制体结构,基于Python语言和CATIA开发编织工艺软件,获得预制体几何结构。角轮和交换轮交替旋转,驱动携纱器在底盘中运动,使纱线相互交织形成预制体。对角轮、交换轮、携纱器的编号和运动状态进行数字化编码,研究不同旋转状态下携纱器的交换规律。携纱器轨迹与编织节点高度共同确定了织物空间拓扑结构,采用三次B-spline曲线对纱线空间轨迹进行拟合,建立预制体的参数化几何模型。结果表明:采用三角形编织工艺获得的预制体结构紧凑,织物几何模型与试验样件一致性较好,验证了建模方法的精度。

阻燃腈纶/酚醛树脂纤维织物的制备及其性能

为解决酚醛树脂纤维因强力低、纯纺难度大等限制其在服用领域发展的问题,以20∶80、40∶60、60∶40和80∶20的4种比例将酚醛树脂纤维与阻燃腈纶混纺,以平纹组织结构进行织物的开发与制备,并表征织物的阻燃性能及服用性能。结果表明:所开发的4种混纺比例织物的损毁长度均小于10 cm,无阴燃和熔融滴落现象;随着酚醛树脂纤维比例的增加,织物续燃时间逐渐减少,拉伸断裂强力逐渐下降,透气性能逐渐降低;且混纺比为40∶60、60∶40和80∶20的酚醛树脂纤维与阻燃腈纶混纺织物的热阻、导湿性和耐磨性并无显著性差异;酚醛树脂纤维与阻燃腈纶混纺比为40∶60和60∶40织物满足阻燃纺织品的需求,且服用性能好,制备的织物可为后续开发酚醛树脂服用产品提供参考和借鉴。

双工位针刺机器人系统设计

针对单工位针刺成型系统中人和机器无法高效协同生产,预制体生产效率较低;现有的直线型双工位针刺机器人设备需要2个外部回转轴带动双工位参与织物针刺,系统编程难度较高,且工位切换时需要占据的空间大的问题。提出一种混合切换双工位针刺机器人系统,并开展了双工位针刺成形系统的机械结构设计、异型预制体模具和针刺工艺设计、控制系统设计、运动仿真以及预制体制备的实验验证。结果表明:系统成功实现了大尺寸异型曲面预制体的高效针刺成形,直线/旋转混合切换的双工位使得实现预制体的自动换装的同时又能保证系统空间占用量小;双工位中只有针刺工位上的外部回转轴与6关节机械臂联动,系统较为简单,编程方便;同时提高了数控回转工作台的承载力且将针刺末端执行器的布针数量增加至25针,满足了大尺寸预制体的针刺成形,并使得针刺成形效率直接提高2倍。本文系统可应用于批量化制备大尺寸异型曲面复材预制体。

聚四氟乙烯膜的超疏水改性及应用研究进展

超疏水聚四氟乙烯膜材料具有突出的化学稳定性、高耐热性、强疏水性和高断裂韧性等优点,在膜分离技术领域中广泛应用。为开发高效、低成本、耐久稳定、绿色环保的超疏水改性技术,根据聚四氟乙烯膜的超疏水改性原理,从聚四氟乙烯分子化学结构出发,分析了2种改性机制“不改变聚四氟乙烯的化学结构”和“改变聚四氟乙烯的化学结构”,介绍了超疏水聚四氟乙烯膜材料制备和改性中的优缺点,阐述了超疏水聚四氟乙烯膜材料的功能性应用形式和领域,最后探讨了超疏水聚四氟乙烯膜材料目前存在的问题及未来发展的方向,以期为高性能超疏水聚四氟乙烯膜材料的进一步研究提供参考。

针刺/缝合多尺度联锁复合材料Ⅰ型层间力学行为

为明晰缝合工艺对针刺结构复合材料Ⅰ型层间力学性能的影响,以石英机织布和石英纱线为原料,设计制备了针刺/缝合多尺度联锁织物及复合材料,采用Micro-CT对多尺度联锁织物结构进行表征,进一步研究了多尺度联锁复合材料Ⅰ型层间力学行为,同时建立了Ⅰ型层间断裂行为有限元分析模型,阐明了多尺度联锁复合材料的层间强化机制。研究结果表明:相比针刺复合材料,多尺度联锁复合材料的层间载荷值最大提高46.61%,临界能量释放率最大提高55.55%;在缝合矩阵不变的情况下,单束缝合纱线从100 tex增大到200 tex,最大破坏载荷提高了12.91%,临界能量释放率提高了17.8%;随着缝合矩阵增大,总植入量从800 tex增大到1600 tex后,最大破坏载荷提高了22.8%,临界能量释放率提高了47.3%;此外,多尺度联锁复合材料有限元模型的Ⅰ型层间断裂模拟结果与实验结果相吻合,最大误差仅为3.1%,建立的有限元模型可较为准确地预测多尺度联锁复合材料Ⅰ型层间失效行为。

