热诱导熔接聚氨酯/聚二甲基硅氧烷防水透湿膜的制备及其性能优化

为提高纳米纤维膜的防水、透湿和力学性能,在聚氨酯(PU)纺丝液中添加无氟疏水剂聚二甲基硅氧烷(PDMS),采用静电纺丝法制备静电纺PU/PDMS防水透湿膜,并在此基材上采用静电喷雾法沉积PU/PDMS微球制备静电喷雾PU/PDMS防水透湿膜;利用热诱导工艺分别对静电纺PU/PDMS和静电喷雾PU/PDMS防水透湿膜进行热处理改性,研究了热处理温度和时间对其形貌、孔径分布、防水性能、透气透湿性能及力学性能的影响,并对其影响机制进行分析。结果表明：静电喷雾PU/PDMS防水透湿膜的防水透湿性能优于静电纺PU/PDMS防水透湿膜,但经热处理后由于膜内部产生更多粘连,导致孔隙率降低,防水透湿性能出现下降;热处理后静电纺PU/PDMS防水透湿膜的孔径大大降低,并使其串珠结构向蛛网结构转化,防水性能和力学性能显著提升,当加热温度为100℃,加热时间为90 min时,其水接触角达到144.7°,透湿率为5 666.7 g/(m²·d),透气率为9.91 mm/s,断裂强度为17.9 MPa,断裂伸长率为210.7%。     

聚醚砜微纳米纤维防水透湿材料的制备及性能分析

探讨了利用无针静电纺丝技术制备聚醚砜(PES)微纳米纤维防水透湿材料的方法。PES在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中溶解1～2 h后黏度即增大，并出现结块现象，难以用于产业化静电纺丝。经过优选，以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂，当PES质量分数为20%时，纺丝溶液的黏度为0.153 Pa·s,可在9 h内获得良好的的流动性和可纺性。基于此纺丝液配方，制备给液速度分别为0.3、0.9、1.5和2.1 m/min的PES微纳米纤维防水透湿材料，并对其表观形态、孔径、透气性、接触角、透湿性和拉伸性能进行测试，发现所得纤维材料的平均直径为242～345 nm,孔径为9.109 1～9.511 5μm,透气率为59.73～219.95 mm/s,接触角大于140°,透湿率为5 749～7 033 g/(m²·d),断裂强力为21.0～31.0 N,具有较好的疏水性和透湿性。研究可为无针静电纺产业化制备PES微纳米纤维防水透湿材料提供指导和借鉴。     

涤纶织物复合静电纺PVDF纳米纤维防水透湿膜的工艺探索

采用热轧工艺复合涤纶织物和静电纺聚偏四氟乙烯(PVDF)纳米纤维膜,开发具有防水性、透湿性、透气性的复合织物。探讨纺丝液中PVDF质量分数和纺丝电压对PVDF纳米纤维膜形貌的影响,测试采用3种复合工艺制得的单层膜复合织物、单面双层膜复合织物和双面单层膜复合织物的瞬时接触角和动态接触角,以及单层膜复合织物的透湿性、透气性和力学性能。结果表明:纺丝液中PVDF的质量分数为23%、纺丝电压为15、16 kV时,可制得纤维直径为300~400 nm且粗细均匀的PVDF纳米纤维膜;单层膜复合织物、单面双层膜复合织物和双面单层膜复合织物的接触角分别为135.1°、142.4°和136.7°,8 min后接触角的降幅分别为5.40%、10.57%和10.31%;与涤纶织物原样相比,单层膜复合织物的透气率下降35.53%,透湿量下降6.93%,力学性能提高。     

