聚乳酸非织造基材触摸传感电子织物制备及其性能

针对现有薄膜状、硅胶基触摸传感器件抗弯折性差、热湿舒适性不佳等问题，提出了采用柔软亲肤的聚乳酸非织造材料为基材构筑柔性触摸传感电子织物的研究策略，构建聚丙烯酰胺-氯化锂离子水凝胶双向离子导电体系，采用芯吸沉积效应制备石墨烯导电非织造织物，复合形成层叠结构电子织物，研究触摸传感电子织物对触摸动作的识别及不同机械形变对触摸信号的影响规律。结果表明：触摸传感电子织物可定位识别触摸动作；响应时间仅为25 ms,表现出优异的响应速度；在不同速度触摸下，触摸信号波动率仅为5%,表现出优异的稳定性。弯曲循环500次后，触摸传感电子织物的触摸性能仍维持恒定，表现出优异的抗干扰性。此外，触摸传感电子织物具有优异的热湿舒适性，可长期穿戴。基于此，触摸传感电子织物可实现显示界面的控制功能，在可穿戴人机交互领域具有广阔的发展潜力。     

基于AlCl3/ZnCl2水体系高效构建纤维素/聚丙烯酰胺双网络水凝胶及其性能研究

近年来，具有优异机械性能、抗冻性能的离子导电水凝胶在人工智能、生物医药、柔性传感等领域受到了极大关注。本课题选取AlCl₃/ZnCl₂水体系作为纤维素原料的温和溶剂溶解纤维素，利用溶剂体系固有的金属离子引发丙烯酰胺单体的聚合反应，使聚丙烯酰胺网络与纤维素网络紧密搭接，制备得到纤维素基聚丙烯酰胺双网络水凝胶。通过控制丙烯酰胺与纤维素的交联比例实现对水凝胶机械性能和电化学性能等调控。研究结果表明，AlCl₃/ZnCl₂水体系中的金属离子赋予了水凝胶良好的抗冻性能（可在-45 ℃环境下正常工作）和导电性能（电导率可达2.04 S/m），聚丙烯酰胺第二层聚合网络的巧妙搭建有效提高了水凝胶的机械属性，在60%的应变条件下，10次压缩循环测试中表现出良好的弹性性能。此外，制备的水凝胶与不同介质界面均存在较强的黏附作用。     

基于甜菜碱的两性离子导电水凝胶的合成及性能北大核心

采用自由基聚合法,以两性离子甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA)和非离子型丙烯酰胺(AAm)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)为交联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,成功制备了两性离子导电水凝胶。研究表明:制备的导电水凝胶具有一定的溶胀性能(平衡溶胀率为4.39)和力学强度(拉伸强度为0.045 MPa);由于阴阳离子的存在,网络中的静电相互作用和氢键有利于离子迁移,使其具有优异的导电性能(电导率为0.69 S/cm);随着体系中AAm含量的增加,凝胶的力学性能不断增加,电导率不断减小,溶胀性能呈现先增加后减小的趋势。     

GO基水凝胶制备可穿戴传感织物及性能

以聚丙烯酸为自愈合水凝胶复配氧化纳米纤维素与氧化石墨烯制备水凝胶,对棉织物进行整理,以扫描电镜、红外光谱、X射线衍射、力学性能、折皱回复角、应变与弯曲条件下的电阻变化率来表征可穿戴传感织物的服用性能。测试结果表明：随着氧化石墨烯含量的增加,水凝胶可在织物表面形成更加稳定的分散体系整理剂,使织物纤维间彼此交联,各组分又保持相对独立。当氧化石墨烯质量分数为9%时,在4%的拉伸应变下,电阻变化率低于3%;在90°的弯曲角度下,电阻变化率低于0.8%。此时,整理织物的力学性能略有改善,折皱回复性能略有下降,服用性能相对稳定。综合分析认为：采用该工艺制备的可穿戴织物的传感稳定性能够满足服用条件下应变与弯曲的要求。     

