我国化学纤维纺丝专件清洗技术的研究进展

为了提高对纺丝专件清洗技术的认识和开发,进而提升化学纤维的生产效率和产品质量,对国内纺丝专件清洗存在的问题进行详细分析,从物理、化学和复合清洗技术3方面出发,综述了纺丝专件清洗技术和设备在清洗质量、清洗效率和节能减排上的研究进展,总结了当前纺丝专件清洗技术的发展趋势,并指出加强纺丝过程中污垢物理特性的基础研究、复合清洗技术的应用研究、清洗标准的理论研究以及清洗过程中节能减排的综合研究是推动纺丝专件清洗技术不断进步的关键。

国产棉纺精梳机的创新发展与展望

梳理60多年来不同阶段国产棉纺精梳机的技术特点及创新发展的内容;并根据不同发展阶段创新发展内容及技术特点,将国产精梳机划分为第一代至第四代。各代精梳机通过持续不断的创新分离罗拉驱动方式、优化钳板驱动机构、改进梳理机构及梳理专件、提高分离罗拉与锡林及钳板部件的配合精度、对关键机构进行平衡优化设计等,实现了棉纺精梳机的“高速、高产、优质”的阶段性发展目标。在分析国内外新型精梳技术特点的基础上,预测国产棉纺精梳机发展趋势是:在“高速、高产、优质”基础上,实现棉纺精梳机的“数字化、智能化、多纤维、绿色化”。

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。

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。

考虑激励幅值慢变的卷绕头转子系统动力学建模

卷绕头转子系统结构之间的耦合振动和时频变激励使振动问题十分复杂,为了更准确地研究其动力学特性,根据转子动力学理论,使用有限元方法建立了考虑多盘质量慢变的卷绕头非线性转子系统整机动力学模型,运用Newmark-β数值积分方法对其动力学特性求解,得到仅存在初始不平衡量以及卷装不良带来的激励频率、幅值慢变下的非线性动力学行为。通过分析轴心轨迹、时域波形和幅频特性曲线等结果,发现卷绕头转子系统对因卷装不良引起的激励幅值慢变较为敏感,出现新的频率成分。进一步对比分析了不同节点处的振动频谱,其结果可为卷绕头转子系统动力学设计和故障识别提供一定理论支持。

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。

棉纺精梳机锡林不同梳理区梳理效果分析

为了研究棉纺精梳机锡林不同梳理区的精梳落棉率、棉结及纤维排除率的变化规律,使用5分区的整体锡林,并分别采用5个、4个、3个、2个、1个梳理区进行精梳试验,得到了5种不同试验方案的精梳落棉率、落棉中的棉结含量及纤维长度分布,并利用导出的公式计算得出锡林不同梳理区的落棉率、棉结排除率及不同长度纤维排除率的变化规律。结果表明:整体锡林的5个不同梳理区的落棉率、棉结排除率及不同长度纤维排除率的变化规律基本相同,即梳理区排序从大到小依次为第2梳理区、第3梳理区、第1梳理区、第4梳理区、第5梳理区。在锡林的同一梳理区内,当纤维长度小于钳板钳口外纤维丛长度时,纤维长度越短时排除率越高;当纤维长度大于钳板钳口外纤维丛长度时,随着纤维长度的增大纤维排除率有减小的趋势,并具一定的波动性。梳理隔距和锡林针齿深度是影响梳理效果的重要参数。

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。

精梳工艺对混色纱纤维径向混和效果的影响

为探讨精梳工艺对涤粘混色纱纤维径向混和效果的影响,基于纤维成像法观察混纺纱横截面的纤维分布情况,建立了混纺纱横截面纤维径向混和不匀率的数学模型,采用涤粘普梳混纺工艺路线与涤粘精梳混纺工艺路线分别制备两种混纺比的涤粘混色纱,计算两种混色纱的纤维径向混和不匀率。结果表明:涤粘精梳混纺工艺能够显著提高纱线截面内的纤维径向混和均匀性;与涤粘普梳纱相比,涤/粘混纺比为65/35时,涤粘精梳混纺纱的涤纶径向混和不匀率降幅为42.88%,粘胶纤维径向混和不匀率降幅为41.91%;涤/粘混纺比为50/50时,涤粘精梳混纺纱的涤纶、粘胶纤维径向混和不匀率降幅分别为40.57%、39.55%;涤粘普梳混纺工艺对纤维混纺比的控制更加准确。

