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2023年 第31卷 第1期    刊出日期：2023-01-10

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特约专栏:纺织品可穿戴与智能化

电子织物在智能可穿戴领域的研究进展

尹云雷, 郭成, 杨红英, 李虹, 王政

2023, 31(1):  1-12.  DOI: 10.19398/j.att.202207026

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随着人类社会的发展和科学技术的进步,智能可穿戴设备越来越受到关注。在各种类型的智能可穿戴设备中,将织物与电子器件相结合的电子织物有望在健康监测、运动监测、智能医疗和人机交互中发挥重要作用。本文旨在回顾电子织物在智能可穿戴领域的最新进展,从而为今后的工作提供全面的指导参考。重点讨论了电子织物在传感,发光,能量收集和能量存储中的趋势和最新进展。并提出了电子织物在智能可穿戴领域的未来发展方向。

可穿戴电加热元件的制备及可靠性

张惠蓉, 夏兆鹏, 陈浩, 潘佳俊, 王涛, 刘晓辰

2023, 31(1):  13-27.  DOI: 10.19398/j.att.202208029

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可穿戴电加热元件在人体热舒适调节领域具有重要意义。电加热材料的研究与发展,促使电加热元件的加热性能得到不断提升,功能实现多样化。目前可穿戴电加热元件的研究除材料性能研究外,缺少研究元件与实际应用需求间的差距分析。为分析目前可穿戴电加热元件的可靠性及发展趋势,对不同材料的一维线性、二维平面及三维气凝胶状元件的制备工艺、性能、有害物质引入途径进行了讨论,发现先进的可穿戴电加热元件距离成熟的产品应用仍存在制备成本高、不耐水洗、柔性差、不透气及有害物质残留等问题。可穿戴电加热元件研究涉及材料选择、工艺制备、人体服用舒适性,但实际使用的可靠性,如元件的柔性、透气性、安全性及耐用性易在研究中被忽视。先进的可穿戴电加热元件满足使用需求的潜在解决方案为:综合应用不同材料以节约成本,优化制备工艺避免有害物质的残留,改进元件结构以提高其可靠性。

可穿戴设备的能源供给研究进展

梁嘉文, 李婷婷, 严占林, 张斌, 曹重阳, 傅智芳, 陈乃超

2023, 31(1):  28-39.  DOI: 10.19398/j.att.202207028

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随着人工智能和物联网技术的快速发展,智能可穿戴技术逐渐成熟并得到了广泛应用,各行业对智能可穿戴设备能源供给的持续性和独立性的需求越来越高。同时,为满足低能耗、高效率的设备要求,开发从人类生理和外部环境直接获取能源,强化能源供给独立性的技术需求越来越迫切。本文针对可穿戴设备的能源供给进行了综述,首先介绍了微能采集和能量储存两个部分的研究现状,列举了两者集成的应用研究;其次论述了微能采集和能量储存技术与自供电传感器结合的研究方向;最后对可穿戴设备供电的未来发展进行了展望。本文有利于促进可穿戴设备在智能持续化巡检中的应用,为供能行业的创新发展提供参考。

PEDOT:PSS在柔性可穿戴太阳能电池中的应用进展

吕东方, 曹漪玟, 宋立新, 熊杰

2023, 31(1):  40-53.  DOI: 10.19398/j.att.202204037

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新一代柔性高效太阳能电池将太阳能转换成电能,并具备质轻、可溶液加工等特点,为柔性可穿戴电子供能,在可穿戴领域潜力巨大。聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene): polystyrene sulfonic acid, PEDOT:PSS)是一种典型的导电高聚物,具备高导电性能、高透明性、强机械柔性等特点,在柔性太阳能电池中应用广泛,也是影响柔性太阳能电池性能的关键因素之一。本文综述了PEDOT:PSS作为电极、空穴传输层在柔性太阳能电池中的研究现状,总结提升PEDOT:PSS相关性能的方法,并对柔性太阳能电池的发展方向与发展前景进行了展望。

