海藻纤维制备方法有湿法纺丝、静电纺丝、微流控纺丝和离心纺丝等,其中湿法纺丝制备的海藻纤维力学性能、耐盐耐洗涤剂性能以及染色性能差,阻碍了其在纺织服装领域的大规模应用。通过纤维改性和功能化改造可改善湿纺海藻纤维性能,拓宽其在纺织服装领域的应用范围。从海藻纤维制备、纺织用海藻纤维性能改性以及纺织用功能型海藻纤维开发3个方面出发,比较海藻纤维不同制备方法间差异并总结纺织服装用海藻纤维力学、耐盐耐洗涤以及染色性能改性方法及纺织用功能型海藻纤维种类。最后指出功能型海藻纤维的制备方法和研究成果的产业化应用是未来的发展方向。
为解决手工制版及服装CAD系统推板工作效率低、文胸版型不能随着女性体型的变化而快速成版的问题,以上下两片罩杯文胸为例,运用Matlae软件为开发平台,依据文胸版型图的数学模型,编写数据自动化计算、纸样自动化生成的程序,并设置胸围和胸差为控制变量来驱动运行代码,以得到新的文胸版型,从而实现文胸版型的个性化定制。结果表明:通过胸围和胸差两个变量可实现文胸版型数学模型的建立,且通过这两个变量来驱动Matlae程序的运行,可以生成与该变量相应体型的文胸版型图,并且实现了在2~3 s内快速完成文胸版型随体型变化的自动制版、推板或更新,提高了个性化定制快速服务能力。
服装销售预测是服装企业商品企划中必不可少的环节之一。为有效帮助服装商品企划人员及相关学者根据实际情况快速选择合适的服装销售预测方法,对时间序列法、回归分析法、灰色预测模型及人工神经网络4类定量销售预测方法从优缺点、优化历程及适用类型3个方面进行梳理总结,并对机器学习的部分组合算法进行举例与归纳。分析得出:时间序列法适用于历史数据离散程度小且影响因素少的短中期服装销售预测;回归分析法中多元回归法比一元回归法在算理上更适合具有多因素影响的服装销售预测;灰色预测模型适用于数据平滑且影响因素较少的服装销售预测;人工神经网络则适合销售数据离散程度大的时尚型服装销售预测。
为了获得性能优异的碳纳米纤维负极材料并对材料的碳化工艺进行探讨,利用静电纺丝技术和高温碳化制备一维碳纳米纤维负极材料。对获得的碳纳米纤维的形貌、化学成分结构及电化学性能进行测试分析,得到优化的预氧化和碳化条件。结果表明:在预氧化条件为250℃、120 min,碳化条件为800℃、120 min条件下制得的碳纳米纤维具有较好的形貌特征及化学性能,平均直径为190 nm,此时碳结构更加有序,碳含量达到73.7%。通过组装锂离子电池测试电池充放电性能,得到在100 mA/g的电流密度下,放电比容量达到568.4 mAh/g,经过100圈循环后容量保持率达77.3%。
为了开发缓释型芳香功能材料和纺织品,通过单凝聚法制备薄荷精油微胶囊,以粒径和包埋率为指标,通过单因素法优化薄荷精油微胶囊的制备工艺,利用扫描电子显微镜(SEM)观察微胶囊表面形态;通过红外分析固化前后囊壁分子基团的变化,并测试了薄荷精油微胶囊的缓释性、热稳定性等。结果表明,薄荷精油微胶囊的制备工艺为:以Span80和Tween80复配作为乳化剂,选择分子量约为30000的壳聚糖为壁材,芯材薄荷油与壁材壳聚糖质量比为1∶1,加入质量分数为100%(对壳聚糖用量)的戊二醛固化1 h。薄荷精油微胶囊的平均粒径约为2.8 μm,包埋率达66.67%,常温条件一个月后保留率为65.24%,高温(120℃)2 h后保留率为76.23%,红外分析表明壳聚糖经固化后形成交联结构,热重分析表明薄荷精油微胶囊具有良好的热稳定性。薄荷精油经过微囊化处理后提高了稳定性,有利于进一步拓宽应用范围。
