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2025年 第33卷 第11期    刊出日期：2025-11-18

上一期   

丁二酸对聚丁二酸丁二醇酯热性能的影响

刘阳晨, 王勇军, 徐涛, 戴钧明, 陈世昌, 吕汪洋, 陈文兴

2025, 33(11):  1-8.  DOI: 10.12477/j.att.202501051

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为了探讨丁二酸对聚丁二酸丁二醇酯（PBS）热性能的影响，选用市售的石油基丁二酸和生物基丁二酸作为聚合原料，首先对丁二酸杂质进行检测，然后将其聚合成PBS并分析丁二酸对PBS性能的影响。对PBS进行特性黏度、色相和热性能表征，并使用Friedman和Flynne-Wall-Ozawa法计算了热降解活化能（Ea），得到升温速率与Ea、热失重程度与Ea的关系图谱。结果表明：生物基丁二酸中Na元素及金属元素总量要明显高于石油基丁二酸，这降低了PBS聚合反应速率，同时增强了聚合过程的副反应。由生物基丁二酸合成的PBS（PBS-2）的L/a/b值为37.20/6.73/11.81，其色泽相较于石油基丁二酸合成的PBS（PBS-1）更为偏黄。PBS-2二次升温曲线中的冷结晶峰要比PBS-1的更为明显，且升温曲线中含有一个肩峰。此外，PBS-2的热分解温度和Ea均低于PBS-1，表明生物基丁二酸合成的PBS的热稳定性不及石油基。研究结果可为工业合成PBS的原料选择提供参考依据。

仿生刺体状分级多孔二氧化硅微球的可控合成与吸附性能

刘酥, 尤宇杰, 虞睿轩, 司银松, 傅雅琴

2025, 33(11):  9-18.  DOI: 10.12477/j.att.202503014

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为提高用溶胶凝胶法制备刺体状分级多孔二氧化硅微球（SiO2 BMs）的产量，通过调节醇水比、反应温度等工艺参数对实验进行系统优化，并深入研究了具有分级多孔结构的SiO2 BMs对有机染料及牛血清白蛋白（BSA）的吸附能力。结果表明：醇水比和反应温度对SiO2 BMs分级多孔结构的组成参数影响显著；优化实验工艺参数可以使得一次反应合成产量从毫克级（0.06 g）提升至十克级（约16 g）。SiO2 BMs对有机染料及BSA均表现出高效的吸附性能；经煅烧后的SiO2 BMs对罗丹明B（阳离子染料）的吸附效果显著提高。研究结果展示了SiO2 BMs在吸附领域的独特结构优势，可为多孔SiO2的结构设计和吸附功能优化提供参考。

固/液金属图案化复合传感的玉米醇溶蛋白超细纤维基LC应变传感器

陈焕, 丁润龙, 刘飞, 肖雅, 崔丽娜, 蒋秋冉

2025, 33(11):  19-26.  DOI: 10.12477/j.att.202408049

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为克服电感-电容应变传感器难以兼顾高灵敏度和宽工作范围的问题，利用丝网印刷银浆溶液和掩膜喷涂沉积液态金属技术，将传感层的固态银与液态金属进行图案化结合，在玉米醇溶蛋白超细纤维基底上构建固液金属复合传感层，实现了高灵敏和宽工作范围的柔性LC应变传感器的制备。研究表明：银和液态金属复合的柔性传感器能够改善单一材料传感器的传感性能；相较于纯银，固液金属复合传感器工作范围提升了122%；相较于纯液态金属，灵敏度提升了300%。此外，固液金属比例的变化显著影响传感器的传感性能，其中面积比为2∶1的银/液态金属比例表现出良好的灵敏度（28.6 MHz/𝜀）和可接受的工作应变范围（82%）。基于玉米醇溶蛋白超细纤维基底，固液金属复合传感器具有高透气等良好的性能，可用于医疗诊断、生物监测等多种应用场景。

热压工艺对玻璃纤维/聚苯硫醚复合材料力学性能的影响

刘鑫宇, 田伟, 邵灵达, 宋丽伟, 金肖克, 祝成炎

2025, 33(11):  27-35.  DOI: 10.12477/j.att.202412059

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为探究热压工艺对玻璃纤维/聚苯硫醚(GF/PPS)复合材料力学性能的影响，采用L9(33)正交试验，以热压温度、时间、压强为主要影响因素，制备了不同工艺的GF/PPS复合材料，并采用万能试验机与扫描电镜分别对其力学性能、损伤形貌进行表征。结果表明：热压时间对GF/PPS复合材料的拉伸强度具有显著性影响，温度对其弯曲强度具有显著性影响；在热压工艺参数为320 ℃、2 MPa、20 min时，GF/PPS复合材料的拉伸性能最优，拉伸强度为125.6 MPa；在330 ℃、1 MPa、10 min工艺条件下，其弯曲性能最优，弯曲强度为219.3 MPa。微观结构分析表明，经工艺优化后，复合材料拉伸破坏后纤维抽出和基体剪切破坏减少，纤维束断裂较为齐整；弯曲破坏后树脂紧密包裹纤维，层间浸润程度提高。研究结果为GF/PPS复合材料的性能优化和工程应用提供了重要的理论依据和工艺指导。