含氟聚氨酯/聚氨酯纳米纤维膜复合织物的制备及其防水透湿性能

为获得良好防水性能且保持服装穿着的舒适性,通过构建具有低表面能和粗糙表面于一体的含氟聚氨酯/聚氨酯纳米纤维膜,以涤/棉斜纹机织物作为静电纺丝接收基布,制备了一种新型防水透湿织物。探讨了含氟聚氨酯疏水剂的质量分数对纳米纤维结构及复合织物的防水透湿和力学性能的影响。结果表明,当含氟聚氨酯疏水剂质量分数为100%时,复合织物性能最佳,其静态接触角为141°,透湿率达到3 958 g/(m2·24 h),,沾水等级为5级透气率达到34.06 mm/s。力学性能测试结果表明,复合织物的力学性能随疏水剂质量分数的提高而逐渐增强,当FPU质量分数为1.00%时,顶破强力、撕裂强力和拉伸强力分别增加了5.93%、30.79%和5.48%。     

偕胺肟化SiO2/聚丙烯腈复合纤维膜的制备及其性能

为构筑具有特殊表/界面性能的膜材料,利用静电纺丝技术制备SiO₂/聚丙烯腈(PAN)复合纤维膜,然后经盐酸羟胺偕胺肟化处理赋予其超亲水及水下超疏油性能。借助场发射扫描电子显微镜、X射线能谱仪、傅里叶变换光谱仪及接触角测试仪等分析了纤维膜的微观形貌、结构和表/界面性质。结果表明:偕胺肟化改性后纤维膜表面有絮状物包覆,盐酸羟胺改性液最佳质量浓度为35~40 g/L,最佳改性温度为60 ℃,偕胺肟化SiO₂/PAN纤维的平均直径为275 nm;改性后纤维膜表面Si和O元素质量分数为2.13%和6.60%,SiO₂锚固在PAN纤维膜表面,且SiO₂/PAN偕胺肟化成功;相比PAN纤维膜,SiO₂/PAN纤维膜在60 ℃偕胺肟化后水润湿时间由5.4 s缩短到0.5 s,且水下油接触角达到(165.2±1)°;偕胺肟化纤维膜断裂强度达4.1 MPa,可满足油水分离的基本要求。     

纳米SiO2/含氟硅防水透湿整理剂的制备及其应用

为提高涤纶织物的防水透湿性能,采用半连续种子乳液聚合法,以丙烯酸酯类单体为聚合单体,以纳米SiO₂ 、甲基丙烯酸十二氟庚酯(G04)、乙烯基三甲氧基硅烷( A-171) 为功能单体,制备出纳米SiO₂/含氟硅改性聚丙烯酸酯乳液,并将其应用于涤纶织物的整理。对改性共聚乳液的化学结构进行表征,并测试了整理后织物的应用性能。结果表明:各单体均参与乳液聚合反应,且改性共聚乳液的热稳定性大大提高,乳胶粒子平均粒径为66 nm;在整理剂中加入质量分数为2%的交联剂后,整理织物的静水压和耐水洗性能都得到显著的改善,其接触角为138°,相比未整理织物的防水性能明显提高;整理后织物的透湿率也有所提高,且经向断裂强力由315.6 N增加到493.4 N。     

熔体微分静电纺热塑性聚氨酯防水透湿透气超细纤维膜的制备及其性能研究

为了探究熔体微分电纺热塑性聚氨酯(TPU)防水透湿透气纤维膜的绿色制备工艺,采用聚合物熔体微分静电纺丝及气流辅助牵伸技术,研究了纺丝电压、辅助气流风速、纺丝时间等纺丝参数对纤维微观形貌的影响,并考查了纺丝参数及纤维微观形貌对TPU纤维膜防水性、透湿性、透气性的影响。研究表明,在纺丝电压55 kV、辅助气流风速30 m/s时,制备的防水透湿透气纤维膜透湿量可达6 045 g/(m²·24h),透气率可达97 mm/s;在纺丝时间60 min时,纤维膜耐静水压值可达8.5 kPa,所制备纤维膜在防水、透湿及透气性能上都较为优异,熔体微分静电纺有望成为防水透湿透气材料绿色制备的重要途径。     

PDMS/PU/沥青纳米纤维膜复合织物的制备及其性能分析

为制备环境友好的防水透湿织物,通过对喷的方式,以涤棉机织物为接收基布,使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚氨酯(PU)为原料,利用静电纺丝技术制备PDMS/PU纳米纤维膜,然后采用静电喷雾法将沥青微球引入该纳米纤维膜,构建特殊微纳米结构,制得PDMS/PU/沥青纳米纤维膜复合织物.探究沥青质量分数对其表面形貌、防水性能、...     

