柔软丝胶蛋白膜的制备

用聚乙二醇缩水甘油醚作为交联剂制备丝胶蛋白膜,并对丝胶蛋白膜的主要物理性能和结构特征进行了测试和分析.结果表明,聚乙二醇缩水甘油醚对丝胶蛋白具有明显的交联作用.在丝胶水溶液中添加占丝胶质量30%～40%的PEG-DE,采用流延法制得的丝胶蛋白膜具备很好的柔软性和很高的断裂伸长率.PEG-DE引起了膜内的丝胶蛋白结晶形态的变化.     

腈纶预氧化丝/芳纶针刺滤材的性能

为获得低成本、高效率空气过滤材料,制备了一种以腈纶预氧化丝为主,并混入不同质量分数芳纶的复合滤材,对其形态、纤维缠结性能、力学性能、透气性、孔径尺寸和过滤性能等进行表征和分析。结果表明：纤维的直线段长度可用来表征滤材纤维缠结程度;添加芳纶,提高了纤维缠结程度和滤材的致密性,提高了滤材断裂强力和 断裂伸长率,减小滤材孔径尺寸;对于粒径≧1.0 μm 和≧2.5 μm 的微粒,芳纶质量分数小于10% 时,复合滤材过滤效率无明显变化,芳纶质量分数大于10%时,复合滤材过滤效率随着芳纶质量分数增大而显著提高。     

生物基PBS纤维结构及力学性能

为进一步优化工业化PBS纤维的纺丝工艺,通过扫描电镜、X射线衍射法测试PBS短纤和长丝的形态结构以及聚集态结构,分析其力学性能。结果表明,PBS长丝和短纤结晶度较低,个别纤维的纵向表面存在瑕疵,长丝的聚集态结构具有非常高的取向度,但短纤的取向度很低;PBS长丝和短纤的初始模量较低,其断裂强度分别为2.46 cN/dtex和2.69 cN/dtex,PBS短纤平均断裂伸长率高达281.13%,且不匀率很高;PBS长丝定伸长10%循环拉伸10次时,其弹性恢复率高达96.72%,与同类聚酯涤纶纤维相比具有优越的弹性回复性能。     

丝胶蛋白处理氧化亚麻纤维的工艺研究

采用高碘酸钠对亚麻纤维进行选择性氧化生成醛基,再利用丝胶蛋白溶液对氧化亚麻纤维进行改性接枝加工,研究了不同处理条件对丝胶处理氧化亚麻纱线的增重率、断裂强度和断裂伸长率的影响.结果表明,不同处理条件对氧化亚麻纤维的增重率有一定的影响,但氧化亚麻纤维经丝胶蛋白溶液处理后的断裂强度和断裂伸长率基本不变.     

熔融纺聚乳酸/聚丙烯纤维的制备及其性能

为提高聚乳酸(PLA)纤维的力学性能,采用聚丙烯(PP)与聚乳酸(PLA)通过熔融纺丝制备PLA/PP纤维,并借助差示扫描热量仪、热重分析仪、万能材料测试仪、纤维双折射仪对其热学性能、热稳定性、拉伸性能和纤维取向度进行表征。结果表明:PP的引入对PLA的玻璃化转变温度和熔融温度没有显著影响,但促进了PLA的结晶,结晶度提高了585.9%;随着PP质量分数的增加,PLA的热稳定性降低(特别是在初始分解阶段),但其残炭率提高,同时PLA/PP共混纤维的取向度提高,力学性能得到改善;当PP质量分数为20%时,PLA/PP共混纤维的取向度、断裂强度和断裂伸长率分别提高了55.6%,98.2%和44.4%。     

NaOH-NMP处理对苎麻纤维性能的影响

为了改善苎麻纤维的柔软性能,采用NaOH和N-甲基吡咯烷酮(NMP)对苎麻纤维进行处理,分析了NaOH和NMP质量分数对苎麻纤维柔软性能和强伸性能的影响。随着NaOH和NMP质量分数的增加,纤维的断裂回转数和断裂伸长率逐渐增加,而断裂强度和初始模量逐渐降低。最优处理工艺为:NaOH质量分数6%,NMP质量分数10%,此时苎麻纤维的断裂回转数为467次,断裂强度为5.20 cN/dtex,断裂伸长率为3.89%,初始模量为139.13 cN/dtex,相比处理前断裂回转数增加了67.99%,初始模量降低了51.89%,且纤维表面光滑。     