基于响应面法的涤棉粘混合精梳分离牵伸工艺优化

杨天琪, 任家智, 冯清国, 李季平, 李国锋

2025, 33(11):  36-42.  DOI: 10.12477/j.att.202412031

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为提高涤/棉/粘3种纤维混合精梳时的精梳条质量，利用响应面分析法建立精梳条的条干CV值模型，对精梳机分离接合过程中纤维卷定量、分离皮辊压力以及搭接刻度3个工艺参数进行试验设计与优化。结果表明：纤维卷定量、分离皮辊压力以及搭接刻度均对精梳条的条干CV值有显著影响，其影响程度为纤维卷定量最大、分离皮辊压力次之、搭接刻度最小；当纤维卷定量为62.3 g/m、分离皮辊压力为4.4 bar、搭接刻度为-0.32时，模型预测条干CV值为4.56%，实验验证得到的精梳条的条干CV值为4.58%，实测值与预测值差异微小。该优化方法可有效地用于多纤维混合精梳分离牵伸工艺参数的准确设计，对于开发多纤维混合精梳高品质纱线具有重要意义。

基于ARIMA-贝叶斯网络与混合修复方法的纺纱机异常数据处理

候松松, 戴宁, 胡旭东, 沈春娅, 丁春高

2025, 33(11):  43-53.  DOI: 10.12477/j.att.202501018

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纺纱机在数据采集中因通信故障、数据采集与传输错误常引发数据异常问题，对此提出了一种双维度异常数据识别与缺失数据混合修复的方法。首先，根据不同模型互补优势，从时间维度和参数维度分别对异常数据进行分析，利用自回归移动平均模型对单参数时间序列进行异常数据识别，分析单个参数在时间维度上的变化趋势；其次，利用贝叶斯网络模型对多参数时间序列进行异常数据识别，建模不同参数之间的关联关系，识别时间点上的关联异常；最后，根据数据特性，利用K近邻算法修复稳定波动型数据，采用分段线性回归结合滑动窗口的混合预测方法修复连续增长性型数据，确保数据完整性与准确性。结果表明：双维度异常数据识别方法识别率可达97.58%，混合修复方法拟合系数平均达到了0.9614，有效提升异常数据处理的精度。研究结果可为纺纱机数据分析及后续优化提供可靠的数据支持。

基于红外图像的织物多向水分传递的测量方法

石雨青, 郑兴, 胡云云, 董思荣, 张俊

2025, 33(11):  54-63.  DOI: 10.12477/j.att.202501023

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为了探讨织物中多向动态水分传递的特性，提升织物水分传递性能测定的精度和效率，采用红外热像仪记录水分在织物中的扩散过程，构建了自动测定系统，利用计算机图像处理技术，实时提取任意时间、角度下的润湿半径和面积数据，进而实现多方向织物水分传递特性的分析。采用该系统对20种不同织物进行水平滴液测试，按照水分在织物上的润湿半径、润湿形状等特征，将织物润湿图像分为O、C和X形3个类型，并根据任意时刻任意角度的润湿半径分析了织物多向水分传递性能。结果显示：织物在0°（纬向）、45°（斜向）、90°（经向）方向上的水分传递通常存在显著差异。经辛普森面积积分法验证，该方法和系统的测定误差均小于4%，可准确测定织物的多向动态水分传递性能，为高效水分管理织物的开发提供有效的测试手段。

生物基锦纶56/真丝交织物的抗菌与吸湿速干性能

叶彩云, 王国夫, 吴惠萍, 郭玲玲, 田伟, 祝成炎, 张红霞

2025, 33(11):  64-72.  DOI: 10.12477/j.att.202503004

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为探究生物基锦纶56纤维（PA56）在功能纺织品上的应用前景，以PA56和桑蚕丝为原料，按不同的组织结构和纱线成分织造了20种织物试样。测试织物试样的抗菌和吸湿速干性能，并运用多项式拟合、层次分析法和模糊综合分析等数学方法研究纱线成分及组织结构对织物抗菌和吸湿速干性能的影响。结果表明：纬纱中PA56纤维质量分数越高，织物的抗菌与吸湿速干性能越好；相比于纬重平组织、2/1斜纹组织和五枚缎纹组织，蜂巢组织织物的吸湿速干综合性能最好。研究结果说明生物基锦纶56纤维在多功能纺织品开发上具有市场潜力。

