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2022年 第30卷 第5期    刊出日期：2022-09-10

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特约专栏:图像处理与数值模拟

基于卷积神经网络的织物图像识别方法研究进展

郑雨婷, 王成群, 陈亮亮, 吴江, 吕文涛

2022, 30(5):  1-11.  DOI: 10.19398/j.att.202110050

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基于卷积神经网络的织物图像识别技术具有自主学习、准确率高和适用性广的优点,已被广泛应用于纺织工业生产中。本文面向纺织领域详细综述了基于卷积神经网络的疵点分类、瑕疵检测、图像分类、图像分割技术的具体应用和研究进展,总结了各种网络结构的改进点和优缺点,同时就目前存在的问题及未来研究方向进行了展望。随着网络结构的不断优化,图像识别方法对实时性和精确性各有侧重,但其鲁棒性和适用性仍有较大的发展空间,有待做进一步研究。

基于改进RefineDet的织物疵点检测

阮梦玉, 李敏, 何儒汉, 姚迅

2022, 30(5):  12-20.  DOI: 10.19398/j.att.202107051

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为了实现织物疵点的自动检测与分类,提出了一种基于改进RefineDet的疵点检测方法。首先,将VGG16改为全卷积网络对织物图像特征进行提取;其次,为了获取疵点重要的特征并抑制不必要的特征,在Anchor细化模块(Anchor refinement module,ARM)中加入了注意力机制;为了提高网络的分类性能,在传输连接块(Transfer connection block,TCB)中加入了SE模块(Squeeze and excitation,SE);最后,目标检测模块(Object detection module,ODM)将检测的结果回归到准确的目标位置,并预测疵点的类别,对疵点进行定位。结果表明:本文算法对孔、污渍、纱疵和线状4种类别织物图像的均值平均精度mAP达到了79.7%,比传统RefineDet检测方法均值平均精度提高了5.0%,具有良好的分类和定位效果。

基于自适应网格划分的针织物仿真

胡新荣, 汪卓, 刘军平, 彭涛, 李敏, 李丽

2022, 30(5):  21-30.  DOI: 10.19398/j.att.202111028

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为了提高针织物仿真效率并保证仿真效果的真实性,提出一种利用纱线模型周期性的方法。该方法首先建立网格与纱线模型之间的对应关系,然后对网格模型与纱线模型分别进行仿真。在整体形变效果方面以网格仿真为主,为了加快网格仿真速度、提高低分辨率网格下的形变效果,仿真过程中使用自适应网格划分技术,根据形变的程度适当地细分与粗化相应位置的网格模型,并计算网格面的应变。在微观形变细节方面,使用不同的应变参数的输入对纱线最小重复单元进行仿真,得到该重复单元的输入应变参数与能量密度之间的关系。最后通过网格模型中得到的应变参数输入,将仿真结果映射到经过网格仿真输出的网格模型上。对5种不同针法的织物进行仿真实验,结果表明该方法比起传统网格仿真方法有更接近真实的形变效果,仿真过程中使用的模型顶点与网格数量相比输入网格减少20%～30%,并且在时间效率上最多能够提升39.7%。

基于模糊拟合图像驱动的苗族服饰图像分割算法

冯润, 黄成泉, 胡雪, 周丽华, 郑兰

2022, 30(5):  31-41.  DOI: 10.19398/j.att.202107008

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针对苗族服饰图像存在绣线纹理、形状复杂及色彩差异性的问题,提出了一种基于模糊拟合图像驱动的苗族服饰图像分割算法。首先,结合局部与全局图像信息在模糊区域中定义了模糊局部与全局拟合图像。同时,根据Kullback-Leibler散度用于描述两个概率分布之间差异的性质,利用原始图像和拟合的模糊局部与全局图像在Kullback-Leibler散度方面的图像差异,构造了模糊能量函数,从而驱动初始轮廓曲线向目标边界移动。其次,采用局部与全局轮廓曲线内外区域的像素灰度归一化类内方差构造自适应权重系数,以此来自动调整全局与局部模糊能量项之间的参数。最后,在能量函数中添加了一个正则项与长度项,并在其中引入边缘检测器,来平滑图像边缘。该算法的性能通过在自然图像上进行验证,分割结果的相似性系数与敏感性系数分别达到0.978和0.981以上。然后使用提出的算法在苗族服饰图像上进行实验,结果表明提出的算法具有较好的分割结果,并只需要较少的迭代次数与分割时间。此外,分割结果对水平集函数的初始化与苗族服饰图像具有鲁棒性。