明胶/L-聚乳酸共混膜的制备与性能表征

L-聚乳酸(PLLA)和明胶共混改性后成膜,分析了共混膜的热性能、力学性能、形貌和亲水性。试验结果表明:明胶与PLLA共混对PLLA的热性能影响较小;当共混膜中明胶质量分数<20%时,可使共混膜保持较好的力学性能;加入甘油可降低共混膜的Tg,并提高其断裂伸长率,起到了一定的增塑作用;聚乳酸与明胶共混后可增加聚乳酸膜的亲水性并降低明胶膜的亲水性,明胶/PLLA共混膜为疏松多孔的结构。     

不同成型工艺棕叶纤维/PHBV复合材料的力学性能

研究了精细化棕叶散纤维/PHBV热压复合、棕叶纤维针刺非织造布/PHBV热压复合、棕叶纤维粉末/PHBV共混复合材料的力学性能。以拉伸强度、冲击强度、弹性模量、断裂伸长率为指标探讨了PHBV质量分数、热压压强的影响,并通过SEM观测了复合材料的拉伸断面形貌。结果表明:当PHBV质量分数相同时,棕叶纤维针刺非织造布/PHBV热压复合材料的力学性能最佳,且PHBV质量分数的最优值为35%;当热压压强为13.5 MPa时,热压复合材料可获得最佳的拉伸与冲击性能;棕叶纤维针刺非织造布/PHBV热压复合材料的拉伸断面光滑,少有纤维从基质中拉出;棕叶纤维粉末/PHBV共混复合材料的拉伸断面中存在一定的团聚现象,导致PHBV的包裹性变差,结合力降低。     

PDMS共混改性超柔PBT纤维的制备及其性能

文章以聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚二甲基硅氧烷(PBT-PDMS)为母粒,与聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)进行共混纺丝,通过控制PBT-PDMS添加量制备不同PDMS含量的PBT/PDMS共混纤维,探讨了PDMS含量对纤维柔软性及其他性能的影响。结果表明:PDMS作为改性组分与PBT相容性良好,PDMS质量分数为6%时可纺性好,继续增加至8%时可纺性变差;随着PDMS含量的增加,PBT/PDMS共混纤维的初始模量显著降低,断裂强度略有降低,断裂伸长率、断裂比功均逐渐提高,染色性能也得到改善。当PDMS质量分数为6%、拉伸倍数为2.8时,PBT/PDMS共混纤维的断裂比功达0.92 cN/dtex,初始模量较低,为22.9 cN/dtex;制成的1/2斜纹织物的硬挺度为2.595 cm,抗弯刚度B为0.1098 cN·cm^2/cm(经向)、0.1542 cN·cm^2/cm(纬向),弯曲滞后量2HB为0.2283 gf·cm/cm(经向),0.2976 gf·cm/cm(纬向),纤维及织物的柔软性得到了明显提升,综合性能最好。     

增强增韧聚乳酸纤维的制备及其性能

为增强增韧聚乳酸纤维,采用聚酰胺（PA）与聚乳酸（PLA）制备了PLA/PA 共混纤维,并对其热学性能、结晶、热稳定性、PA 的分散性以及PLA/PA共混纤维的力学性能进行了研究。研究结果表明：PA的加入对PLA 的玻璃化转变温度及熔融温度没有显著影响,但改善了PLA的结晶行为,结晶度提高了51.6%;PLA 热稳定性随着PA 含量的增加而提高;PA在PLA 中分散均匀;随着牵伸倍数的增加,PLA/PA 共混纤维的取向度提高,力学性能得到改善,当牵伸倍数从1.5增加到3.0 时,取向度提高了30.88%,同时纤维的断裂强度提高了48.58%;当ＰＡ 质量分数为1%和20%时,PA/PLA共混纤维的断裂强度分别提高了8.6%和25%,断裂伸长率分别提高了10.9%和55.9%。     

聚乳酸/百里酚抗菌纤维的制备与性能

为开发一种绿色环保可降解的抗菌纤维，将具有良好生物可降解性的聚乳酸(PLA)与天然抗菌剂百里酚采用温控共混装置混合均匀后，利用熔融纺丝法制备PLA抗菌纤维。借助扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、 X射线衍射仪、单纤维强力测试仪及综合热分析仪等研究了不同质量分数百里酚对PLA抗菌纤维表观形貌、化学结构、结晶结构、热学以及力学性能的影响，并利用振荡烧瓶法测试纤维的抗菌性能。结果表明：在成纤过程中，百里酚会附着在纤维外表面发挥抗菌作用；随着百里酚质量分数的增加，PLA抗菌纤维的热分解温度和熔融温度逐渐降低，断裂伸长率先增加后缓慢减小，最高可达320.98%,是纯PLA纤维的50～90倍；另外，随着百里酚质量分数的增加，PLA抗菌纤维的结晶度逐渐增大；当百里酚质量分数大于15%时，PLA抗菌纤维的抑菌率达到99.99%以上，可完全抑制金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的生长。     