为突破传统实验手段与一维数学模型的局限,一些研究者提出基于计算流体力学模拟人体-服装-环境系统的热量流动与传递过程,通过计算皮肤温度、传热系数等参数的方式评价服装的传热性能。文章概述了仿真方法解决服装传热问题的流程,揭示服装及人体几何模型建立、计算模型与边界条件设定的关键;从着装人体、服装结构、防护服装功能角度回顾了传热问题的国内外研究进展;总结了常用人体热生理模型的特征,介绍了热调节-CFD耦合系统在服装传热性能评价中的应用。现有模拟方法依然存在难以完全还原纺织材料、衣下空间分布、人体热反应等真实特性的问题,建议将动网格、用户自定义函数、数值模型耦合系统等作为深入研究方向,提高仿真评价的准确性。
为进一步推动MXene (Ti3C2Tx)在纺织领域中功能化和智能化方面的应用,结合国内外相关文献,着重介绍MXene的制备方法,包括HF腐蚀法、原位产生HF腐蚀法、熔融盐法、电化学法、浓碱法等;详细综述了MXene在纺织领域的力学、电学、阻燃抑烟、储能等方面的研究进展;总结了MXene在以纺织油墨、纤维、涂层等为载体的智能织物和柔性传感器等应用中的优异性能。最后指出了MXene在树脂基体中分散性较差,在空气中易被氧化和使用耐久性等不足及其未来发展方向。
色彩在纺织品设计中占有重要地位。为探索色彩经济时代纺织品色彩创新设计策略,通过阐述色彩经济的内涵与价值,分析纺织品色彩创新设计面临的可持性设计、观念更替、色彩材料与加工艺等方面面临的挑战,提出纺织品色彩创新设计的策略。研究认为:开展生活方式研究、深入进行市场调研、注重科学的色彩搭配方法、关注流行色和传统色彩文化的应用,可为纺织品色彩创新设计提供参考。
为了探索聚四氟乙烯(PTFE)复合过滤材料的制备工艺及性能,以不同种类PTFE膜为主要原料,无纺布作为基材,采用不同的覆膜方式制备PTFE复合过滤材料。研究PTFE膜的种类、覆膜方式对PTFE/无纺布复合过滤材料性能的影响,以及熔喷布与PTFE/无纺布复合过滤材料两者性能之间的不同。结果表明:以PTFE-A膜为原料,采用胶覆方式所制备的PTFE/无纺布复合过滤材料的通气阻力要比热覆的低,且过滤效率能达到99%,该材料的过滤效率和通气阻力能符合口罩标准要求。
为了研究口罩结构参数对过滤性能及透气透湿性能的影响,对8种日常防护型口罩内层、过滤层及外层的结构参数进行分析,并对其透气透湿性能、过滤性能进行测试和表征。结果表明:过滤层结构参数对过滤性能的影响权重从大到小依次为:纤维直径、平均孔径、孔隙率,且随着纤维直径的减小,口罩的过滤性能呈增大趋势;口罩整体的透气性能主要受口罩内层影响,且随着口罩内层透气性能的增大,整体透气性能呈增加趋势;口罩整体的透湿性能主要受过滤层影响,且随着过滤层透湿性能的增大,整体透湿性能呈增加趋势。
为了优化定量分析棉/聚酯纤维/氨纶混纺织物的方法,根据新发布的国标GB/T 38015-2019《纺织品定量化学分析氨纶与某些其他纤维的混合物》设计了盐酸-硫酸法:采用20% HCl在70 ℃,30 min条件下溶解棉,然后用75% H2SO4在50 ℃,1 h条件下溶解氨纶,根据质量损失,求得各组分的质量分数,完成棉/聚酯纤维/氨纶混纺织物的定量分析。采用盐酸-硫酸法对10块不同规格的棉/聚酯纤维/氨纶混纺织物进行定量分析,并与传统的拆分-75% H2SO4法及DMF-75% H2SO4法进行分析比较。结果表明:20% HCl(70 ℃,30 min)中聚酯纤维的质量修正系数为1.00,新设计的盐酸-硫酸法切实可行,并具有操作方便、数据准确等优点。