黏性颗粒在聚偏氟乙烯纤维膜内部沉积特性数值模拟

诸文旎, 刘倩倩, JAMSHAID Hafsa, 李莉, 祝国成

2022, 30(5):  42-51.  DOI: 10.19398/j.att.202203033

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为了探究黏性颗粒在纤维过滤介质上的沉积特性,通过随机算法建立聚偏氟乙烯纤维膜的三维模型,并采用离散单元法进行了纤维膜内部的气固流动模拟,引入JKR颗粒接触模型,研究了颗粒表面能与碰撞恢复系数对黏性颗粒的运动与沉积特性影响,获得了黏性颗粒在纤维表面沉积的最佳表面能和碰撞恢复系数,并在此基础上研究了粒径2～7 μm黏性颗粒的沉积与受力情况。结果表明:颗粒表面能、恢复系数与粒径均为影响黏性颗粒沉积特性的重要因素,表面能的减小,恢复系数或粒径的增大,能够使捕集效率增大,颗粒在纤维表面更易形成稳定的沉积与团聚形态。

涤纶工业丝熔融纺丝过程的数值模拟

张伟, 成文凯, 张先明

2022, 30(5):  52-59.  DOI: 10.19398/j.att.202201058

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为了研究涤纶工业丝熔融纺丝过程熔体流动规律,根据企业用喷丝孔建立模型,运用三维有限元(Finite element method, FEM)数值模拟方法对涤纶工业丝熔融纺丝的过程进行了数值模拟,对比分析了喷丝孔收敛角、口模长径比以及喷丝孔入口流量对挤出过程温度场、速度场、剪切速率场以及压力场分布的影响。结果表明:温度场对喷丝孔结构变化不敏感,受入口流量影响较大;收敛角的增大会使熔体在收敛段速度增长趋势变大;长径比太大会使得熔体受口模段剪切作用增强,不利于速度均匀分布;入口流量大小对熔体流动状态影响较大。收敛角为73 °,长径比为3的喷丝孔结构最有利于速度的均匀分布。

天然乳胶泡沫材料压缩形变的数值模拟

陈顺微, 厉纯纯, 孙梦情, 王雪琴

2022, 30(5):  60-66.  DOI: 10.19398/j.att.202109018

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为方便乳胶纺织产品分析和设计,采用有限元法对寝具乳胶泡沫材料的压缩性能进行仿真与分析并建立乳胶泡沫变形量、压强、厚度三者的数学模型。在获得寝具乳胶泡沫的压缩性能、剪切性能、拉伸性能应力与应变实验结果的基础上,根据有限元软件ABAQUS对寝具乳胶泡沫分别采用超弹泡沫实验数据法、超弹泡沫模型参数法、低密度泡沫法3种方法进行单轴压缩仿真。仿真结果与实验值拟合分析结果显示,用低密度泡沫法仿真的拟合度相对最高,达到98.71%,相对最接近寝具乳胶泡沫的实际压缩性能。对乳胶泡沫微元进行变形仿真研究,分析得到乳胶泡沫变形量、压强、厚度三者的数学模型,为后续个性化乳胶产品尺寸设计提供帮助。