中空二氧化硅粒径对PAN纤维膜隔热性和柔软度的影响

为了探究隔热填充物中空二氧化硅(SiO₂)粒径大小对静电纺丝制备的纤维膜导热系数和柔软度的影响，设计制备不同粒径的中空SiO₂微球；采用单轴静电纺丝的方法将中空SiO₂填充于聚丙烯腈(PAN)纤维膜中，制备中空SiO₂微球/聚丙烯腈(PAN)复合纤维膜。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、热常数分析仪等仪器对中空SiO₂微球形貌、复合纤维膜的形貌、导热系数和柔软度进行观察、测试和分析。结果表明：自制中空SiO₂微球、粒径均匀、形貌规整，且在纤维内部具有良好的分散性；少量添加中空SiO₂微球，即可以显著提高复合纤维膜的隔热性能，在同等体积含量下，减小粒径有利于增加复合纤维膜的隔热性能。与纯聚丙烯腈纤维膜导热系数0.0480 W/(m·K)相比，填充了130 nm中空SiO₂微球的复合纤维膜导热系数为0.0359 W/(m·K),降低了25%。且中空SiO₂微球粒径小，可以使复合纤维膜保持更高的...     

二硫化钼/聚氨酯复合纤维膜的制备及其光热转换性能

为制备具有高光热转换效率的纺织材料,采用水热合成法制备了近红外吸收能力强的三维二硫化钼(MoS₂)纳米颗粒,然后添加至聚氨酯(PU)纺丝液中,通过静电纺丝方法制备MoS₂/PU复合光热纤维膜。借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线粉末衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪等对MoS₂纳米颗粒及MoS₂/PU复合纤维膜的结构和性能进行表征。结果表明:经功率密度为0.8 W/cm²的近红外光照射1 min后,MoS₂/PU复合纤维膜的温度上升10.48 ℃,光热效率达到了31.07%,且经长时间反复升降温后热效应无衰减现象,同时在阳光下照射5 min后,复合纤维膜温度上升比黑色纯PU纤维膜高31%;经高温以及模拟汗液浸渍24 h后,复合纤维膜仍可保持原有强力;该MoS₂/PU复合纤维膜可将光能有效地转换成热能,并具有较好的力学稳定性。     

静电纺双疏型聚丙烯腈基纳米纤维膜制备及其性能

为制备耐磨性能良好的双疏型纤维膜并将其应用于油/水、油/油分离领域,以静电纺丝方法制备的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维为基材,采用多巴胺(DA)与十三氟辛基三乙氧基硅烷(G617)对纤维膜进行改性制得双疏型PAN纤维膜。借助扫描电子显微镜、接触角测量仪、X 射线光电子能谱仪等手段探讨纺丝条件、DA与G617用量等对改性前后PAN纤维膜表面形貌以及疏水疏油性能的影响。结果表明:纺丝液中PAN质量分数为13.8%、纺丝电压为18 kV时,纤维形貌最佳;改性后PAN纤维膜的乙二醇接触角可达135.1°,甲苯接触角为0°,水接触角可达141.9°,色拉油接触角可达131.2°;摩擦20次后PAN纤维膜的水、色拉油接触角均大于125°,可顺利实现水/甲苯、甲苯/乙二醇以及甲苯/水乳液的分离。     