为开发新型保健功能性服用面料,以桑蚕丝作为经纱、涤纶纱与负载核壳结构维生素E纳米颗粒的粘胶纱为纬纱,试织9种纬纱比例不同的交织物,研究纬纱中粘胶纱含量对交织物服用性能、抗氧化性及除臭性的影响,并结合模糊综合评价法确定织物综合性能优化的织物规格设计方案。结果表明:随纬纱中负载核壳结构维生素E纳米颗粒的粘胶纱含量增加,织物透气性、透湿性、抗起毛起球性、抗氧化性、除臭性均有不同程度地增强,织物折皱回复性下降;当负载核壳结构维生素E纳米颗粒的粘胶纱与涤纶纱的投纬比例为1∶0时,织物具有最佳的综合性能。为开发负载核壳结构维生素E纳米颗粒的粘胶纱保健功能性面料提供一定的理论依据。
为实现连缀式及重叠式四方连续花型最小单元的自动提取,对矩形模板边长占比进行迭代,探究了矩形模板大小对全局模板匹配的影响,再利用垂直矢量法分析了匹配所得矩形的中心点点集,揭示出像元重复规律与最小单元的对应关系;以相似度均值度量提取结果的准确性,阐明了最小单元重复次数与相似度均值的关系;通过分析模板匹配的适用性,提出了自适应阈值模板匹配的方法,改进后相似度均值平均可达94.29%。结果表明,该方法能有效实现连缀式及重叠式四方连续花型最小单元的提取。
为提高聚酰胺湿法涂层织物的阻燃性能,将阻燃剂9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)作为填料添加于聚酰胺湿法涂层浆料中。研究以DOPO为填料的聚酰胺湿法涂层工艺(涂层浆料放置时间、烘焙温度、相转变时间)对所制涂层织物服用性能和阻燃性能的影响,进而得出最佳湿法涂层工艺。结果表明:DOPO加入聚酰胺湿法涂层浆料后,商标布的最佳涂层浆料黏度为0.7 Pa·s,最佳相转变时间为15 s,最佳烘焙温度为100 ℃,所制阻燃商标布具有较佳的阻燃效果和手感。
为制备一种红外隐身复合材料,以低发射率机织物作为上下表层,隔热涂层作为中间层,采用热压工艺得到了一种三明治结构复合材料。其中低发射率机织物选取FDY涤纶长丝为经纱,镀银尼龙长丝为纬纱;隔热涂层选取表面改性的SiO2气凝胶为功能填料,E51环氧树脂为成膜剂。对镀银纤维和SiO2气凝胶颗粒的形貌结构、机织物的红外发射率、隔热涂层膜的导热系数、复合材料的红外隐身性能等进行了测试与分析,确定了最佳工艺条件。结果表明:当SiO2气凝胶粒径为15 μm、在涂层中的质量分数为12%时,涂层膜的隔热性能最好,导热系数低至0.05835 W/(m·K),同时对应复合材料的红外隐身效果最好,使用复合材料伪装热源目标并用热红外成像仪进行测试,可以得出材料表面与周围环境的图像灰度差和红外辐射温度差最小。
为提高羊绒羊毛纤维定量的自动化程度,引入基于掩模区域卷积神经网络(Mask R-CNN)深度学习技术,对通过光学显微镜采集的图片进行图片处理、算法模型优化,以及学习和训练,建立起山羊绒和绵羊毛的自动识别模型。采用测试集对所建立的模型进行了验证测试,结果表明,对山羊绒和绵羊毛纤维的自动识别正确率达到95%以上,证实了所建立的识别技术的可行性。
为了预测织物热传递性能,更好地进行织物设计,从而提高织物的热舒适性能,从不同建模方法的角度介绍了与织物结构参数及内部特征相关的织物热传递性能预测模型,包括统计模型、人工神经网络模型、数学理论模型和有限元模型,并分析了各类预测模型的特点和适用范围。回顾并总结了近年来国内外织物传热模拟的研究现状。此外,总结了含水分织物以及含相变材料织物的热传递模型及研究进展。综合以上文献分析,指出可通过优化织物结构特征提升织物热传递性能,并提出织物传热性能预测研究的发展趋势,为服装热舒适性研究提供新的思路。