材料工程

扩链时间对聚氨酯及其静电纺纳米纤维性能的影响

王慧佳, 陈强, 易雨青, 施静雅, 李妮

2022, 30(5):  67-73.  DOI: 10.19398/j.att.202202029

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为了优化聚氨酯纳米纤维膜的力学性能和润湿性能,以聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、4,4′-亚甲基双(苯基异氰酸酯)(4,4′-MDI)和1,4-丁二醇(BDO)为主要原料合成聚氨酯(PU),并利用静电纺丝技术制备PU纳米纤维膜。研究了不同扩链段反应时间对合成聚氨酯物理性质和静电纺纳米纤维膜性能等的影响。采用红外光谱仪(FTIR)、高效液相色谱仪(GPC)、热重分析仪(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、多功能拉伸仪和动态/静态接触角仪对PU结构和纤维膜的形貌性能进行表征。结果表明:当扩链反应时间由90 min增加至120 min时,聚氨酯分子量增加,合成聚氨酯的热稳定性略有提高,纳米纤维的成膜性能增强。当扩链反应时间为120 min时,纳米纤维膜的断裂应力为6.8 MPa,断裂伸长率达到139%;疏水性能随着扩链反应时间的增加明显提高,当扩链反应时间为120 min时,240 s后水接触角仍然高达112°。

软段结构对无溶剂聚氨酯树脂微相分离的影响

杨浩, 田千俊, 石磊, 王淋, 黄志超, 戚栋明

2022, 30(5):  74-81.  DOI: 10.19398/j.att.202111026

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分别以聚己内酯二醇(PCL)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、聚四氢呋喃二醇(PTMEG)、聚氧化丙烯二醇(PPG)为软段,改性二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和1,4-丁二醇(BDO)为硬段,采用双组份预聚物原位共混聚合法制备了4种无溶剂聚氨酯(SFPU)树脂膜。通过傅里叶红外、X射线衍射、差示扫描量热、拉伸试验、动态力学性能分析等方法,考察了软段结构对SFPU膜微相分离及其结晶性、热性能和机械性能的影响。结果表明:弱极性软段且无侧基的PTMEG-SFPU具有高的微相分离程度、结晶性和热稳定性,并且其玻璃化温度低至 -58.6 ℃,断裂伸长率高达371.1%;强极性软段的PCDL-SFPU具有低的微相分离程度,软硬段相容性好,玻璃化温度较高,拉伸强度达到32.7 MPa,模量达23.3 MPa。

黏土矿物材料改性聚丙烯的剪切流变性能及其可纺性

支海萍, 张顺花, 许卓

2022, 30(5):  82-88.  DOI: 10.19398/j.att.202106001

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为探讨黏土矿物材料(QE粉)改性聚丙烯(PP)共混物的可纺性,以QE粉为改性剂,与聚丙烯填充共混改性制备不同QE微粒质量分数的改性PP切片。采用双柱型毛细管流变仪对改性PP切片的剪切流变性能进行测试表征。通过熔融纺丝法制备改性PP共混纤维,利用扫描电镜、纱线强伸度仪对纤维的形貌及力学性能进行测试分析。结果表明:改性剂QE粉的加入不改变改性PP共混物流体类型,仍为剪切变稀流体,但增强了其非牛顿性。随着QE粉添加量的增多,QE粉与PP共混后增大了其流动阻力,改性PP共混物熔体的剪切黏度、剪切应力、黏流活化能增大;在260 ℃,469.58 s^-1的剪切速率下,当QE粉质量分数增至8%时,与纯PP相比,非牛顿指数n值降低了19.62%,剪切黏度增大52.60%,剪切应力也随之增大了 67.78%;QE微粒均匀负载在改性PP共混纤维表面,改性后的PP纤维断裂强度与断裂伸长率有所下降。

Ti-Al双金属催化剂制备PEIT共聚酯及其热性能

谢尚栋, 孙黎江, 朱开阳, 陈世昌, 陈文兴

2022, 30(5):  89-96.  DOI: 10.19398/j.att.202201042

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为了提高PET的玻璃化转变温度(T_g),拓宽PET的应用领域,以生物基异山梨醇(ISB)作为第三单体,使用自制Ti-Al双金属配位催化剂,通过直接酯化法制备了聚对苯二甲酸乙二醇-co-对苯二甲酸异山梨醇酯(PEIT)共聚酯。利用核磁共振仪、傅里叶红外光谱仪、差示扫描量热仪、热重分析仪等表征了共聚酯的结构和热性能。结果表明:自制催化剂对于ISB具有较好的催化活性,在加入15%以内ISB时其反应率可达90%,可快速得到特性黏度约为0.65 dL/g左右的共聚酯产物。共聚酯经液相增黏反应1.5 h后其特性黏度上升至约为1.20 dL/g,说明钛系催化剂制备的共聚酯在熔融缩聚时的链增长能力强。合成时提高ISB比例会使共聚酯的特性黏度降低,结晶温度(T_c)上升,熔点(T_m)下降。玻璃化转变温度(T_g)与加入的ISB含量成正相关,当ISB加入量达到20%时,共聚酯的T_g达到94.7 ℃,并拟合得出T_g和ISB含量相关计算公式。而ISB加入量超过15%时聚合物开始转变为无定型聚合物,但对其热分解性能没有显著影响。