催化氧化协同碱煮的苎麻脱胶工艺

秦煜, 郁崇文

2025, 33(11):  73-82.  DOI: 10.12477/j.att.202501039

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为解决苎麻传统碱脱胶工艺存在的工序冗长、能耗高、污染严重等问题，采用H2O2/NHPI/漆酶催化氧化体系，通过温和反应条件与选择性氧化降低能耗与污染。首先对比H2O2/NHPI、H2O2/漆酶、NHPI/漆酶和H2O2/NHPI/漆酶4种处理体系对纤维性能的影响，明确催化氧化体系的优势；随后通过单因素实验和显著性分析研究NHPI质量浓度、漆酶质量浓度、H2O2质量浓度、温度、时间和pH值等因素对纤维性能的影响；最后采用响应面法优化工艺参数，获得最佳工艺，并对脱胶后的苎麻纤维进行SEM、FTIR、NMR表征分析。结果表明：最佳氧化脱胶工艺为11.04 g/L H2O2、5 g/L漆酶、0.73 g/L NHPI、pH 4.77、温度55 ℃、时间20 min；碱处理工艺为6 g/L NaOH、2.5 g/L Na2SO3、2 g/L Na2SiO3、温度100 ℃、时间60 min。通过H2O2/NHPI/漆酶催化氧化工艺得到的苎麻精干麻断裂比功为0.133 cN/dtex，比传统碱工艺高12.7%，比无氧化只碱煮工艺高18.0%，总反应时间为80 min，较传统碱工艺缩短了73%，高温能耗节省了3/4。此外，经H2O2/NHPI/漆酶氧化处理后，纤维素C6伯羟基发生氧化，非纤维素成分被有效去除，纤维表面无粘结、平整光滑。该工艺反应时间短、能耗低且精干麻纤维断裂比功高，在苎麻脱胶中具有很大的应用潜力。

高碘酸钠氧化处理对薯莨染色丝绸的固色作用

安盟, 林柳兴, 马明波, 周文龙

2025, 33(11):  83-91.  DOI: 10.12477/j.att.202412038

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莨纱绸在传统制作工艺中需经过多次浸染日晒并涂覆特定的河泥以固定颜色，耗时长且效率低，严重制约了莨纱绸的生产效率。为解决这一问题，采用高碘酸钠(NaIO4)对薯莨色素及其染色织物进行氧化处理，测试氧化处理后的染色丝织物的色牢度，并通过紫外光谱、红外光谱和X射线光电子能谱分析氧化前后的色素和染色织物的化学结构。结果表明：NaIO4氧化处理显著提升了薯莨染色丝织物的色牢度，使耐洗涤色牢度由2级提升至4级以上，耐摩擦色牢度由2级提升至3－4级，符合纺织品对色牢度的要求（3级以上）。NaIO4氧化处理能够将薯莨色素中的酚羟基氧化为羰基，从而延长共轭体系并显著提升织物的K/S值。氧化后色素与丝织物间通过希夫碱反应生成C=N键，从而增强了染料与纤维的结合力，显著提升染色牢度。研究结果为莨纱绸生产工艺的改良提供了重要的理论依据和技术支持。

高性能碳纳米管基湿气发电器的制备及应用

徐亚茹, 徐路, 陈家安, 齐晓明, 倪庆清

2025, 33(11):  92-99.  DOI: 10.12477/j.att.202504020

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为解决小型湿气发电器普遍存在的输出低、响应速度慢、器件结构复杂等问题，以碳纳米管(CNT)、羧基碳纳米管(MWCNTs−COOH)为薄膜电极，引入氯化钙(CaCl2)作为亲水性功能材料，采用聚乙烯醇磷酸(PVA-HP3O4)作为电解质凝胶，制备了一种三明治结构的湿气发电器(MEG)。系统表征了不同CNT基薄膜的微观形貌和化学结构，研究了MEG的发电性能与工作机制，并探索了其在低功耗电子器件驱动和监测传感方面的应用。结果表明：通过结构设计和组分调控，MEG在85%相对湿度条件下，可实现1.17 V的开路电压和995 µA(对应短路电流密度995 µA/cm2)的短路电流输出。该器件在弯曲和扭转机械变形条件下仍保持优异的稳定性，成功实现了对小型电子器件的驱动，并能精准监测人体手指湿度变化及呼吸模式。这些特性使其在可穿戴电子设备和自发电传感器方面具备广阔的应用潜力。