织物电极的制备及其在间隔织物摩擦纳米发电机的应用研究进展

周随波, 王哲山, 胡建臣, 张克勤

2023, 31(1):  54-63.  DOI: 10.19398/j.att.202204060

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摩擦纳米发电机(TENG)技术与传统纺织品的融合,为智能纺织品带来了新的活力和更多的应用方向。然而基于纺织品的TENG输出仍处于较低的水平,织物结构上的导电层影响电荷传输可能是原因之一。本文从织物基摩擦纳米发电机的导电层和特殊间隔织物结构研究出发,综述了摩擦纳米发电机的织物电极的制备方法,以及其在间隔织物TENG的应用现状。在此基础上,讨论了织物电极阻碍其输出的潜在困难和严峻挑战。希望不仅能在一定程度上加深智能纺织品与TENG之间的联系,也能为未来可穿戴TENG的相关研究和应用提供一些参考。

石墨烯/碳纳米管功能针织面料的结构与性能

宋倩倩, 邵怡沁, 陈慰来

2023, 31(1):  64-72.  DOI: 10.19398/j.att.202203039

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为了研究石墨烯/碳纳米管(GNs/CNTs)功能针织面料的结构与性能,选用3种不同组织涤纶针织面料,采用简单的控压喷涂法制备GNs/CNTs功能面料,通过SEM和FTIR分析GNs/CNTs喷涂分布情况,并对复合织物进行断裂拉伸测试、导电性能及电热性能测试,结果表明:GNs/CNTs呈相互缠绕勾连状态均匀粘附在涤纶针织面料纤维和纱线表面且未在织物表面成膜,织物结构清晰可见;GNs/CNTs能改善织物的力学性能和导电性能,GNs/CNTs网眼织物的电导率高达1 567 S/cm;GNs/CNTs功能针织面料在低电压下具有较好的电热性能,在不同组织面料中表现各异,其中纬平针织物升温速率快且发热效率高,网眼织物在10 V电压下可在15 s内升温至116.3 ℃。GNs/CNTs功能针织面料在智能服装、医疗保健等方面有良好的应用前景。

事件相关电位技术在织物触觉舒适度评价中的研究进展

翟淑娜, 苑洁, 娄琳

2023, 31(1):  73-81.  DOI: 10.19398/j.att.202203070

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具有超高时间分辨率的事件相关电位(Event-related potentials,ERPs)技术为织物触觉舒适度的大脑感知表征研究提供了新的方法。在国内外文献基础上,归纳了ERPs技术在织物触觉舒适度感知表征中的研究进展,得到与织物轻微触感舒适度和接触压力舒适度感知相关的诱发电位成分分别为P50、P100、P200、P300和N450,并从物理、生理和心理3个方面探讨了将ERPs技术应用于织物舒适度感知过程中需注意的影响因素,为该技术与织物舒适度感知的深度结合提供应用基础。

刺绣技术在智能纺织品中的应用进展

冯源, 周金利, 杨红英, 王政, 熊帆, 杜立新

2023, 31(1):  82-91.  DOI: 10.19398/j.att.202204021

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刺绣是制备智能纺织品的常用技术之一,因其优异的个性化定制功能、工艺再现性与生产效率等技术优势,在智能纺织品领域具有极大的应用价值。为助力纺织产业的智能化升级转型,本文首先系统性地论述了刺绣设备的发展及常见问题;然后着重介绍了刺绣技术在信号识别与信息传输、生物传感、物理传感以及其他智能纺织品研究应用;讨论了刺绣技术跨领域合作趋向、推动技术向产业转移等问题;最后对其在智能纺织品中的技术应用前景进行展望。