花语青韵

《花语青韵》系列服装是融合了现代设计理念和传统中式元素的新中式服装。设计者将凤穿牡丹和青花瓷图案巧妙地融合在服装设计中,选用精细的刺绣和印花工艺将这些图案细腻地展现在服装上,使服装充满了浓厚的中国传统文化韵味。该系列服装注重现代设计元素,造型上运用简洁的线条和剪裁,面料采用天然的丝、棉、毛等织物,使服装更加贴合身体,穿着舒适。服装的整体设计风格独特而典雅,不仅展现了传统文化的魅力,更是对传统文化的传承和创新。

基于计算机视觉与Canny算法的服装纸样轮廓提取

为提高服装二维纸样轮廓信息采集转换的准确性及方便性,设计了一种基于计算机视觉的服装纸样轮廓提取方法。将手机相机作为图像采集设备,采用相机标定的方法进行图像畸变矫正,对图像灰度化处理后进行伽马变换。通过改进的Canny算法对纸样图像进行边缘信息的提取,使用自适应双边滤波保边去噪;在原Sobel算子上增加了45°和135°方向的梯度模板计算梯度;采用自适应双阈值确定边缘;融合形态学算法处理轮廓;最后按需进行轮廓骨架提取。结果表明:本文方法适用于二维纸样的轮廓提取,其提取误差在0.15~1.50 cm之间,可实现单独对服装纸样的外轮廓、内轮廓及内外轮廓图的提取,完成轮廓的无差别提取,减少后期人工对轮廓图的编辑,提高二维纸样数字化录入效率。

基于自抗扰控制的圆纬机恒张力输纱控制系统设计

针对当前圆纬机积极式送纱方式中存在的纱线张力及输送速度不可任意调节、纱线张力波动大等问题,提出了一种可为圆纬机输送恒定张力纱线的输纱控制系统。构建了以无刷直流电动机速度环为内环、以纱线张力为外环的纱线恒张力双闭环反馈控制系统,通过自抗扰控制技术获取纱线实时动态指标,并对无刷直流电动机目标转速进行调整,最后通过磁场定向控制技术驱动无刷直流电动机。详细阐述了纱线张力的形成机制、纱线恒张力输送控制方案、系统硬件设计及控制算法。输纱测试表明,该控制系统可实现多种类型纱线的恒定张力输送。其中,棉纱张力波动标准差为1.5 cN(300 m/min测试条件),氨纶包芯纱的张力波动标准差为0.33 cN(240 m/min测试条件)。输纱速度的调节范围为0~600 m/min,纱线张力的控制范围为2.0~50.0 cN。

基于轻量化卷积神经网络的纬编针织物组织结构分类

为解决纬编针织物组织结构自动分类时现有方法计算量偏大的问题,基于轻量化卷积神经网络,提出了一种改进的纬编针织物组织结构分类方法。采集纬编针织物组织双面的图像,以准确判断其结构类型。在特征提取步骤中,引入了注意力机制模块,修正各个层次特征在通道域和空间域的权重。构建的双分支网络架构能并行提取织物双面的特征信息。在分类阶段,采用了串行策略来融合高维特征向量,以确定纬编针织物组织所属类别。使用准确率、宏精确率、宏召回率以及宏F_(1)评估模型的性能,并统计了参数量和计算复杂度衡量模型的资源消耗。实验结果显示,对于纬编针织物特殊的结构特点,双分支网络架构具有很好的适应性。改进后的模型增强了不同组织间的特征区分度,在受到角度旋转、尺度改变、光照条件变化等干扰下,本文方法的分类准确率可达99.51%,且保持了较小的资源消耗。

沸石咪唑酯骨架-8的制备及其对刚果红的吸附性能

为制备印染废水的吸附材料,以六水合硝酸锌和2-甲基咪唑为原材料,以去离子水作溶剂,采用水溶剂法制备沸石咪唑酯骨架-8(ZIF-8)材料。借助扫描电子显微镜、红外光谱仪、X射线衍射仪等探究ZIF-8材料的结构,测试其对阴离子刚果红染料的吸附性能,并分析其吸附机制。结果表明:ZIF-8颗粒大小均匀,表面光滑,呈多面体结构;其热裂解温度为258℃,具有良好的热稳定性;ZIF-8对刚果红的吸附更符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温线模型,即以化学吸附为主且吸附位点等效;吸附过程为自发进行的放热反应,低温有利于吸附;在温度为20℃、pH值为7的条件下,ZIF-8对95 mg/L的刚果红溶液的吸附效果最佳,吸附量可达671.41 mg/g。

软体机器人在服装领域的应用进展

软体机器人由可变形材料制成,具有柔顺性高、适应性强等优势,现已成为机器人领域的研究热点,并在加速服装智能化进程中发挥重要作用。为促进软体机器人技术与服装领域的融合发展,根据当前软体机器人的研究进展,聚焦于软体机器人关键技术,总结其在制作材料、制作方法、驱动方式及控制与建模4个方面的研究现状;对软体机器人在纺织面料抓取与转移、上肢辅助及下肢辅助服装上的应用情况进行综述。研究认为:可利用智能软材料和微加工技术实现控制元件微型化;结合织物性能特点提高面料自动抓取与落料精度;可穿戴软体机器人在优化设备技术性能的同时,要对整个人机系统进行持续评估和迭代开发,提高人机交互便捷性,以促进软体机器人行业与服装领域的深度融合。