为研究纺织服装领域足迹类文献研究进展,总结其研究趋势,选择CNKI数据库和WEB OF SCIENCE数据库,以2011-2020年纺织服装足迹类研究的期刊论文作为数据源,利用CiteSpace可视化文献分析工具,从关键词频次、时区视图、聚类图、时间线视图、突现词等几个角度对纺织服装领域关于足迹的研究进行分析。研究发现:纺织服装领域足迹类研究在碳足迹、水足迹的核算方法、核算数据、案例示范等方面开展了较为全面的研究,形成较为完善的研究网络;针对化学品足迹的研究起步相对较晚,相关研究正在进一步深入和完善;纺织服装足迹类研究的中文文献较多聚焦于工业生产阶段的碳足迹、水足迹核算、评价与应用示范;纺织服装足迹类研究的英文文献侧重于全生命周期视角和全球化产业链视角,量化与评价纺织服装碳足迹和水足迹,并探讨产业可持续发展与资源消耗、环境污染之间的相互关系。
为了提高氧化石墨烯(GO)纳滤膜的纳滤性能,采用静电喷涂技术制备了大面积的GO纳滤膜,进一步结合静电纺丝技术,设计并制备了PVA/GO复合夹层结构纳滤膜,极大地提高了纳滤膜的结构稳定性。此外,为了进一步提高PVA/GO纳滤膜的纳滤性能,采用亲水性二氧化硅(SiO2)纳米粒子插层GO,增大了GO纳滤膜的层间距。最后,对所制备的PVA/SiO2/GO复合夹层结构纳滤膜(PS@GS-NF)的纳滤性能、结构稳定性、可重复利用性能和吸附性能进行研究。结果表明:PS@GS-NF的稳态纯水渗透系数高达21.1 L/(m2·h·bar),有机染料截留率的保持率高达98%。同时夹层结构还保证了PS@GS-NF具有较高的结构稳定性。此外,PS@GS-NF还具有良好的可重复利用性能和对带正电荷的有机染料分子具有良好的吸附性能,其纯水渗透系数恢复率可达92%,对带正电荷的亚甲基蓝有机染料分子的吸附率可达96%。
间位芳纶是一种新型高科技合成纤维,因具有极好的耐热性、阻燃性和稳定性而被广泛应用于阻燃服、军事、航空航天等领域。然而芳纶高分子链间作用力大、纤维结晶度高、纤维表面化学惰性强,使染料分子难以进入纤维内部或与纤维结合,导致芳纶染色性较差。目前,主要从两方面改善芳纶染色难题:通过提高温度、加入载体或改用非水染色介质等手段开发新型染色工艺提升染料上染率;对芳纶进行改性以提升芳纶可染性。文章对间位芳纶的着色技术现状进行综述,简要介绍了各类染色方法的基本原理及研究进展,重点阐述了芳纶结构与染色性能的关系,并总结了各染色方法所面对的挑战及应用前景。
为了研究碳纳米管纤维在气相沉积法反应器内的运动形态,并分析纤维运动形态对生成碳纳米管纤维的影响,首先采用数值模拟的方法对气相沉积法反应器内的气体流场进行数值求解,得到反应器内的气体流场的速度;然后在此气体流场中建立碳纳米管纤维模型并对其进行受力分析,得到纤维动力学方程,与气体流场控制方程组联立得纤维/气体两相流动模型;最后利用求解得到反应器内的气体速度,再对纤维动力学方程进行数值求解,从而得到碳纳米管纤维在反应器内的运动形态。模拟结果表明:气相沉积法反应器内的气体流场呈层流状态;由于气体从中心流入,纤维反应器中心轴线附近有较大波动,中心轴线附近气体流动区域逐渐扩大,加速度方向也产生改变,使得气体速度方向、大小均发生改变,纤维通过波动纠缠可以增加纤维束中纤维的连接,使之不易分散开来;而靠近壁面的气体流动逐渐稳定,导致靠近壁面的纤维运动形态逐渐平缓。通过模拟得到的纤维运动形态对形成碳纳米管纤维束有良好的促进作用。