油酸原位合成碳酸钙及其在聚酰胺湿法涂层中的应用

针对当前轻质碳酸钙作为涂层填充剂制备聚酰胺湿法涂层织物出现的吸墨性不佳、pH值偏高等问题,采用油酸原位合成的方法制取涂层用填充剂碳酸钙,通过活化度和沉降体积对原位合成的碳酸钙进行改性效果评价,借助红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段探究其改性机制,并将合成后的碳酸钙应用于聚酰胺湿法涂层中,考察其涂层膜的结构特性以及涂层织物的吸墨性和pH值等。结果表明:当油酸用量为碳酸钙的质量分数的15%时,原位合成的碳酸钙改性效果最佳,活化度为99%,沉降体积为3.95 mL;将其作为填充剂应用于聚酰胺湿法涂层中,涂层膜的接触角下降了8.29°,涂层织物的墨迹长度减小了10.42 mm,涂层织物的pH值下降至7.27,吸墨性改善,pH值更符合纺织品安全标准。     

短裤特征截面廓形分析及间隙量预测模型构建

为探究短裤松量变化对截面廓形的影响,选取与裤装造型密切相关的腰围、臀围等特征截面进行研究。通过[TC] ²三维扫描仪获取截面点云数据,利用小脑神经网络进行曲线拟合,提取最小外接矩形面积、厚宽比及间隙量表征截面廓形变化,通过回归分析构建短裤间隙量与松量的预测模型。结果表明:短裤松量与臀围、裆围及裤口围截面厚宽比呈负相关,臀围、裆围处间隙量主要向截面两侧及后中部位累积,截面形状趋于宽扁;经两配对样本T检验,间隙量的预测值与实际测量结果之间无显著差异,间隙量预测模型的拟合优度较好。研究结果可为建立人体、服装截面廓形及三维仿真之间的关系提供参考。     

耐高温相变蜡/聚丙烯共混物的制备及其性能

为解决实际应用过程中石蜡起始挥发温度低的问题,采用双螺杆挤出机通过熔融共混法制备耐高温相变蜡(PC-WAX)/聚丙烯(PP)共混物,并借助差示扫描量热仪、热重分析仪与双柱毛细管流变仪对共混物的热性能与流变性能进行测试与分析。结果表明:PC-WAX质量分数为20%的共混物其起始挥发温度为225.91 ℃,相比纯PC-WAX增高,且热挥发速率减小;PC-WAX/PP共混物熔体属于剪切变稀流体,随着PC-WAX质量分数的增加,共混物熔体的剪切应力、剪切黏度与黏流活化能逐渐减小,在温度为180 ℃、剪切速率为5571.21 s^-1下,PC-WAX质量分数为20%的共混物熔体剪切应力、剪切黏度与黏流活化能较纯PP分别下降了52.9%、48.6%和66.3%;共混物的结构黏度指数随温度的升高和PC-WAX质量分数的增加而减小。     

女西装特征部位松量分布规则

为通过探究人体与服装间的距离松量分布规律构建成衣样板生成规则,首先使用三维扫描仪对未穿着服装的人台进行扫描,获得人台基本数据。然后扫描穿着7件相同款式不同尺码的西装,获得7件服装点云数据。再将人台数据和服装数据进行叠加展示服装间的距离松量分布规律,并通过测量人台与服装间10个特征部位的截面环建立距离松量计算模型,进行给定松量和距离的松量转换。最后用三维曲线拟合方式以胸围曲线为例进行了样板增量的转化。结果表明:各部位距离松量回归方程的R ²值均大于0.9,验证了该预测模型的精确度;通过案例验证发现成衣胸围与人体净胸围之间存在-0.42 cm的误差,且在国内女装制作胸围标准误差范围内。     

消防服多层织物的热湿舒适性

为研究消防员防护服面料的舒适性并考察织物组合舒适性的影响因素,选取我国消防服常用的11种织物,模拟消防服层次构成,即包括外层、防水透气层和隔热舒适层,进行多层织物热阻、湿阻和总热损失的测试与分析。结果表明:选取的几种织物组合,其基本性能均符合GA 10—2014《消防员灭火防护服》标准,但热湿舒适性与美国标准仍存在一定差距;织物的热阻、湿阻和总热损失均与其面密度有一定相关性,其中织物热阻、湿阻与面密度之间存在正相关关系,总热损失与面密度之间存在负相关关系;织物组合间空气层的厚度对织物组合的热阻值影响较大;织物组合总热损失与克罗值、透湿率之间的回归模型可直接用于评价消防服多层织物的热湿舒适性。     