聚丙烯酰胺复合TEMPO氧化纳米纤维素的黏性水凝胶

本研究将TEMPO氧化纳米纤维素（TONC）加入丙烯酰胺（AM）单体中,通过自由基聚合制备了具有高强胶黏性能的聚丙烯酰胺（TONC/PAM）复合水凝胶。采用傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱表征了TONC/PAM复合水凝胶的结构,探讨了TONC/PAM复合水凝胶的形貌、流变和溶胀行为,研究了不同TONC含量的TONC/PAM复合水凝胶对不同基材的拉伸剪切强度。结果表明,随着TONC含量增加,复合水凝胶孔径和溶胀率逐渐变大。当TONC含量为0.4%时,复合水凝胶孔径为（600±50） μm,溶胀率达1700%。当固化时间为48 h时,不含TONC的水凝胶在木材上的最大拉伸剪切强度为5.0 MPa;而TONC含量为0.2%的复合水凝胶的最大拉伸剪切强度可达8.0 MPa。该复合黏性水凝胶在木材和建筑中具有很大的应用潜力。     

木质素/PAM黏附水凝胶传感材料的制备与性能研究

本研究以木质素和丙烯酰胺为原料,制备了具有一定机械性能及黏附性的木质素/聚丙烯酰胺复合水凝胶.结果表明,添加木质素有利于提高复合水凝胶的力学性能及黏附性能.在木质素含量1％时,复合水凝胶的拉伸应变525％,拉伸应力50kPa,韧性11.2MJ/m3,压缩应变88.7％,压缩应力97kPa,且木质素的加入使复合水凝胶的黏...     

甜菜碱型胶束-光致变色水凝胶的制备与性能

为制备具有高强度光致变色水凝胶材料，以丙烯酰胺(AAM)作为网络主单体，十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)为表面活性剂，通过富含正电荷的BS-12与光致变色钼酸铵[(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O]静电作用相结合，采用化学交联和疏水缔合共同作用增强光致变色水凝胶力学性能。通过透射电子显微镜(TEM)与动态光散射粒度分析仪(DLS)分析了胶束的微观形貌，采用紫外-可见吸收光谱仪(UV-Vis)、万能试验机分别测量了光致变色水凝胶的吸光度、透明度和机械性能。结果表明：该凝胶材料表现出高透明性且在UV照射下仅需2 min出现颜色转变，在空气环境中很容易恢复到无色状态；其抗拉强度达到215 kPa,断裂伸长率可达1480%左右；且经过5次拉伸循环后，损耗能降低了约为46%,耗散能基本保持不变。     

基于高分子水凝胶的阻燃织物研究与应用进展

针对纺织品的易燃问题,基于高分子水凝胶三维网络体系的高吸水性,提出了将高分子水凝胶作为新型阻燃材料应用于纺织品领域的思路。阐述了水凝胶作为新型阻燃材料在灭火过程中吸热冷却、稀释气体和隔绝氧气的阻燃机制;结合相关文献探讨了水凝胶与纺织品相结合制备复合阻燃织物的新型整理技术,证明了基于水凝胶的阻燃复合织物可具备优异的阻燃与隔热性能。最后分析了水凝胶作为阻燃材料在纺织品热防护领域存在的挑战及机遇,认为提高水凝胶与织物的结合牢度、开发自愈合-阻燃水凝胶材料和多功能性阻燃水凝胶织物等是未来的研究方向。     

凝胶复合材料柔性可穿戴传感器研究

水凝胶和离子凝胶具有高可拉伸性和优异透明度,是一种理想柔性传感器制备原料,与导电材料复合后导电性能大大提高。凝胶复合材料具有较强形状可塑性,可通过改变表面微结构提高传感器件灵敏度。综述水凝胶和离子凝胶及复合材料研究现状,列举其在柔性可穿戴力学传感器、电化学生物传感器及温、湿度传感器等方面的应用,为后续在柔性通信设备、生物医疗监护等领域的应用提供参考。     

含水凝胶夹层保湿袜的制备及性能研究

采用71.4 tex美利奴羊毛与低起球腈纶混纺纱(50∶50)和76.9 tex仿腈纶毛羽纱,在岛精SWG061N型电脑横机上分别编织纬平针织物,然后通过钩编方式将两种织物结合。采用普鲁兰多糖与γ-聚谷氨酸制备水凝胶并包覆在两层织物中,设计一款具有保湿护肤功能的针织袜,并测试织物的拉伸断裂性能、弹性回复率、顶破强力、透气性、透湿性。结果表明,在相同条件下,复合织物的顶破强力比单层织物提高了至少19.0%,但透湿能力下降,加入水凝胶后,织物透湿率下降超过40.0%,透气率下降超过20.0%,通过加入水凝胶可制备兼具力学性能和保湿性能的袜品。     