为探究PhahrOmeter织物评价系统在不同洗涤次数下牛仔面料的手感风格特征,选取100%棉、100%莱赛尔纤维、莫代尔/棉/麻3种牛仔面料试样,通过模拟穿用过程中的家庭滚筒洗涤方式,进行0次、10次、20次、30次不同次数水洗并分别进行手感风格值测试,运用灰色关联法分析计算手感因子与织物手感值之间的关系。结果表明:织物硬挺度是影响织物手感风格表现趋势的主要因素,织物的柔软度和硬挺度呈反比关系,织物柔软度随着水洗次数增加其对应的测试数值减小,光滑度则呈相反趋势,即水洗次数越多,测试数值越大,织物越柔软;测试中,相近平方米质量和厚度的纯棉牛仔和莫代尔/棉/麻混纺风格最接近,莫代尔纤维改善了牛仔面料的手感值和硬挺度。
为提高下肢残障群体裤装的穿脱便利性,分轻度和重度下肢残障群体两个组别,设计正交实验,考察了服装紧固件、开口位置、开口大小3个因素对其无障碍裤装试穿时间的影响,利用极差分析和方差分析得到最优水平组合,对裤装改进效果进行主观评价。结果表明:开口大小是影响裤装穿脱便利性的主要因素,对试穿时间有非常显著影响,紧固件为重要因素,对试穿时间有显著影响,开口位置为次要因素,对试穿时间影响不显著。对于轻度下肢残障群体而言,当开口大小为25cm、紧固件为魔术贴、开口位置设在中间时,裤装的穿脱便利性最好,穿脱所需总时间最短;对于重度下肢残障群体而言,开口大小为95cm、紧固件为拉链、开口位置在腿部中间,裤装的穿脱便利性最好。根据最优水平组合改进后的无障碍裤装在感觉舒适性、穿脱方便性的效果上均优于改进前的裤装。
为了解医用防护服研究进展,对医用防护服的时空关系、合作关系、共现关系和共被引进行了研究。以文献计量和知识图谱法为研究方法,CiteSpace为分析工具,对2006年1月1日—2020年10月30日在 Web of Science 上发表的380条文献进行可视化分析。研究发现:在时间线上有关医用防护服的发展呈现螺旋上升的趋势,在空间维度上以局部集中的态势分布,在合作关系维度显示出合作不紧密。医用防护服研究的重要力量主要集中于高校,当前还尚未形成核心学术团体;在共现关系维度发现研究集中于医学、材料学;共被引关系揭示了和医用防护服高影响力的学者和与高水平期刊,在研究热点方面以Risk、Exposure、Performance等主题为高频研究热点,研究主题随着时间不断变化。通过分析可以预测未来可能成为研究热点的主题有Personal pertective equitment、Covid-19、Surface和Physical activity。
为探究镀铝碳纤维平纹编织格栅在大变形条件下的力学行为,采用试验与有限元模拟结合的方法,按照国标GB/T 1447—2005《纤维增强塑料拉伸性能试验方法》使用电子万能试验机对格栅试样进行拉伸性能测试;在Pro/E中建立格栅试样单胞模型,并导入有限元软件ABAQUS中对其进行拉伸模拟,通过试验数据验证仿真分析的有效性。结果表明:镀铝碳纤维平纹编织格栅具有高度非线性;经纬纱交织处容易产生应力集中,最易发生破坏失效;试验数值曲线与仿真数值曲线上升趋势一致且相差较小,验证了格栅模型仿真分析是可行的,为镀铝碳纤维编织格栅的设计及工程应用提供参考。
为了获得不易随环境湿度发生形变,不易吸水增重、溶解失重的复合膜,采用配方试验设计确定了6种配比的壳聚糖/明胶/茶多酚复合膜,通过流延法制备了这6种不同配比的壳聚糖/明胶/茶多酚复合膜,对复合膜吸水增重、溶胀性能和失重性能进行测试。结果表明:当壳聚糖、明胶、茶多酚占比分别为67.55%、0%、32.45%时,所制备的复合膜吸水率最小,此时溶胀率接近0%且失重率较小;当3种组分的配比分别为63.08%、7.52%、29.40%时,所制备的复合膜的溶胀率为0%,但此时吸水率较大;当3种组分的配比分别为50.00%、0%、50.00%时,所制备的复合膜失重率最小,但此时溶胀率为负值,所制成的复合膜在水中发生了皱缩。因此最优配比可选用67.55%壳聚糖,0%明胶和32.45%茶多酚。实验同时表明,茶多酚的引入可以大大改善壳聚糖/明胶复合膜遇水易溶胀溶失的缺点。