用于个人热管理的被动调温服装材料研究进展

韩梦瑶, 任松, 葛灿, 方剑

2023, 31(1):  92-103.  DOI: 10.19398/j.att.202205055

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不同环境条件下人体的温度调控对于维持人类热湿舒适具有重大意义。服装作为人体的防护屏障,对人体的热湿舒适管理起着关键作用。由于传统纺织品缺乏温湿度调控机制,无法在极端环境下对人体做到有效防护,因此具有功能性与个性化的服装材料逐渐进入人们的视野。本文介绍了被动调温服装概念及原理,归纳总结了新型服装保暖材料、反射(辐射)材料、远红外发射材料和光热转换材料等被动保暖服装材料,传导降温材料、相变降温材料、反射降温材料、中红外高透过(发射)辐射降温材料等被动降温服装材料以及双面调温服装的工作原理和研究进展,并展望了被动调温服装材料的应用前景。

纤维材料

阳离子可染聚酯的流变性能

黄铮, 孙燕琳, 肖顺立, 林雪燕, 包建娜, 张先明, 陈文兴

2023, 31(1):  104-112.  DOI: 10.19398/j.att.202203075

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为研究阳离子可染聚酯流变性能,使用毛细管流变仪以及旋转流变仪对特性黏度相近的普通聚酯及阳离子可染聚酯进行对比研究。结果表明:阳离子可染聚酯熔体与普通聚酯熔体一样表现出剪切变稀现象,为假塑性非牛顿流体。强极性磺酸基的引入使得分子间作用力变强且与基质极性的差距会使磺酸基之间聚集形成离子聚集体,所以阳离子可染聚酯熔体的黏度、结构黏度指数更高。可逆的离子聚集现象使得阳离子可染聚酯熔体对于温度、剪切速率的变化更加敏感。同时口模直径的增大使得熔体流动阻力、入口收敛流动、黏性耗散减少,造成阳离子可染聚酯熔体的剪切黏度上升,非牛顿指数增大,黏流活化能下降。旋转流变仪的实验结果说明,阳离子可染聚酯处于高温环境下时,磺酸基发生聚集且随着时间的延长而加剧,引起黏度的明显增大。

L-丙交酯/meso-丙交酯的共聚反应及其产物性能

郑文, 张建纲, 刘雄, 龚磊, 陈世昌, 包建娜, 张先明, 陈文兴

2023, 31(1):  113-122.  DOI: 10.19398/j.att.202203074

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为研究工业化生产中左旋(L-)丙交酯和内消旋(meso-)丙交酯的聚合反应及产物性能,通过对L-丙交酯进行高温热处理制备更加符合工业生产的meso-丙交酯,并以L-丙交酯和meso-丙交酯为聚合单体,探究丙交酯性质对开环聚合反应产物的分子量及其性能的影响。借助凝胶渗透色谱仪、核磁共振波谱仪、傅里叶红外光谱仪、热重分析仪、差示扫描量热仪和二维X射线衍射仪分析了聚乳酸共聚产物的分子量、化学结构、热性能和结晶性能。结果表明:含有0~5.0% meso-丙交酯的L-丙交酯可以成功进行开环聚合得到聚乳酸共聚物,并且meso-丙交酯的存在不会显著影响聚合物分子量的分布均一性。随着meso-丙交酯含量的增加,聚乳酸的热分解温度、玻璃化转变温度、熔点和熔融焓等热性能参数均明显降低。与聚左旋乳酸(PLLA)相比,共聚物的结晶速度与结晶能力降低,二者的最佳结晶温度均在100 ℃左右。meso-丙交酯的加入使共聚物大分子链的有序化程度降低,但不会改变聚乳酸的晶体结构。