基于氧化石墨烯/纳米银的导电水凝胶制备及其性能

祝毕志, 林红, 陈宇岳, 张德锁

2022, 30(5):  97-103.  DOI: 10.19398/j.att.202112053

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为了研发基于氧化石墨烯/纳米银(GO/AgNPs)的智能传感器,以聚乙烯醇(PVA)/海藻酸钠(SA)双交联水凝胶为基材,利用GO/AgNPs复合物作为导电填充材料,制备了PVA/SA导电双交联水凝胶。将PVA与SA按一定比例混合,经过冷冻交联,可以形成具有极高力学性能的强力水凝胶。调节PVA溶液的质量浓度,改变PVA与SA的比例,可以制备出断裂伸长率高达250%的强力水凝胶。当水凝胶中导电聚合物的质量分数为2.0 mg/mL时,其表现出良好导电性,随着伸长率的增加,其电阻也显著增大,制备的导电水凝胶传感器的灵敏度最高可达1.0,可用于检测人体基本运动。

全降解玻璃纤维增强复合材料的制备及其性能

聂磊, 李家炜, 严小飞, 戚栋明, 杨晓明, 李耀邦, 朱晨凯

2022, 30(5):  104-111.  DOI: 10.19398/j.att.202201015

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为开发高性能全降解聚乳酸复合材料,以连续磷酸盐玻璃纤维通过无捻合股与加捻合股工艺构建的无捻与有捻纱线为增强体,利用模压成型工艺制备单向纤维增强聚乳酸复合材料,并基于弯曲性能分析、扫描电子显微镜(SEM)、降解失重与pH检测等方法,表征不同纱线结构、纤维体积含量对复合材料降解过程中力学性能与降解行为的影响。研究表明:连续磷酸盐玻璃纤维纱线可有效提升复合材料的力学性能,但其弯曲强度与模量受有捻纤维结构影响分别下降22%与10%。然而,降解过程中可见复合材料的力学性能随磷酸盐玻璃纤维的降解而衰减,降解28天后磷酸盐玻璃纤维完全降解,复合材料弯曲强度与模量分别下降85%与90%。

纺织工程

技术创新对纺织产业高端化的影响与作用机理——基于全要素生产率视角

许菱, 张红, 石琴, 曾凯霖

2022, 30(5):  112-123.  DOI: 10.19398/j.att.202110005

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技术创新是实现产业高端化的关键,而产业高端化的最直接体现之一是全要素生产率的提升。基于2016－2020年92家纺织服装上市企业数据,运用DEA-Malmquist指数法测算全要素生产率变化率,以此揭示纺织产业高端化水平,并实证分析了技术创新对全要素生产率的影响关系与作用机理。研究发现:纺织产业高端化程度偏低,尚处于基础高端化阶段;实证分析表明,技术创新对当期全要素生产率存在负效应,其对全要素生产率的提升作用具有滞后效应,且二者的作用程度在不同所有制性质和管理者结构中存在异质性;进一步研究发现,竞争优势在技术创新当期(滞后期)与全要素生产率之间存在遮掩(完全中介)效应,企业绩效则在技术创新当期(滞后期)与全要素生产率之间均表现为部分中介效应。基于此,针对如何提高纺织产业高端化程度、发挥技术创新滞后效应和动力机制等方面提出了对策建议。