为提高拒水拒油复合墙布底层面料与面层面料的剥离强度及降低生产成本,采用喷涂技术将三防助剂施加于涤纶起绒面料表面,使面料两面具备非对称润湿性,探讨制备工艺参数对涤纶面料拒水拒油性及基布剥离牢度的影响,并分析非对称润湿性涤纶起绒面料作为复合墙布面料应用的优势。结果表明:当三防助剂质量分数8%,喷浆量70 g/m2,焙烘温度160℃,焙烘时间60 s,可以使涤纶起绒面料两面具备显著的非对称润湿特效;在达到正面相同的拒水拒油等级时,织物非对称润湿法比传统浸轧三防剂法可降低2.1倍的带液率,其剥离牢度是传统浸轧三防剂法的3.7倍。非对称润湿性复合墙布面料制备成本低,正面拒水拒油性能良好,与织物复合后的剥离牢度高,具有广阔的应用前景。
为了开发评估织物悬垂性的新方法,建立了描述悬垂织物的数学模型,用以描述织物的悬垂外观形态,并提出了评估织物悬垂性的新指标。选取6块平纹亚麻织物,在现有的织物悬垂性能测试仪器的基础上,引入3D扫描仪,获得了悬垂织物三维图像及数据,并对所获得数据进行统计处理得出评估结果。结果表明:新开发的数学模型可以精确地描述不同亚麻织物的悬垂外观形态,通过对不同平纹亚麻织物测试和数据分析,证实了新方法具有较高的准确性,相比于伞式法,该方法可以更为有效地评估织物的悬垂形态。
由于布匹疵点种类分布不均,部分疵点具有极端的宽高比,而且小目标较多,导致检测难度大,因此提出一种改进级联R-CNN的布匹疵点检测方法。针对小目标问题,在R-CNN部分采用在线难例挖掘,加强对小目标的训练;针对布匹疵点极端的长宽比,在特征提取网络中采用了可变形卷积v2来代替传统的正方形卷积,并结合布匹特征重新设计边界框比例。最后采用完全交并比损失作为边界框回归损失,获取更精确的目标边界框。结果表明:对比改进前的模型,改进后的模型预测边界框更加精确,对小目标的疵点检测效果更好,在准确率上提升了3.57%,平均精确度均值提升了6.45%,可以更好地满足面料疵点的检测需求。
山羊绒、绵羊毛外观相似,理化性质相近,这是传统检测方法无法客观区分两者最主要的原因。为从根本上解决这个问题, 科研人员从生命最本质的特征入手,开发了针对特种动物纤维角蛋白检测方法,以及毛髓细胞内的遗传物质DNA的检测方法。文章简述了检测的基本原理、发展历程、应用范围及存在的问题,对目前存在的几种分子生物学检测方法作了较为系统的比较分析。其中,DNA检测灵敏度高,但使用范围受限;蛋白检测方法较为稳定,易于实现多种混合物的定性检测,但灵敏度不及DNA检测法。总之,分子生物学检测法是传统检测法的有益补充,在其适用范围内,可以提供客观一致的检测结果。
为了探讨制备碳纳米管纤维的直立式气相沉积反应器气体流场,选用计算流体力学软件Gambit和Fluent分别对直立式气相沉积反应器气体流场进行建模和数值模拟,模拟得到反应器内部气体速度、温度和浓度分布。结果表明:气体从进气管口射出时速度达到峰值1.79 m/s;在加热段时速度逐渐趋向于稳定,为0.02 m/s,温度逐渐趋向于反应器管壁温度(1500K);碳源甲烷气体在反应器加热段呈现泊肃叶分布。直立式气相沉积反应器加热段气体流场呈现低速平缓高温,是适宜碳纳米管合成和碳纳米管纤维形成的有利环境和主要区域。