密实化方式对废弃聚酯纺织品的醇解及酯交换产物的影响

刘志阳, 官军, 顾日强, 吕维扬, 王秀华, 姚玉元

2023, 31(1):  123-129.  DOI: 10.19398/j.att.202207048

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废弃聚酯纺织品的密实化方式是影响聚酯醇解、酯交换过程中反应效率及成本的关键因素。采用强力搅拌摩擦、高温熔融和螺杆加热挤出3种不同密实化方式将废弃聚酯纺织品制成泡料、熔融料和熔融挤出料,使用乙二醇解聚3种废弃聚酯原料,将醇解产物与甲醇通过酯交换反应制得再生对苯二甲酸二甲酯(DMT),研究不同密实化方式对废弃聚酯纺织品的醇解及酯交换产物的影响。结果表明:在相同醇解条件下,泡料、熔融料、熔融挤出料在120 min内分别达到了99.2%、99.0%和98.2%的最大解聚率以及69.7%、68.8%和65.2%的对苯二甲酸乙二醇酯(BHET)收率,醇解产物的主要成分为BHET及其二聚体,低聚物的含量随着解聚程度的增加而降低;3种醇解产物与甲醇在相同条件下进行酯交换反应,泡料、熔融料和熔融挤出料的DMT收率在2.5h内分别达到81.2%、76.8%和72.2%,3种酯交换产物经4次甲醇重结晶纯化后DMT的含量均高于99%,能够满足下游高性能再生聚酯产品的要求。研究结果为再生聚酯行业中选择适宜原料提供了有价值的参考。

静电纺PCL纤维膜的制备及其性能

朱染染, 岳洪印, 陈永辉, 李惠军

2023, 31(1):  130-135.  DOI: 10.19398/j.att.202205016

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为了减少海洋溢油事故带来的危害,选取天然可降解的聚己内酯(PCL)为原料,通过静电纺丝法制备不同质量分数的PCL纤维膜,利用扫描电镜观察纤维形貌,并对不同质量分数的PCL纤维膜水接触角、吸油倍率和保油率进行测试与分析。结果表明:随PCL质量分数的增加,纤维直径逐渐增大。当PCL质量分数为16%时,纤维之间无串珠结构,直径分布均匀,平均直径324 nm,具有较好的可纺性。纤维膜对水的接触角为137.08°,对3种油的吸油倍率最高分别为机油36.73 g/g、花生油34.20 g/g和菜籽油30.63 g/g,保油率均在55.0%以上,经过5次循环使用后,对3种油的吸油倍率仍均可达到15.0 g/g以上。说明PCL纤维膜具有良好的疏水性能、吸油性能、保油性和一定的循环使用性能,在油水分离领域具有较好的应用前景。

静电纺芳纶纳米纤维膜的制备及其过滤性能

王灵晓, 徐桂龙, 唐敏, 梁云

2023, 31(1):  136-144.  DOI: 10.19398/j.att.202206047

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为获得高效低阻的过滤材料,以间位芳纶为原料,采用静电纺丝的方法,通过对纺丝溶液和纺丝工艺的优化制备芳纶纳米纤维空气过滤材料,并研究纳米纤维的形貌和直径、纳米纤维膜的过滤性能和热稳定性能。结果表明:当纺丝溶液溶质的质量浓度为8%、纺丝电压20 kV、进液流量0.3 mL/h、接收距离15 cm时,可制备得到纤维平均直径约为50 nm的纳米芳纶纤维过滤材料;当纺丝时间为5 h时,其过滤效率可达到99.5%,阻力仅为123.8 Pa,去除静电处理后过滤效率依然可以达到89.4%。此外,制备的芳纶纳米纤维过滤材料具有优良的热稳定性和尺寸稳定性,在耐高温高效过滤领域具有应用前景。

PVC/PVDC共混膜的制备及其性能

周榆凯, 钱建华, 杨晶晶, 徐凯杨, 梅敏

2023, 31(1):  145-152.  DOI: 10.19398/j.att.202206032

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为了探讨聚氯乙烯(PVC)/聚偏二氯乙烯(PVDC)共混膜的制备及性能,选用N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂,采用相转化法制备PVC/PVDC共混膜,研究PVC/PVDC共混体系的相容性、共混膜表面形貌和截面形貌,以及共混比和聚乙二醇(PEG)质量分数对纯水通量、截留率,动态接触角以及通量恢复率的影响。结果表明:当PVC/PVDC共混比为4/6时共混膜的综合性能最好,纯水通量为212.9 L/(m²·h),在0.1 MPa的压力下,对牛血清蛋白(BSA)的截留率为88.5%。PEG最佳质量分数为6%,此时纯水通量为336.6 L/(m²·h),截留率为81.6%,瞬间接触角从81.1°下降到74.5°,恢复通量率从52.7%上升到85.7%。研究结果说明PEG可以有效地改善共混膜的亲水性和抗蛋白污染能力。