三纬组合全显结构织物表面织纹的影响机理

胡伊丽, 周赳

2022, 30(5):  124-130.  DOI: 10.19398/j.att.202202019

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为解决三纬组合全显提花织物在满足色彩多样性的基础上织纹斜向不可控的技术问题,选用不同组织点分布的16枚纬面缎纹为基础组织,设计组合全显组织库应用于组合全显提花织物设计,并对不同斜向的组合结构进行实物织造与测量。通过阈值分割法对比织物表面织纹斜向方向、角度、明显度和对比织物综合效果,得出组合全显结构表面织纹斜向的影响机理。结果表明:基础组织在组合结构中的组织点分布是影响织物表面织纹斜向的主要因素,飞数决定斜向的方向,经纬密度影响织纹斜向角度,显色纬数量和基础组织起始点位置调节织物织纹斜向明显度;在纬向比为1∶1∶1的设计应用中,循环数为16、飞数为7的基础组织形成的织物织纹斜向最不明显。研究结果为组合全显提花织物结构中基础组织飞数的优选设计提供依据。

涤纶机织物单向导湿性能评价方法

马晨, 金肖克, 唐纱丽, 祝成炎

2022, 30(5):  131-138.  DOI: 10.19398/j.att.202111034

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基于单向导湿机理设计并试织了以涤纶纤维为原料的单向导湿机织物,根据纤维材料、经纬纱线分布等影响因素的分析提出了一种适用于涤纶机织物的单向导湿性能评价方法。通过对织物经、纬原料毛细效应高度以及不同种类纤维在织物中的分布情况进行测量计算,得到可以反映单层机织物单向导湿能力的单向导湿系数U值。U值越小,织物单向导湿能力越强。经线性回归分析与相关系数计算,U值大小与试样单向导湿性能强弱匹配良好。

基于粗糙集和神经网络的复合纺粘非织造布隔音性能预测

金关秀, 董孟斌, 祝成炎

2022, 30(5):  139-148.  DOI: 10.19398/j.att.202108041

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为预测复合纺粘非织造布的隔音性能,提出基于粗糙集理论和人工神经网络的预测方法。运用属性约简方法对含有10个参数的复合纺粘非织造纤网结构参数集进行降维,得到含厚度、纤维直径和孔隙率的约简集。将上述3个参数作为输入并通过改变隐含层神经元个数建立120个BP神经网络模型,对25个复合纺粘非织造布样本的所有24个频率所对应的透射损失数值进行预测。实验结果显示所有样本透射损失预测值与实测值之间的平均绝对百分比误差的总平均值仅为3.47%,其中以隐含层神经元个数为8的模型的预测准确度最高。研究结果表明基于厚度、纤维直径和孔隙率能够对复合纺粘非织造布的隔音性能进行准确的预测,印证了粗糙集约简结果的合理性。

无缝内衣机调线过程中的垫纱工艺

郭轩李, 彭来湖, 戴宁, 胡旭东

2022, 30(5):  149-156.  DOI: 10.19398/j.att.202112050

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无缝内衣机调线机构的垫纱工艺直接影响织针能否稳定钩住纱线,继而影响到编织物的质量。现有的无缝内衣机调线过程中出现纱线漏纱,甚至撞针等情况,其主要原因是调线手指变换时织针过早参与编织,不同调线手指变换交替进入安全垫纱区域所需要的时间缺少量化研究。为解决这一问题,根据调线机构与纱线的几何关系计算出8组调线手指的可靠垫纱高度范围,结合模拟实验中高速相机拍摄的8组调线手指变换时纵向运动轨迹,确定了各组调线手指变换后安全进入垫纱区域所需时间,为今后调线机构的改进提供了理论和实验依据。

管径连续变化的锥形机织人工血管的制备及血液流动行为仿真评价

孟粉叶, 李毓陵, 张俐敏, 王琴华, 吴艳

2022, 30(5):  157-166.  DOI: 10.19398/j.att.202112020

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为分析管径连续变化的锥形机织人工血管(CVCW管)的管壁结构对流体流动行为的影响,本文首先基于仿生化设计的优越性,设计并制备了不同组织结构和锥度角的9种规格的CVCW试样,测试各试样的厚度、孔隙率和渗透性等管壁结构参数和相关性能。然后采用模拟和仿真方法对血液在CVCW管管壁径向的流动行为进行评价,量化分析织物组织和锥度角这两个基本纺织结构参数对局部血液流动行为的影响。结果表明,本试验制备的CVCW管壁结构均匀,其织物组织、孔隙率和渗透性会影响流体局部的流动行为,因此,在进行人工血管的设计前必须对织物的结构给予足够的重视。