Ti-B二元涂层改性碳粘结碳纤维复合材料的结构及性能

李方正, 相利学, 苏娟娟, 吴新锋, 韩建, 司银松

2025, 33(11):  100-108.  DOI: 10.12477/j.att.202503063

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为了改善碳粘结碳纤维(CBCF)复合材料的力学性能与抗烧蚀性能，采用多尺度结构构建的策略，协同采用Ti-B二元涂层及酚醛树脂气凝胶改性CBCF，制备了CBCF/TB-PR复合材料。研究了煅烧温度及硼酸添加量对涂层结构的影响，并对制备的CBCF/TB-PR复合材料进行了力学性能、隔热性能、抗烧蚀性能的测试及对比研究。结果表明：当煅烧温度为400 ℃，硼酸添加摩尔比为0.5，制备的CBCF/TB-PR复合材料具有优异的机械强度(压缩强度在xy方向为4.29 MPa，z方向为2.61 MPa)、良好的隔热性能(导热系数在xy方向为0.099 W/(mK)，z方向为0.213 W/(mK))和优异的抗烧蚀性能(线烧蚀率和质量损失率分别为6.1110-3 mm/s和4.3210-3 g/s)。研究结果表明，CBCF/TB-PR复合材料在未来超高速飞行器和高温极端环境应用中具有巨大潜力。

大丝束碳纤维多腔异型拉挤复合材料腔壁的力学性能

杨文燕, 王芮杰, 武娟娟, 何梦瑶, 许福军

2025, 33(11):  109-118.  DOI: 10.12477/j.att.202501048

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为了促进拉挤成型复合材料在多领域的应用，以大丝束碳纤维多轴向经编织物为原料，采用拉挤成型工艺制备了大丝束碳纤维织物多腔异型梁复合材料，测量了不区域腔壁的厚度、纤维体积含量及孔隙率，根据腔壁的位置选择了7个区域进行了拉伸、压缩和层间剪切测试，并分析了不同腔壁力学性能产生差异的原因。结果表明：拉挤多腔异型梁复合材料各腔壁的力学性能与纤维体积含量及纤维取向相关，且芯棒是导致各腔壁尺寸偏差的关键因素。研究结果可为后续多腔异型拉挤复合材料的制备工作提供数据参考。

氨基化碳纳米管预涂树脂对碳/玻璃层压板修复性能的影响

段刘芳卉, 陈立峰, 沈伟, 竺铝涛

2025, 33(11):  119-126.  DOI: 10.12477/j.att.202502044

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为了修复碳纤维/玻璃纤维复合层合板的裂纹损伤，将氨基化碳纳米管引入树脂预涂技术，研究环氧树脂质量分数与氨基化碳纳米管添加量对修复性能的影响，并基于预涂液性能筛选最佳配比，进一步探讨固化温度和时间的调控机制。结果表明：修复后层合板抗压强度随环氧树脂质量分数增加呈先升后降趋势，当树脂质量分数达30%时，预涂液粘度过高导致性能下降；氨基化碳纳米管的引入显著提升修复效率，其添加量增至3%时抗压强度较未添加组提高21%；优化固化参数后，70 ℃条件下修复效率达93%，延长固化至60 d时可使抗压强度较8 d提升100%。研究结果显示，掺杂氨基化碳纳米管的树脂预涂液对复合材料修复具有显著增强作用，在航空航天、新能源汽车等领域的部件修复中具有较好的应用前景。

废弃碳纤维预浸料的回收再利用及再生层合板力学性能分析

张宇, 陈立峰, 沈伟, 竺铝涛

2025, 33(11):  127-135.  DOI: 10.12477/j.att.202503064

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为有效解决废弃碳纤维预浸料浪费问题，通过收集、裁剪、分散、铺层以及热压处理等流程，将废弃碳纤维预浸料重新制备成再生层合板，并在层间添加短切碳纤维。通过对制备的再生层合板进行三点弯曲和准静态压缩测试，深入探究了预浸料碎片规格和增韧纤维长度对再生层合板力学性能的影响。结果显示：对于未进行增韧的再生层合板，采用较大尺寸预浸料碎片制备的再生层合板力学性能最佳。而对于采用短切碳纤维层间增韧的再生层合板，采用6 mm短切碳纤维进行增韧的再生层合板，其弯曲性能最佳；而采用10 mm短切碳纤维增韧的再生层合板，其压缩性能最佳。研究制得的再生层合板展现出了良好的力学性能，不仅可为废弃预浸料的高价值化回收提供可量化的工艺优化路径，同时也可为再生复合材料的结构设计优化提供新思路。