基于弧形电容器的浆纱回潮率在线测量

为提高上浆质量以及解决使用接触式电阻含水率测量仪会破坏浆膜的问题,设计开发了基于弧形电容器的浆纱回潮率在线测量系统。根据浆纱在弧形电容器中的电场模型和电容法测量原理,利用指数回归算法建立电容差与回潮率的函数模型。上浆时,浆纱穿过弧形电容器,电感、电容、电阻(LCR)电桥测试仪将测量的电容值数据传到上位机,上位机根据模型计算出实时浆纱回潮率。讨论了弧形电容器结构、LCR电桥测试仪测试参数、环境温湿度、浆液含固率、浆纱线密度、回潮率对测量电容值的影响。实验结果表明：电容值受LCR电桥测试仪测试频率的影响较大;电容值随电容器结构参数极板长度、极板包角的增大而增大,与极板曲率半径呈负相关;环境温湿度会对电容值产生复杂影响,因此要求在恒温恒湿条件下进行测量;浆纱回潮率对电容值的影响显著,且回潮率与电容差呈指数函数关系。在上浆机上使用电容式回潮率在线检测系统进行测试,得到的浆纱回潮率与烘箱法测量结果相比平均误差小于5%,本文系统具有一定的工程实用价值。     

海岛纤维用增塑改性聚乙烯醇的制备及其性能

为解决海岛纤维碱减量带来的环境污染问题,以双季戊四醇、硬脂酸钙和抗氧剂B225为复配增塑剂,对聚乙烯醇(PVA)进行增塑改性,通过熔融加工制备了高热分解温度的改性PVA。通过研究三者的添加量及熔融加工温度对PVA性能的影响,优化PVA的增塑改性工艺。对PVA与复配增塑剂之间的氢键作用、改性PVA的断面形貌、结晶结构进行了表征和分析。结果表明：当双季戊四醇、硬脂酸钙和抗氧剂B225的质量占比分别为15、3和1,熔融加工温度为200℃时,复配增塑剂与PVA之间的氢键作用较强,PVA结晶度降低,熔点降低到178.2℃,热分解温度提高到301.3℃,提供了123.1℃的加工窗口;改性PVA水溶性良好,在25℃下也能完全溶解。研究结果为实现以PVA为海组分的绿色环保海岛纤维的制备提供参考和技术支持。     

纤维素/碳纳米管复合纤维的制备及其功能化应用

针对导电材料填充纤维素复合纤维的强度与导电性能难以兼顾的问题,利用羧基改性碳纳米管能较好地分散在水中,以及低温(-10℃)条件下氢氧化钠/尿素溶液能较好地溶解纤维素这个特性,制备了纤维素/碳纳米管复合纺丝液,然后通过湿法纺丝制备了含有不同质量分数碳纳米管的复合纤维,对复合纤维的微观结构、力学性能以及电学性能进行表征。结果表明：由于纤维素与碳纳米管之间的强相互作用以及碳纳米管的取向,使复合纤维具有良好的力学性能和导电性能,当碳纳米管质量分数为20%时,复合纤维的断裂强度为165 MPa,电阻为3 kΩ;当电压升高到30 V时,复合纤维的温度在15 s内可上升到62.3℃,且吹气和浸入水中都能产生规律的电阻变化。     

基于类骨骼肌结构的纱线基驱动器性能及应用

针对纤维基驱动器结构稳定性较低、制备工艺复杂、难以实现产业化应用等问题,采用亲水性粘胶长丝与低熔点涤纶长丝,通过并线、倍捻、热定形的方法制备纱线基驱动器,利用在外界湿刺激条件下2种材料的非对称响应实现驱动功能。对该纱线基驱动器结构进行测试与表征,分析湿刺激下粘胶长丝与涤纶长丝协同响应驱动性能和循环回复效应的影响因素。结果表明：该纱线基驱动器表面为粘胶与涤纶长丝束呈多层级交替排布的类骨骼肌结构;在一定范围内,驱动器的驱动性能随着纱线捻度、线密度与粘胶长丝含量的增加而增大,单次循环内驱动器最大收缩应变可达83.15%,连续30次循环内最大收缩应变回复率可达90%以上,展现出优异的结构稳定性以及强大灵敏的响应驱动性和循环回复效应,在柔性机械臂、智能纺织品等开发领域具有广阔的应用前景。     