磁保持电子选针器及串行总线提花系统设计

针对现有提花圆纬机选针器工作速度慢、个体性能差异大、容易发热等问题,研究了一种基于快速正反充/消磁原理的新型电子选针器。根据磁材料磁化原理和选针器电磁线圈工作特性,进行选针器驱动电路设计,提出一种通过改变半硬磁材料磁力方向来改变并保持刀头状态的选针器控制方法。并基于此类选针器控制需求,针对单向并行总线结构存在信号串扰,抗干扰性能差等缺陷,提出了环状双向工业串行总线结构的提花控制系统设计方案。实验结果和现场试用情况表明,磁保持电子选针器工作温升在9 ℃以内,最高工作频率可达65 Hz, 串行总线抗干扰性能良好,提花控制系统工作可靠。     

TiO2-Ag/聚乳酸纳米复合纤维的制备及其抗菌性能

为赋予聚乳酸(PLA)纤维高效的抗菌性能,采用熔融共混纺丝法分别制备了不同质量配比的二氧化钛接枝银纳米介孔微球(TiO₂-Ag)/PLA纳米复合纤维和一定组成的TiO₂/PLA纳米复合纤维,并对2种纤维的结构、热性能和抗菌性能等进行表征和分析。结果表明:当TiO₂-Ag和TiO₂这2种纳米粒子添加质量分数不超过3%时,可在PLA基体中较均匀地分散;2种粒子的加入均不影响PLA的玻璃化转变温度和结晶结构,但会使其熔融温度和热稳定性下降,加入质量分数为3%的TiO₂后,导致PLA的结晶温度略有下降;随着TiO₂-Ag质量分数的增加, TiO₂-Ag/PLA纳米复合纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率不断增加;添加相同量的2种纳米粒子时,TiO₂-Ag/PLA复合纤维对2个菌种的抑制效果明显优于TiO₂/PLA复合纤维。     

基于碳纤维及其织物的柔性锂电池电极研究进展

随着可穿戴技术的快速发展,对柔性锂电池的需求日益增加,将电化学性能优异的活性电极材料与柔性纳米碳基材料进行复合,是目前制备高性能柔性锂电池电极的热门研究方向。本文主要对碳纤维及其织物在锂离子和锂硫电池柔性电极材料中的研究与应用情况进行综述,总结了制备柔性复合电极材料的不同方法及其进展,包括静电纺丝技术、水热法、热处理、涂覆、磁控溅射、原子层沉积和热刻蚀等,所获得的电极材料均在某方面表现出优异性能,例如可逆容量高、循环性能优异、力学强度增强等。最后对基于碳纤维及其织物的柔性锂电池电极的未来发展提出了展望。     

阳离子染料易染改性聚酯的固相缩聚工艺与性能

为改善常压型阳离子染料易染聚酯(ECDP)纤维的力学性能,通过提高其切片特性黏度的方法,以熔融缩聚制得的ECDP切片为原料,通过固相缩聚法对其进行增黏得到增黏切片。借助乌氏黏度计、差示扫描量热仪、X射线衍射仪、荧光光谱仪和热失重分析仪等对增黏切片的性能进行测试与表征。结果表明:ECDP切片的固相增黏工艺最佳条件为温度190 ℃,时间9 h;随着反应温度的升高或反应时间的增加,切片的特性黏度增加,且特性黏度与时间的平方根成线性关系;在190 ℃、9 h条件下增黏的切片特性黏度为0.69 dL/g,高于该温度或时间时,切片发生热降解,表面开始变黄。