Co₂NiO₄@碳布复合电极的制备及其在葡萄糖传感器中的应用

李赛赛, 周珈民, 王梦虎, 赵嘉浙, 汪丽娜, 金达莱

2023, 31(1):  153-162.  DOI: 10.19398/j.att.202206016

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为了获得传感性能优异的无酶葡萄糖传感器的电极材料,采用水热法在碳布(CC)表面原位生长纳米针状的前驱体,再通过热处理得到Co₂NiO₄纳米针状阵列,构建Co₂NiO₄@CC复合电极体系。采用XRD、SEM和BET对该复合电极材料进行物相、形貌与结构表征。在0.10 mol/L氢氧化钠溶液体系中,采用自主搭建的测试平台进行葡萄糖检测。结果表明:Co₂NiO₄@CC电极对葡萄糖表现出较高的灵敏度29.72 μA/(mM·cm²)和良好线性响应0.01 mol/L ~11.50 mmol/L;根据信噪比S/N=3,计算出检测限为1.65 mol/L,并且表现出良好的重复使用性和选择性。本文为复合型无酶葡萄糖传感材料的研究提供了新的设计思路。

纺织工程

段彩纱的生产技术及其应用

楼焕, 刘茜

2023, 31(1):  163-175.  DOI: 10.19398/j.att.202204062

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段彩纱个性化与时尚感强,色彩变化丰富,具有强烈的色泽感、立体感和层次感,其可设计性强,在服装、家纺设计等领域应用广泛。文章归纳了段彩纱多样化的生产技术及各技术的优缺点,将目前生产段彩纱的方法分为印染段彩法和混合段彩法两大类;总结了段彩纱广泛的产品种类及其应用,得出通过其他纺纱技术的融入、不同原料的复合、色彩的搭配、功能型等纱线的结合、工艺的优化等,可以进一步扩大段彩纱的产品应用领域,促使纺织品朝着原料多样化、色彩图案丰富化、产品功能化、生产优异化发展,给予纺织品设计更大的发展空间。

抽吸式喷气涡流纺装置及纺制金属丝包芯纱的实验分析

王兴宝, 奚传智, 王科, 王家源, 裴泽光

2023, 31(1):  176-184.  DOI: 10.19398/j.att.202206051

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金属丝包芯纱作为一种新型的导电纱线,具有广阔的应用前景。为了减少金属丝包芯纱成纱过程中的纤维损失,设计了一种在引纱通道壁面上设有气流抽吸孔的喷气涡流纺空心锭装置,通过纺纱试验,研究了抽吸孔直径和抽吸区长度对纺纱过程中落纤量和纱线断裂强度的影响。结果表明:在纺锭引纱通道壁面上设置抽吸孔有利于减少成纱过程中的纤维损失,提高成纱断裂强度;抽吸孔直径在0.2～0.4 mm范围内变化时,抽吸孔直径对纤维损失量的影响并不显著,而包芯纱断裂强度在直径为0.2 mm时最高;当抽吸区长度从25 mm增加至34 mm时,对纤维损失和成纱断裂强度均无显著影响。研究结果可为喷气涡流纺纱喷嘴装置的设计提供了一种新思路。

