PAN/rGO温敏导电包芯纱的制备及其性能

为开发高灵敏柔性温度传感器,采用静电纺的方法制备了一种导电聚合物和碳纳米材料共同构建的温敏导电包芯纱。对制备的温敏导电包芯纱的形貌结构、电学性能、温敏性能、可重复使用性、抗湿度和弯曲形变干扰性能进行了测试。结果表明:在PAN质量分数为12%、加入的rGO质量分数为1.5%的条件下,温敏导电包芯纱的电导率最大,达到1099.53 S/m,具有良好的电学性能;所制备的温敏导电包芯纱对与室温相差1℃的水具有1.6 s的高度灵敏响应性;制备的温敏导电包芯纱具有良好的抗湿度干扰能力和良好的抗弯曲形变性能。认为:制备的温敏导电包芯纱有望替代传统的金属导电纱线,在可穿戴智能设备、智能服装、温度检测等领域有广阔的应用前景。

防切割用PVA纱线及其织物的综合性能研究

针对常被用作防切割纱线原材料的超高分子量聚乙烯纤维和芳纶所存在的吸湿性差、染色困难及成本高等问题。以高强高模PVA纤维为原料制备了PVA短纤纱(31.11 tex、44.44 tex、58.89 tex)、PVA/钨丝包芯纱(29.53 tex)、PVA/玻纤包芯纱(29.53 tex),并制备了具有防切割功能的织物。通过拉伸测试和可染性试验,探究短纤纱的力学性能、温度敏感性、染色性和包芯纱的耐折性;通过防切割测试、耐撕裂测试、耐磨性能测试,探究防割用PVA织物的综合性能。研究结果表明:与PVA/玻纤包芯纱相比,PVA/钨丝包芯纱具有更好的耐折性能;PVA纱线耐温性优于超高分子量聚乙烯纱线,且具有良好的染色性;短纤纱织物防切割综合使用性能与纱线力学性能呈正相关;PVA/钨丝包芯纱织物防切割综合性能最优,可达5级防切割性能。

纳米纤维包芯纱截面方向热湿耦合传递过程的模拟

针对纳米纤维包芯纱截面热湿耦合传递过程难以直接测试的问题,利用有限元仿真软件COMSOL对纳米纤维包芯纱的截面进行建模及参数化设置,使用多物理场耦合的方式模拟了纳米纤维包芯纱截面方向的热湿传递过程,以探寻水分和热量在纱线内部传递的规律。建立了不同纳米纤维含量及孔径的纳米纤维包芯纱模型,探寻热湿耦合传递速度的影响因素与规律。研究结果表明:相同时间内纱线内部水分传递速度快于热量的传递,且在相同的流入速度下,纳米纤维的引入能够加速水分在纳米纤维包芯纱中的传递速度,比棉纱的水分传递速度提高了28.3%;此外,适当增加纳米纤维的含量,纳米纤维包芯纱的热湿耦合传递速度有一定的提高(约11.8%);随着纳米纤维孔径的减小,孔径数量增多,纳米纤维包芯纱的水分传递速度提高至90%(与棉纱相比),传热速度增加显著,证明纳米纤维包芯纱的热湿耦合传递过程中导湿和传热呈现正相关性。

喷气涡流纺莱赛尔/涤纶包芯纱的开发

为丰富喷气涡流纺纱线产品种类,文章以莱赛尔为外包纤维、涤纶DTY网络丝为芯纱,探讨了喷气涡流纺包芯纱的生产及纺纱工艺设计的重点与难点,成功开发出18.5 tex喷气涡流纺莱赛尔/涤纶包芯纱。研究表明,针对莱赛尔短纤维的特性,梳棉工序应增强梳理并提高转移效率,并条工序应提升纤维伸直平行度;喷气涡流纺工序应科学选择喂入比,正确调整芯丝喂入张力等工艺参数,合理控制喷嘴压力,加强温湿度管理。相关生产实践为开发高附加值喷气涡流纺纱线产品提供了参考。