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。

纳米纤维基智能创伤敷料的研究进展

针对当前创面修复的高需求和现代商业敷料发展不充分之间的矛盾,通过敷料的实时监测、感染预警和按需给药功能来减轻患者痛苦、加速创面愈合成为亟待解决的问题。基于纳米纤维的特性及其在创伤修复中起到的关键作用,围绕纳米纤维基智能创伤敷料的制备及响应体系,阐述了纳米纤维基智能创伤敷料的制备方法、创面微环境标志物监测体系以及敷料自响应药物缓释体系等多个领域的研究进展。最后,从理想敷料的特性、生物相容性、多功能监测和远程医疗等方面,探讨了未来纳米纤维基智能创伤敷料面临的挑战和发展趋势。

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。

固相聚合对萘环液晶聚芳酯结构与性能的影响

为解决液晶聚芳酯熔融缩聚反应后期由于反应温度和熔体黏度过高导致的降解交联副反应以及成形加工困难等问题,以6-羟基-2-萘甲酸(HNA)、2,6-萘二羧酸(NDA)、对苯二甲酸(TA)、4,4'-二羟基联苯(BP)为原料,采用原位一锅熔融聚合法制备了低分子量萘环热致液晶聚芳酯,并对其进行固相聚合。通过差示扫描量热仪、热重分析仪、偏光显微镜、X射线衍射和熔融指数仪对固相聚合后的液晶聚芳酯结构与性能进行了测试。结果表明,液晶聚芳酯的熔融温度和结晶度受聚合时间和温度的影响较大,呈现出先增加后降低的变化趋势,但并不会改变聚芳酯的晶体结构,同样属于正交晶型。此外,固相聚合在温度305℃下反应12 h,液晶聚芳酯热学和结晶性能得到明显改善;高于此时间和温度时聚芳酯的熔点开始降低,热降解反应开始进行,热稳定性和结晶性能下降。

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。

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。

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。

精梳工艺路线对涤棉混纺面料风格影响

为了探讨不同精梳加工路线对涤棉混纺面料风格的影响,将涤纶与棉纤维分别精梳后按照65/35进行混纺制成涤棉混纺精梳纱,同时将普梳涤纶与精梳后的棉纤维进行混纺制成涤棉混纺半精梳纱。将涤棉混纺精梳纱和涤棉混纺半精梳纱利用相同的织造及染整工艺分别制成涤棉混纺精梳面料和涤棉混纺半精梳面料,利用KES织物风格仪测试两种面料的拉伸、剪切、弯曲、压缩、表面等风格特征。结果表明:与涤棉混纺半精梳面料相比,涤棉混纺精梳面料的各风格特征均有改善,其中变化最显著指标:抗弯刚度减小20%,弯曲滞后距减小17%,压缩比功减小22%,摩擦因数波动减小18%。认为:涤棉混纺精梳面料比涤棉混纺半精梳面料具有更好的柔软性、光滑性、回弹性。

电磁场与电化学对循环冷却水系统中设备腐蚀及结垢的影响

循环冷却水对工业生产至关重要,但若长期使用,会使传输管道及换热设备产生腐蚀和结垢,这一直是循环冷却水使用过程中存在的顽疾。将环保、高效、时兴的新技术电磁场(旋磁加能器)和电化学(吸垢仪)创新地联合运用到水质更差的中水中,探索这种联合技术在循环冷却水系统上的防腐、防垢效果。通过搭建的小型工业水循环系统平台,验证了这种联合技术可有效减少循环冷却水系统的腐蚀和结垢问题,改善循环冷却水系统的运行状态,另外,为工业循环水企业提供了将中水用作循环冷却水的新思路,可为企业增加经济效益,实现节能减排。