基于三维服装建模技术的古代服装数字化虚拟复原

为更好地实现残缺古代服装文物的非接触式修复,提出一种基于三维服装建模技术进行古代服装数字化虚拟复原的方法。以正仓院所藏唐代"黄地夹缬絁袍(残欠)"为研究对象,首先在MatLab中使用Canny图形检测算法对袍服的污损纹样进行提取和修复;其次使用服装CAD软件ET SYSTEM对袍服残缺部分的款式和结构进行平面复原;最后使用基于CLO3D平台的服装三维建模技术对该袍服进行了数字化三维虚拟复原,并对复原方案执行了动态仿真模拟。结果表明,该方法可完成古代服装文物的高精度三维虚拟复原,有效还原出古代服装的三维动态形貌,为实际修复工作提供数据参考。     

羧基化聚苯乙烯荧光微球的合成及其在织物防伪中的应用

为解决防伪技术中荧光织物制备方法复杂和成本高的问题,采用分散聚合法制备表面带有负电荷的羧基化聚苯乙烯微球(CPS),再以阳离子表面活性剂十八烷基三甲基溴化铵为改性剂,利用静电自组装法吸附荧光染料异硫氰酸荧光素(FITC),制备羧基化聚苯乙烯荧光微球(CPS-FITC),最后将其负载于织物上制备荧光织物。结果表明：所制备的荧光微球和荧光织物在紫外灯(365 nm)下具有明亮的黄绿色荧光,且放置不同时间(1～9 d)、在不同的pH值(3～11)下,经多次摩擦和水洗后均能保持良好的荧光稳定性。该制备方法操作简便、成本低且荧光强度高,可用于不同织物的防伪检测。     

高光洁处理对聚酰亚胺短纤纱及其织物性能的影响

针对聚酰亚胺(PI)短纤维纺纱静电大、成纱毛羽多、后加工摩擦剧烈导致纱线品质大幅恶化的问题,创新提出了在后加工终端对多毛羽PI单纱进行高光洁处理的方法。通过研制纱线高光洁处理装置和理论模拟,分析了该装置引纱区与涡流包缠关键区的作用机制,应用装置的湿热涡流处理多毛羽PI单纱,并将处理前后的PI单纱实施倍捻和织造,获得PI股线及其织物。结果表明：与处理前相比,高光洁处理后的PI单纱有害毛羽去除率为97.69%、耐磨性提高48.84%,PI股线有害毛羽去除率为64.67%、耐磨性提高40.89%;处理后纱线所织造织物的柔软性、透气性、抗起毛起球性、抗静电性均得到改善。     

抗菌防沾污生物防护材料的制备及其性能

为保护医护人员生命健康安全,研制了一种兼具抗菌和阻隔功能的可重复使用生物防护材料。首先以纳米银(AgNPs)为抗菌剂,热塑性聚氨酯(TPU)为基体,通过静电纺丝技术制备载银TPU纳米纤维膜;然后以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为疏水整理剂,涤纶织物为基材,通过等离子体刻蚀—浸轧PDMS—焙烘工艺制备防沾污织物;最后将制备的载银TPU纳米纤维膜与防沾污织物进行点胶复合制备生物防护材料。测试了生物防护材料的抗湿性能、透湿性能、防水性能及过滤性能等。结果表明：经过50次标准洗涤后,防沾污织物的水接触角达到143.1°;纳米银负载量为300 mg/kg的生物防护材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均达到99.99%,且沾湿等级达到5级,水蒸气透过量为2 654.8 g/(m²·24 h),断裂强力为450 N左右,静水压为53.6 kPa,过滤效率达到99%以上。     

丝瓜络衍生碳纤维基复合材料的电磁波吸收性能

为解决当前多孔磁性碳基吸波材料制备工艺繁杂、能耗高、环境不友好等问题,提出基于多孔生物质源衍生的绿色环保策略。以高孔隙丝瓜络为前驱体,Co²⁺为金属源,二甲基咪唑为配体,经配位自组装获得丝瓜络/金属有机骨架结构复合材料,并经高温煅烧得到碳纤维基钴/碳(LS-Co/C)复合材料。结果表明：在800℃煅烧后,LS-Co/C展现了优异的吸波性能,厚度为1.5 mm时有效吸收带宽为5.2 GHz (12.8～18.0 GHz),其良好的吸波特性得益于错综复杂的三维多孔网络结构为电磁波提供了适宜的损耗空间,在电磁场作用下产生感应电流,并在碳纤维导电网络中快速衰减,同时钴/碳复合材料与碳纤维形成的多重界面极化助力电磁波进一步衰减。该研究将为新型多孔磁性碳基吸波材料的设计开发提供策略。