双丝包芯纱的设计及产品开发

双丝包芯纱采用蚕丝和粘胶长丝作为芯丝,将铜离子涤纶纤维、甲壳素纤维和抗菌涤纶纤维以不同比例进行混纺作为外包纤维,研究不同的双丝包芯纱的结构特征、毛羽和拉伸性能,并进行了具有抗菌功能的纺织品开发,旨在为多功能纺织品的开发提供参考。

870 EX型涡流纺纱机优势分析及应用

为了探索新型涡流纺纱设备的优势,从数字技术、机械与电气自动化、自动接头装置、质量检测和分析系统等方面介绍870 EX型涡流纺纱机的技术创新点,从条干、毛羽、重量不匀率水平3方面分析其工艺优势;详述应用870 EX型涡流纺纱机纺R 19.7 tex麻灰纱的原料选用、工艺参数、测试仪器及标准,并与环锭纺和转杯纺进行成纱质量对比。指出:870 EX型涡流纺纱机技术先进,具有高产、高效、高速的工艺优势;纺R 19.7 tex麻灰纱的纱线毛羽少、抗起毛起球性好,满足针织用纱质量要求;纺纱速度达转杯纺的4倍以上,环锭纺的30倍以上,生产效率高且成纱质量稳定。

薄鞘高包覆涤纶/棉包芯纱的结构控制及其工艺

为探究高包覆包芯纱的临界包覆率实现不露芯的包覆效果,采用低比例棉纤维包覆7.78 tex涤纶低弹丝制备出高包覆率包芯纱,且截面接近理想结构的涤纶/棉包芯纱,并进一步探讨外包棉纤维的临界比例,以及纱线结构与包覆率、棉与涤纶比例之间的关系。实验以5%为梯度不断减少外包棉纤维含量共纺制8组包芯纱,并通过数码显微系统表征纱线包覆率、截面结构等特点。结果表明:当外包棉纤维比例为53%时,包芯纱包覆率还保持在87.5%,此后包芯纱包覆率低于85%出现大面积露芯;随着外包棉纤维含量梯度化减少,包芯纱包覆率降幅呈三段变化,由开始的0.3%变化为4%,最后在52%的比例时降幅突增为9.4%。不同比例涤纶与棉纺制的包芯纱截面偏心度平均变化范围为8.8%~11.2%,实现了包芯纱结构的稳定控制。

涤纶/棉/苎麻赛络包芯纱的纺制及其性能测试

针对纯苎麻纱毛羽较多,产品易产生刺痒感的问题,以热水溶解苎麻/维纶混纺纱得到的超细苎麻纱为纱芯、有色涤纶粗纱和本色棉纤维粗纱作为外包纤维纺制涤纶/棉/苎麻赛络包芯纱,并对涤纶/棉/苎麻赛络包芯纱的强伸性、耐磨性、毛羽、条干均匀度进行测试,研究加捻以及苎麻含量对成纱性能的影响。结果表明:赛络包芯纱的捻向与纱芯相同时,成纱表面平整,纱芯不易外漏;涤纶/棉/苎麻赛络包芯纱存在临界捻系数,临界捻系数在360左右;随着捻系数的增加,涤纶/棉/苎麻赛络包芯纱的条干不匀和耐磨性均呈现先增加后减小趋势;随苎麻含量的增加,涤纶/棉/苎麻赛络包芯纱的耐磨性和断裂伸长率均逐渐减小,断裂强度则先减小后增加,苎麻含量为17%时,断裂强度最小,为1.67 cN/tex。通过超细苎麻纱芯制备的涤纶/棉/苎麻赛络包芯纱具有较好的外观和物理机械性能,使苎麻纤维具有更广阔的应用前景。

弹力纱布家居服面料开发及染整工艺

随着社会的日益发展,家居服装成了人们家庭休闲生活的重要组成部分,但是目前国内市场家居服产品存在开发创新不足、风格单一等问题。基于棉纤维低敏舒适和T400持久回复的特性,开发一款手感柔软、吸湿透气、持久弹性的纱布家居服面料,并详细介绍了面料的织造工艺和染整工艺的主要技术指标。