ZrO₂/SiO₂改性隔热纤维素微纤维气凝胶复合织物的制备及其性能

范虹霞, 冯新星, 金万慧, 张华鹏

2023, 31(1):  185-193.  DOI: 10.19398/j.att.202206042

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为制备一种隔热的功能纺织品,分别以涤棉混纺机织物、PP熔喷无纺布、PP纺粘无纺布为骨架材料,将经2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)介导氧化后的纤维素微纤维与Zr⁴⁺、SiO₂前体溶液的混合液浇筑到织物表面,经冷冻干燥后制备ZrO₂和SiO₂改性的隔热纤维素微纤维(CMF)气凝胶复合织物。通过傅立叶红外(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、热成像仪、厚度仪、强力拉伸仪等对气凝胶复合织物进行表面形貌、化学组成、隔热性能及服用性能分析。结果表明:气凝胶复合织物具有较高孔隙率,且气凝胶层与织物表面结合良好;FTIR和XRD表明Zr和Si成功附着在织物表面构成耐高温层;随着气凝胶层厚度的增加,复合织物的隔热性能也有所提升。本文制备的气凝胶复合织物具备优良的隔热性能,且服用性能良好。

激光雕刻层级对绒布的外观特征效果影响

吕雪珊, 李紫玉, 王雪琴

2023, 31(1):  194-203.  DOI: 10.19398/j.att.202205002

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为了分析不同层级下的激光雕刻对绒布外观和特征的影响,探索激光雕刻在绒布上呈现的立体效果,在绒布上进行11个雕刻层级的实验,分别从织物的颜色、厚度与表面形态进行效果分析。结果表明:激光雕刻的层级对绒布的色彩明度值影响较大,并通过色差与聚类分析得出4个层次分明的类别;织物的厚度随着雕刻层级的增大而减小;随着激光雕刻的层级加深,纤维逐渐被熔融成平面,伴随着细小孔眼。该研究结果为激光雕刻技术在绒布上应用提供了依据。

染化工程

锌酞菁接枝纤维素纳米纤维膜的制备及其染料降解性能

王占凯, 徐世龙, 杨世玉, 胡毅, 胡柳

2023, 31(1):  204-212.  DOI: 10.19398/j.att.202207011

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针对现有染料光催化降解技术中存在的难回收、循环性差、需紫外光照射等问题,本文制备了一种有机光敏剂接枝纳米纤维膜材料用于染料的高效可见光催化降解。首先利用静电纺丝技术制备纳米乙酸纤维素膜,然后在碱液中水解制备再生纤维素膜(HCA),接着将合成的四羧基锌酞菁光敏剂(CZnPc)通过酯化反应共价接枝到HCA,得到CZnPc功能化纤维素纳米纤维膜(CZnPc-HCA)。采用红外光谱、核磁共振氢谱、质谱与扫描电子显微镜等表征结构和表观形貌,并研究了CZnPc-HCA的光敏活性。结果表明:CZnPc-HCA具有优异的单线态氧产生性能;经氙灯照射90 min,亚甲基蓝初始质量浓度为4 mg/L时,CZnPc-HCA膜(3 cm×3 cm)对其降解率达到75%以上。

精洗工艺条件对羽绒材料洗后性能的影响

韦玉辉, 周世杰, 许仲童, 丁雪梅, 吴开明

2023, 31(1):  213-220.  DOI: 10.19398/j.att.202206014

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为揭示精洗工艺条件对羽绒材料洗后性能影响的作用机制,以初洗后羽绒材料作为实验对象,系统探究了精洗阶段中不同水温、浴比、主洗时间、洗涤转速、漂洗次数、洗涤剂用量与羽绒材料洗后各项性能的关系。研究发现:影响羽绒材料洗后清洁度的主要因素依次为水温、洗涤剂用量、主洗转速、洗涤时间,而主洗浴比、漂洗浴比、漂洗转速、漂洗次数对其影响相对较小;精洗工艺条件对羽绒材料蓬松度的影响不大,但过长的洗涤时间和过大的洗涤转速会使清洗后的羽绒材料蓬松度下降;精洗工艺对羽绒材料洗后残脂率和耗氧量的影响趋势相同,即影响羽绒材料洗后残脂率和耗氧量的主要因素依次均为水温、洗涤剂用量、主洗时间、主洗转速,而漂洗次数、主洗浴比、漂洗浴比、主洗转速的影响相对较小;影响羽绒材料洗后气味的主要因素依次为洗涤剂用量、漂洗次数、浴比(主洗浴比和漂洗浴比)、水温,而洗涤转速、主洗时间、漂洗转速的影响相对较小。研究结果可为羽绒厂家研发高效绿色清洁工艺提供理论指导与技术支撑。