ZrO2/SiO2改性隔热纤维素微纤维气凝胶复合织物的制备及其性能

为制备一种隔热的功能纺织品，分别以涤棉混纺机织物、PP熔喷无纺布、PP纺粘无纺布为骨架材料，将经2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)介导氧化后的纤维素微纤维与Zr⁴⁺、SiO₂前体溶液的混合液浇筑到织物表面，经冷冻干燥后制备ZrO₂和SiO₂改性的隔热纤维素微纤维(CMF)气凝胶复合织物。通过傅立叶红外(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、热成像仪、厚度仪、强力拉伸仪等对气凝胶复合织物进行表面形貌、化学组成、隔热性能及服用性能分析。结果表明：气凝胶复合织物具有较高孔隙率，且气凝胶层与织物表面结合良好；FTIR和XRD表明Zr和Si成功附着在织物表面构成耐高温层；随着气凝胶层厚度的增加，复合织物的隔热性能也有所提升。本文制备的气凝胶复合织物具备优良的隔热性能，且服用性能良好。     

PVA/BC/LiCl复合水凝胶的制备及性能

为了探讨聚乙烯醇(PVA)/细菌纤维素(BC)/氯化锂(LiCl)复合水凝胶的制备及性能，以PVA作为水凝胶基质材料，BC作为增强材料，LiCl为导电物质，甘油-水混合物为溶剂，采用溶胶-凝胶法制备了PVA/BC/LiCl复合水凝胶材料，并对水凝胶材料的形貌结构、力学性能和电导率进行测试。结果表明：加入BC可以有效提高水凝胶的力学性能，加入LiCl可以明显提高水凝胶的电导率；PVA/BC/LiCl复合水凝胶具有良好的导电性能和力学性能。     

溶胶-凝胶法对纯羊毛织物的抗菌整理工艺

采用溶胶一凝胶技术制备出稳定的TiO2/ZnO复合水溶胶,在溶胶阶段通过轧焙烘工艺对纯羊毛织物进行抗菌整理.研究了TiO2与ZnO的掺杂比例、复合溶胶用量及焙烘温度对毛织物抗菌功能的影响,并对整理后织物的抗菌功能耐久性进行了分析.研究结果表明,整理后的毛织物具有很好的抑菌功能,且织物的断裂强度、回潮率、硬挺性等物理机械性能都有所提高.经50次水洗之后,对金葡萄糖球菌和大肠杆菌的抑菌率分别为85.8%和77.5%.     

水凝胶复合织物的研究进展

水凝胶复合织物是一种由水凝胶材料与纺织材料结合而成的复合材料。水凝胶复合织物作为一种新兴的复合材料,在近年来引起了广泛关注。这种材料融合了水凝胶和纺织材料的优势,具有独特的特性和广泛的应用前景。本文在对水凝胶复合织物的制备方法及其在环境治理、淡水资源再生、生物医学、功能和智能纺织品等领域的应用进行综述的基础上,提出：增强力学性能,优化材料的配比,降低制备的成本以及推动其规模化生产是水凝胶复合织物材料未来的重要发展方向。     

PLA表面温敏性互穿网络水凝胶的UV接枝及其透湿性

为制备一种温度响应型智能调湿织物,采用丙烯酸间苯二酚二缩水甘油酯在聚乳酸(PLA)非织造布表面通过热处理引入不饱和双键,在紫外光照射下引发聚丙烯酰胺/聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PAAM/PNIPAAM)互穿网络水凝胶体系接枝于PLA非织造布表面。分析接枝后织物的化学结构、形貌,探究PNIPAAM用量在不同温度下对织物透湿性的影响。结果表明,PLA非织造布表面不饱和双键预处理-紫外光接枝两步法可以成功实现温敏性互穿网络水凝胶与PLA非织造布的接枝,所构建的织物表面具有丰富的孔隙结构,互穿网络中PNIPAAM质量分数为4.5%、AAM质量分数为10%时,接枝织物在24℃下的透湿量为1731 g/(m²·d),在38℃下的透湿量高达3601 g/(m²·d),赋予PLA非织造布温度可控的智能透湿性能,将其应用于伤口敷料领域可在低温低透湿性时保持伤口湿润、高温高透湿性时降低创面温度。     