喷气涡流纺技术发展动态与产品开发趋势

总结喷气涡流纺技术的发展,探讨设备关键技术及产品开发。介绍了喷气涡流纺装备的演变过程,比较了日本村田、瑞士立达喷气涡流纺装备的主要区别和智能化设计情况;从喷气涡流纺纺纱速度突破、在线清油技术突破以及喷气涡流纺专用空心锭子的设计开发3个方面阐述了喷气涡流纺的技术进步;梳理了喷气涡流纺在纯棉纱线、细号纱、粗号纱、包芯纱和差别化结构色纺纱的产品开发情况。认为:喷气涡流纺技术取得了持续进步,装备更加智能、低碳、高产,喷气涡流纺技术发展前景可观,未来还需持续挖掘其在差别化、功能性纱线开发方面的潜力,扩大可纺纤维与可纺纱号范围,拓宽纱线产品应用领域,充分发挥喷气涡流纺的技术优势。

阻燃腈纶/芳纶包芯纱的制备及其紫外光稳定性

针对芳纶紫外光稳定性差易发生光降解老化的问题,制备外包阻燃腈纶、芳纶为芯纱的包芯纱,用来阻断紫外线对芳纶的直接照射。设计芳纶/芳纶、阻燃腈纶/芳纶、腈氯纶/芳纶、阻燃腈纶/阻燃粘胶/芳纶、阻燃腈纶/阻燃莫代尔/芳纶5种包芯纱,并以包芯纱为纬纱,芳纶为经纱织造织物,测试织物的紫外光老化性、舒适性及阻燃性。结果表明:与纯芳纶织物相比,阻燃腈纶/芳纶、阻燃腈纶/阻燃粘胶/芳纶、阻燃腈纶/阻燃莫代尔/芳纶3种织物的紫外线防护系数分别提高25.8%、18.7%、20.8%,断裂强力分别下降23.1%、37.9%、27.0%,续燃时间分别延长0.9、0.2、0.2 s,阴燃时间分别延长0.3、0.4、0.7 s;老化前后纯芳纶、阻燃腈纶/芳纶、阻燃腈纶/阻燃粘胶/芳纶、阻燃腈纶/阻燃莫代尔/芳纶4种织物断裂强力分别下降43.6%、5.9%、8.3%、9.1%;阻燃腈纶/芳纶织物的舒适性能下降,但阻燃腈纶/阻燃粘胶/芳纶织物的舒适性有所提高;阻燃腈纶/阻燃粘胶/芳纶包芯纱的综合性能最佳,具有良好的紫外光稳定性、舒适性及阻燃性。

基于长银纳米线的应变传感与电热双功能包芯纱的制备及其性能

针对柔性应变传感器目前存在的灵敏度低、应变范围窄、反复拉伸后性能不稳定、功能单一等问题,采用预拉伸浸渍法以商用弹性包芯纱为柔性基体、水性聚氨酯(WPU)为分散剂和黏合剂、长银纳米线(AgNWs)为导电材料制备了具有应变传感与电热双功能的包芯纱。借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜、数字万用表、万能试验机、菲力尔热像仪对AgNWs的晶体结构及双功能包芯纱的形貌结构、电学性能、力学性能、电热性能进行表征和分析。结果表明:当弹性包芯纱的预拉伸应变量为30%且AgNWs的负载量为15%时,制备的双功能包芯纱的鞘层棉纤维上形成了致密的AgNWs导电网络;在宽应变范围(0%~70%)内呈现明显的应变传感性能,灵敏度最高可达12.8,反复拉伸后的应变传感和力学性能稳定;在手指的运动监测中,手指发生小幅度和大幅度的弯曲变化,双功能包芯纱均能做出相应的电信号响应,体现了高灵敏度;5 V电压下,静态拉伸范围为0%~50%时,双功能包芯纱的温度变化范围为49.8~65.7℃,体现了优异的电热性能。