染化工程

石榴型P(MMA-co-TMPTA)/香精微胶囊的制备与缓释性能

杜梦宇, 朱建政, 欧阳旭, 徐士翔, 张朝霞, 张国庆

2022, 30(5):  167-173.  DOI: 10.19398/j.att.202109060

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聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是制备缓释芳香微胶囊的常用壁材之一,但实际生产中发现其包封率低,而且香精易挥发会造成异味和浪费。本文以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)复合单体,通过原位聚合得到薰衣草/P(MMA-co-TMPTA)微胶囊。采用扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TGA)、热解气相色谱-质谱(GC-MS)和电子鼻(PEN-3)对所合成的薰衣草香精微胶囊进行了表征,并考察了芯壳比对微胶囊包封率的影响。结果显示:薰衣草/P(MMA-co-TMPTA)微胶囊表现为石榴形,颗粒尺寸约10~20 μm,并且具有良好的耐热性能。优化配方工艺发现芯壳比为1.5∶1时,所得薰衣草香精微胶囊尺寸均匀、稳定性好,包封率高达94.2%。将合成的微胶囊通过浸轧热定型处理到织物上进行长期缓释实验,结果表明该微胶囊香精缓释性能优异,处理在织物上的香味可以保持3个月以上。

苝四甲酸标记PVA荧光浆料的制备及其性能

龙柱, 李曼丽, 陆浩杰, 周赳, 王益峰

2022, 30(5):  174-180.  DOI: 10.19398/j.att.202201032

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为解决目前纺织业中浆液浸透性与被覆性测定方法精准度低、品种适应性差等问题,以聚乙烯醇(PVA)为常用浆料代表,采用不同质量浓度的荧光分子3,4,9,10-苝四甲酸(PTCA)对PVA进行标记,制备出具有不同标记率的PVA荧光浆料并将其对纯棉经纱进行上浆。在制作成浆纱切片后,以荧光显微镜及Photoshop软件为工具,测定出切片横截面各组成部分面积,推算获取PVA浆液对纱线的浸透率和被覆率,同时对比测试了PTCA-PVA与未标记PVA浆纱的强伸、耐磨及毛羽贴服等主要使用性能。结果表明:当PTCA-PVA的标记率摩尔分数为0.0127%时,此改性PVA显示出良好的荧光性能。经PTCA-PVA上浆后,纱线的主要使用性能与未标记PVA所浆纱线的性能较为相近,选取PTCA对机织生产中的主要浆料进行荧光标记可为浆液对纱线浸透性与被覆性的评估提供一种准确度、普适度更高的研究方法。

荧光增白剂对天然棕色棉色泽的影响及作用机制

黄鑫涛, 马明波, 周文龙

2022, 30(5):  181-187.  DOI: 10.19398/j.att.202112024

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为了探究荧光增白剂(FWA)对天然棕色棉(NBC)色泽的影响,采用具有不同带电基团的双三嗪氨基二苯乙烯型荧光增白剂对天然棕色棉进行处理,通过对样品的相关颜色性能进行测试分析,并进一步研究荧光增白剂对棕色棉色素的作用机制。结果表明:末端带正电基团的双三嗪氨基二苯乙烯型荧光增白剂对NBC具有较好增深作用;FWA与NBC色素的作用反应并不是生成新物质的化学反应,而是在NBC上形成了物理吸附;静电作用力,范德华力和氢键等可以影响FWA对棕棉色素的物理作用。经过FWA处理过后的NBC颜色明显增深,色泽有明显改进,对天然棕色棉产品开发具有实用价值。