超高分子量聚乙烯/聚苯胺导电针织物的应变传感性能

为制备超高分子量聚乙烯/聚苯胺复合导电纱线,以超高分子量聚乙烯（Ultra High Molecular Weight Polyethylene,UHMWPE）长丝纱为基材,对其进行常压等离子体预处理后采用基于原位聚合的纱线连续导电处理方法制备了超高分子量聚乙烯/聚苯胺（UHMWPE/PANI）复合导电纱线。利用制得的复合导电纱线制备了圆筒状纬平针织物作为应变传感器,进行了传感织物的应变-电阻传感性能研究。研究结果表明：导电针织物表现出明显的应变-电阻传感性能,其电阻随应变的增大先增大,至一定值后随着应变的增大而减小。传感织物具有较高的敏感度,在应变小于20%时,其传感因子可达30以上。多次拉伸时,传感织物的传感重复性逐渐提高,拉伸3次以后,传感织物表现出良好的传感重复性。     

聚乙烯醇/羊毛角蛋白复合水凝胶的制备与表征北大核心

以聚乙烯醇(PVA)和角蛋白(KE)为原料,制备出在网络孔隙结构、力学性能修复方面具有差异性的复合水凝胶,并进行红外光谱、扫描电镜与力学性能的表征与分析。结果表明:聚乙烯醇和角蛋白的不同质量比对网络孔隙结构具有调控作用,水凝胶中孔隙尺寸随KE含量的增加而增大。当PVA与KE质量比为9∶1时,其溶胀率达到42%,断裂强度和断裂伸长率分别达到8.28 MPa和163.2%。水凝胶表现出良好的力学修复和自愈合性能,水凝胶网络在循环拉伸中会产生结构改变,但能够自修复,为其力学应用提供了良好的弹性和耐久性保障。     

柔性电子织物的构筑及其压力传感性能

针对薄膜基、凝胶基柔性传感器的透气透湿性差、穿着舒适性低等问题,提出一种基于压阻效应的柔性电子织物制备策略,构筑以1+1罗纹导电织物电极层、MXene改性棉织物中间导电层为基础的结构模型,缝纫复合各功能层形成三明治结构柔性电子织物,研究其可穿戴舒适性能及传感性能,阐述其未来工业化生产的潜力。结果表明：全纺织基柔性电子织物在低压力范围(0～3 kPa)内的灵敏度约为0.409 5 kPa^-1,具有较好的线性度;2 g砝码可使其电阻变化率超过3%,具有较好的低压监测性能;响应时间小于50 ms,足以用于人体运动信号监测;在8 000次施压循环后仍保持稳定的电阻变化,表现出优异的耐久性;此外,兼有较佳的热湿舒适性,其透气率为270.49 mm/s,透湿率为3 420 g/(m²·24 h)。柔性电子织物对人体动态信号有优异的识别能力,在运动训练、医疗保健及军事防护等领域具有广阔的应用前景。     

原位聚合制备半纤维素基聚吡咯导电水凝胶

以半纤维素水凝胶为基材,化学氧化法原位引发吡咯聚合,制备具有导电性能的半纤维素/聚吡咯复合水凝胶,对其化学结构和微观形貌进行表征,并分析其流变学性能和导电性能。结果表明,半纤维素水凝胶与聚吡咯成功复合,得到的导电水凝胶具有稳定的大孔结构,吸水能力强,平衡溶胀度为420%;弹性较高,表现出典型的固体本质属性和一定的假塑性流体性质;具有良好的电学性能,直流电导率达5.6×10~(-3) S/cm,其交流阻抗具有明显的频率依赖性。     

木薯淀粉水凝胶的制备及表征

采用木薯淀粉接枝丙烯酰胺,以淀粉为骨架,接枝上丙烯酰胺支链,以期形成具有敏感性的空间网状大分子结构水凝胶。以木薯淀粉为原料,丙烯酰胺为单体,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵为引发剂,制备具有高溶胀性能的木薯淀粉基水凝胶,研究了水凝胶对温度pH的敏感特性。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X-射线衍射仪(XRD)等现代分析测试手段对其进行表征。实验结果表明:当木薯淀粉用量为1 g,丙烯酰胺用量为5 g,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为0.06 g,过硫酸铵0.03 g时,制得的木薯淀粉水凝胶吸水倍率较高。表征结果证明已成功制备木薯淀粉水凝胶。水凝胶溶胀平衡比会随着温度以及pH的改变而改变,溶胀比在35 ℃时达到最大,在pH为12.24碱性条件下溶胀性达到最高,表明制备的水凝胶具有温度与pH双敏感性。该水凝胶良好的溶胀性能可以使其用于重金属离子吸附、生物医药等领域,应用价值较高。