棉镀银氨纶包芯纱的制备及应变传感性能研究

研究棉镀银氨纶包芯纱的拉伸及导电性能。将氨纶在拉伸状态下利用多巴胺、硅烷偶联剂进行表面改性处理,通过化学镀膜法制备了镀银氨纶,纺制C/Pu 14.6 tex(44.4 dtex)棉镀银氨纶包芯纱,对镀银氨纶微观形貌进行表征并测试棉镀银氨纶包芯纱拉伸弹性与导电性。结果表明:氨纶表面有一层呈鳞片状银粒子薄膜;镀银氨纶自然伸直状态下电阻率平均值为0.010 4Ω·cm,拉伸2倍时电阻率平均值为0.032 2Ω·cm,棉镀银氨纶包芯纱的拉伸可达1.24倍,拉伸前后的电阻率平均值分别为0.049 0Ω·cm和0.148 0Ω·cm,电阻率波动范围小;棉镀银氨纶包芯纱在手套表面随手指缓慢弯曲时电信号图像呈下降趋势,自然伸直时电信号呈稳定状态,在120 s内循环弯曲36次后电信号规律变化且仍有稳定的电信号输出。认为:棉镀银氨纶包芯纱具有良好的拉伸弹性、导电耐久性、循环稳定性;制备过程中银粒子易脱落、易被氧化等问题有待进一步改进。

面向金属丝包芯纱的低落纤喷气涡流纺纱喷嘴设计及其纱线质量

为减少纺纱过程中纤维的损失,改善金属丝包芯纱质量,设计了一种设有负压抽吸锭子的新型低落纤喷气涡流纺纱喷嘴,对其各主要部件的制作工艺和降低落纤的原理进行了阐述。通过实验研究了抽吸孔轴向间距和抽吸孔周向列数对纤维损失和纱线断裂强度的影响。结果表明,在锭子内引纱通道壁面设置抽吸孔有利于减少纤维损失,提高纱线断裂强度。当轴向孔间距从2mm减小到1mm时,纤维损失和纱线强度均显著降低。当抽吸孔周向列数从2列增加为4列时,纤维损失和纱线断裂强度均显著降低,而当周向列数从3列增加至4列时,纱线断裂强度变化不明显。证实了在锭子内引纱通道壁面设置抽吸孔对实现低落纤喷气涡流纺纱和提高纱线质量的可行性,也为喷气涡流纺纱喷嘴装置的改进和发展提供一种新思路。

抽吸式喷气涡流纺装置及纺制金属丝包芯纱的实验分析

金属丝包芯纱作为一种新型的导电纱线,具有广阔的应用前景。为了减少金属丝包芯纱成纱过程中的纤维损失,设计了一种在引纱通道壁面上设有气流抽吸孔的喷气涡流纺空心锭装置,通过纺纱试验,研究了抽吸孔直径和抽吸区长度对纺纱过程中落纤量和纱线断裂强度的影响。结果表明:在纺锭引纱通道壁面上设置抽吸孔有利于减少成纱过程中的纤维损失,提高成纱断裂强度;抽吸孔直径在0.2~0.4 mm范围内变化时,抽吸孔直径对纤维损失量的影响并不显著,而包芯纱断裂强度在直径为0.2 mm时最高;当抽吸区长度从25 mm增加至34 mm时,对纤维损失和成纱断裂强度均无显著影响。研究结果可为喷气涡流纺纱喷嘴装置的设计提供了一种新思路。

喷气涡流纺包芯纱芯丝自动穿引装置的研究

为提高喷气涡流纺包芯纱纺制过程的自动化程度,设计了一种喷气涡流纺包芯纱芯丝自动穿引装置,以实现芯丝头端在纺纱开始前自动穿过芯丝导引孔和纺锭。对装置的控制系统进行设计,确定控制方案,编写控制程序,实现对各机构动作的有序控制。在喷气涡流纺试验机上对所设计的芯丝自动穿引装置进行试验。结果表明:手动穿引时间在3 min以上,部件优化后自动穿引装置穿引时间在80 s左右。认为:该装置有助于喷气涡流纺纱机自动化程度与生产效率的进一步提升。