含生物可降解聚酯纤维雪尼尔纱的染色性能

徐天伟, 柴璐娜, 唐奇, 王成龙, 金淑兰, 陈冬梅, 郑今欢

2022, 30(5):  188-196.  DOI: 10.19398/j.att.202110021

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在对PLA纤维和PLA/PHBV共混纤维基本染色性能研究的基础上,试制了两种含生物可降解聚酯纤维的雪尼尔纱(雪尼尔纱I和雪尼尔纱II),研究探讨了染色温度、时间、pH值对其染色性能的影响。结果表明:分散红60、分散黄SA-GL和分散蓝56适用于PLA纤维和PLA/PHBV纤维染色,经100 ℃和 110 ℃ 染色后PLA纤维断裂强力分别下降了4.0%和5.2%,PLA/PHBV共混纤维断裂强力分别下降了 10.1% 和18.9%;分散染料对雪尼尔纱I的适宜染色工艺为:pH值 4～5,染色温度100～110 ℃,时间 40 min;雪尼尔纱II的适宜染色工艺为pH值4～5,染色温度110 ℃,时间30～40 min;在上述染色工艺条件下,雪尼尔纱I和雪尼尔纱II的耐摩擦色牢度和耐皂洗色牢度均达到3～4级及以上。证明PLA纤维和PLA/PHBV共混纤维在被用于制备雪尼尔纱后,经过适宜染色工艺染色,可获得符合应用要求的产品。

改性棉织物微/纳米拒水表面的构建及其性能

吴明星, 汪进前, 盖燕芳

2022, 30(5):  197-205.  DOI: 10.19398/j.att.202112057

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为了制备耐洗性疏水棉织物,以纯棉机织物为基体,进行柠檬酸改性处理,通过浸渍法(二浸二轧),使二氧化硅纳米颗粒附着在棉织物表面,增加织物表面粗糙度,再引入长链烷烃疏水基团以降低棉织物表面能,在共同作用下形成微/纳米拒水表面结构,从而获得耐洗性疏水棉织物。利用傅立叶红外光谱仪(FTIR)和激光粒度分析仪测定二氧化硅溶胶的结构和粒径分布,并用场发射扫描电子显微镜(SEM)和X射线电子能谱仪(XPS)表征整理前后棉织物的结构组成、表面元素以及形貌变化,同时考察柠檬酸质量分数、十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)质量分数、烘焙温度和烘焙时间对织物水接触角的影响,研究棉织物的拒污性、耐水洗牢度以及物理性能在整理前后的变化。结果表明:当柠檬酸的质量分数为3%、十六烷基三甲氧基硅烷的质量分数为3%、烘焙温度为140 ℃、烘焙时间为150 s时,整理后织物的水接触角为157.3°,棉织物表面具有微/纳米粗糙结构;织物表现出良好的拒水性能,经过20次水洗后仍能保持较好的拒水效果;此外,经疏水处理后棉织物仍具有良好的物理性能。

氨纶上色剂对锦氨织物染色同色性及色牢度的影响

蒋吾伟, 赖忠开, 邢亚杰, 郝海涛, 陈旭, 李永强

2022, 30(5):  206-212.  DOI: 10.19398/j.att.202201056

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为了改善酸性染料对锦氨织物同浴染色时氨纶得色较浅且牢度较差的问题,采用加入氨纶上色剂的方式以提高锦氨同色性及色牢度。探究了不同氨纶上色剂对提高氨纶K/S值的差异及其最佳用量,并考察了氨纶上色剂应用于不同染料染色时对锦氨同色性及其色牢度的影响。结果表明:氨纶上色剂对氨纶K/S值有良好的提升效果,且适用于多种单色和拼混染料,对不同的染料提升效果不一。在上色剂质量分数为1%～2%时,其可有效改善锦氨织物染色同色性,且耐皂洗色牢度也有明显的提升。本研究结果可为锦氨织物的实际生产提供数据参考。