牛仔用锦纶66包芯纱的设计优化

为了丰富牛仔用包芯纱的种类,分别以锦纶66 33.3 dtex/34 F、锦纶66 33.3 dtex/10 F为芯丝,以粘胶、莱赛尔短纤为外包纤维,设计了36.4 tex、28.1 tex、18.5 tex共12种牛仔用包芯纱。通过优化纺纱各工序工艺,在细纱机上采用赛络包芯纱技术成功试制了12种锦纶66包芯纱。通过包芯纱横截面图像比较,分析对比了包覆效果;通过断裂强力、条干CV值和毛羽指标测试,分析对比了包芯纱的性能指标。结果表明:当包芯纱外包纤维相同时,以锦纶66 33.3 dtex/10 F为芯丝,包芯纱的包覆效果和性能指标较优;当包芯纱芯丝相同时,以莱赛尔为外包纤维的包芯纱外观风格和性能指标较优。认为:综合包覆效果、纱线风格和性能指标,采用以锦纶6633.3 dtex/10 F为芯丝、莱赛尔为外包纤维的牛仔用包芯纱是牛仔产品的优选用纱。

喷丝速率对连续水浴静电纺纳米纤维包芯纱结构与性能的影响

为实现工艺参数对纳米纤维包芯纱的结构调控,采用连续水浴静电纺丝的方法,以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维为芯纱,聚酰胺6(PA6)纳米纤维为包覆层,制备兼具纳米纤维特性和传统纱线力学性能的纳米纤维包芯纱。对PET/PA6纳米纤维包芯纱的形态、晶体结构和力学性能进行分析与表征。结果表明:纳米纤维包芯纱具有良好的皮芯结构;PA6包覆层的纳米纤维直径为66~80 nm,其孔隙率随喷丝速率的提高而下降,结晶度在19%~24.15%范围内,且随喷丝速率的提高而减小;PA6纳米纤维包覆层的断裂强度和断裂伸长率随喷丝速率的增大而降低,其断裂强度降为常规PA6纤维的1/5;纳米纤维包芯纱保持了芯纱的强力与断裂伸长率等力学性能。

芯丝种类与纺纱速度对喷气涡流纺包芯纱性能的影响

为制备结构性能优良的喷气涡流纺包芯纱,以粘胶短纤维作为外包纤维,不同种类聚酯长丝(涤纶拉伸变形丝(DTY)、涤纶全拉伸丝(FDY)和聚对苯二甲酸丁二酯纤维长丝(PBT))为芯丝制备喷气涡流纺包芯纱。比较分析了不同种类芯丝喷气涡流纺包芯纱与纯粘胶喷气涡流纱的性能差别,并采用双因素方差分析法探究了芯丝种类与纺纱速度对包芯纱强伸性、条干CV值和毛羽H值的影响情况。研究结果表明:相较于不含芯丝的喷气涡流纺纱线,包芯纱的力学性能明显提升,毛羽H值有所降低;芯丝种类是影响喷气涡流纺包芯纱性能的主要因素,对断裂强度、断裂伸长率和毛羽H值影响极为显著,以DTY为芯丝的包芯纱断裂强度最大,以PBT为芯丝的包芯纱断裂伸长率最大,以FDY为芯丝的包芯纱毛羽H值最低;纺纱速度仅对毛羽H值有显著性影响,3种包芯纱的毛羽H值都随纺纱速度的增大而增大,其中PBT包芯纱毛羽H值增长速率最快。

镀银聚酰胺6/聚酰胺6纳米纤维包芯纱电容传感器的构筑

为获得线形螺旋结构且具有良好传感性能的大应变柔性应变-电容传感器,采用水浴静电纺丝法以镀银聚酰胺6为芯纱,制备了镀银聚酰胺6/聚酰胺6纳米纤维包芯纱,并将其缠绕在橡筋上制备应变-电容式柔性传感器。对纳米纤维包芯纱的结构与力学性能进行表征与测试,分析了应变-电容传感器的传感性能,并探索了其在人体运动监测中的应用。结果表明:聚酰胺6纳米纤维在镀银聚酰胺6表面形成结构完整的包覆层,直径分布主要在80~100 nm范围内,平均直径为95.53 nm;相较于芯纱,纳米纤维包芯纱的力学性能基本保持不变;制备的柔性传感器表现出良好的应变-电容传感性能,在6.67%的应变下敏感因子可达3.93,并具有良好的重复性,该传感器可用于人体运动的实时监测。