基于纳米Cs_0.33WO₃的自清洁多功能棉织物的制备及其性能

谭卫, 马明波, 周文龙

2022, 30(5):  213-221.  DOI: 10.19398/j.att.202202030

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为制备具有疏水拒油、抗紫外线及隔热的多功能棉织物,将氟硅烷三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟代正辛基硅烷(POTS)与铯钨青铜纳米粒子(Cs_0.33WO₃NPs)在乙醇溶液中共混,采用“一步法”浸轧-烘干整理到棉织物上,并探讨棉织物负载的Cs_0.33WO₃NPs质量分数对棉织物抗紫外、隔热性的影响。结果表明:POTS质量分数2.3%,Cs_0.33WO₃NPs质量分数2.4%整理后的棉织物疏水拒油性能显著提升,其表面水接触角155°,达到超疏水性能,耐油污性能明显提高;负载Cs_0.33WO₃质量分数0.075%时棉织物UPF为153.3,远高于未处理的棉织物(UPF为15.03),棉织物负载Cs_0.33WO₃质量分数3.6%时使自制隔热装置温度降低4.1℃,整理过的棉织物紫外-可见光-近红外区域具有较强的光屏蔽性能。整理后的织物风格没有太大变化,透气性良好,具有良好的机械稳定性。

综合评述

仿生微纳结构抗菌材料综述

诸葛依娜, 刘福娟

2022, 30(5):  222-234.  DOI: 10.19398/j.att.202110024

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近年来,随着仿生学的发展,微纳结构的物理抗菌材料展现出优良的抗菌性能,吸引了广大科研人员的关注,因此,基于微纳结构仿生的抗菌材料成为人们研究的热点。本文介绍了仿生微纳结构抗菌材料的形貌、特点和抗菌作用机理,总结了近年来仿生微纳结构抗菌材料常用的几种制备方法以及优缺点,并对每种微纳结构抗菌材料的抗菌效果进行了评价,分析对比了材料之间的特性与优势。最后,对仿生结构抗菌纺织材料的研究方向进行了总结和展望。

超高分子量聚乙烯纤维表面改性研究进展

李美霞, 吕汪洋, 王刚强, 陈文兴

2022, 30(5):  235-245.  DOI: 10.19398/j.att.202111058

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超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维因具有高强高模低密等优异性能而受到广泛关注,但由于纤维表面惰性大、缺乏极性基团,导致其与树脂基体的黏结力低,限制了其在复合材料领域中的应用,因而需通过表面改性来提高其界面性能。本文综述了UHMWPE纤维表面改性的最新进展,介绍了UHMWPE纤维增强复合材料的界面性质及增强机理;概述了等离子体改性、辐照接枝改性、氧化刻蚀以及电晕改性和涂层改性等方法,并分析了这些技术的优势和局限性;最后,提出对UHMWPE纤维未来研究方向的展望。

静电纺丝纳米纤维基吸声材料的研究进展

李箫, 刘元军, 赵晓明

2022, 30(5):  246-258.  DOI: 10.19398/j.att.202201033

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噪声污染严重危害着人们的生理和心理健康,静电纺丝纳米纤维材料是优良的吸声降噪材料。基于此,针对静电纺丝纳米纤维基吸声材料展开综述。阐述了静电纺丝纳米纤维材料被广泛应用于吸声领域的原因:静电纺丝技术设备简单、原料丰富、工艺可控且成本低廉,纳米纤维材料具有高比表面积、高孔隙率的吸声特征;简述了该材料的吸声原理、影响因素和测试方法;综合论述了基于静电纺丝纳米纤维改善材料吸声性能的3种方式:复合结构、材料改性和静电纺丝纳米纤维气凝胶。

基于文献计量的国际纺织行业科技创新知识图谱研究

王鹏飞, 程华

2022, 30(5):  259-272.  DOI: 10.19398/j.att.202110058

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科技创新是助力纺织行业高质量发展的重要途径,也是实现纺织技术发展和产业升级的重要措施。本文基于Web of Science数据库核心合集,利用CiteSpace和HistCite图谱分析软件,全面剖析纺织行业科技创新领域的基础现状、关注热点和研究趋势等。结果表明:中国学者在国际纺织行业科技创新领域的发文量优势比较明显,但在文献质量上与欧美等发达国家还存在一定差距;纺织成型制造、纺织纤维新材料、先进纺织制品、绿色染整技术和智能纺织装备与系统等是当前的研究热点;电子智能纺织品、生态纺织品和智能制造技术等主题词近两年迅速发展,成为该领域的研究前沿。