桑蚕丝织物蒸汽脱胶工艺及其性能

叶艳丽, 郭佳兴, 傅雅琴, 陈文兴, 江文斌

2023, 31(1):  221-231.  DOI: 10.19398/j.att.202206038

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针对桑蚕丝织物常规脱胶方法脱胶时效低且脱胶废液污染环境等问题,提出采用一种高效无污染的蒸汽处理方法对桑蚕丝双绉织物进行脱胶,通过对蒸汽脱胶工艺的温度和时间进行探究,并选择脱胶完全的两种蒸汽脱胶工艺与常规碳酸钠脱胶法处理得到的桑蚕丝织物性能对比分析。结果表明:在105 ℃和110 ℃条件下,织物脱胶率与脱胶时间呈线性正相关,在115、120、125 ℃条件下,织物脱胶率与脱胶时间呈对数函数关系;当蒸汽温度为125 ℃,脱胶处理45 min的蒸汽脱胶工艺得到的织物力学性能最优,悬垂性能略差,其微观形貌和二级结构均未受到明显影响,且脱胶总时长缩短了45.83%。该蒸汽脱胶工艺对桑蚕丝双绉织物的脱胶具有可行性和可控性,并提高了脱胶效率,同时可为代替传统脱胶工艺提供理论参考。

纯棉针织物荔枝核天然染料小浴比染色工艺及其性能

许亮, 沈林祺, 余志成, 王磊, 谢光远

2023, 31(1):  232-239.  DOI: 10.19398/j.att.202207058

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为了有效利用荔枝核废弃资源,对其有效成分进行提取并应用于纯棉针织物染色。首先选用季铵盐阳离子改性剂D对纯棉针织物进行阳离子改性,优化了改性工艺,并对改性前后纯棉针织物的Zeta电位和红外光谱进行了测试;然后优化了该纯棉针织物用荔枝核天然染料小浴比染色工艺,最后通过后媒染和抗氧化剂处理,提高了荔枝核天然染料的各项色牢度。结果表明:荔枝核天然染料染色纯棉针织物具有较高的染色K/S值,耐皂洗色牢度和耐摩擦色牢度都在3级以上,耐日晒色牢度可达到4级。最佳改性工艺:改性剂D 30 g/L,氢氧化钠10 g/L,80 ℃,30 min;染色工艺:染色pH值为7,元明粉用量0 g/L,90 ℃,60 min。

霉变棉衣物上微生物的鉴定与抑制

肖雨嫣, 任泽华, 杨宇, 高源, 刘建立

2023, 31(1):  240-247.  DOI: 10.19398/j.att.202205047

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为了确定霉变棉衣物上霉菌的种类,抑制纯棉衣物霉变,对霉变衣物上的霉菌进行提取、分离和纯化,最终得到了7种霉菌。结果发现引起棉织物霉变的优势霉菌菌属为曲霉属霉菌和青霉属霉菌。采用 ITS 序列分析并进行同源性比较,鉴定出这7种霉菌分别为匍枝根霉、顶青霉、黄曲霉、芽枝状枝孢霉、桔青霉、杂色曲霉和茎点霉菌。将单个的优势霉菌接种到棉织物上,采用山梨酸钾、硫酸锌和苯甲酸钠作为抑菌剂,探究其对霉变棉织物的抑制效果。结果表明:不同霉菌最佳抑菌浓度不同,且3种抑菌剂硫酸锌的抑菌效果最好。当山梨酸钾和硫酸锌添加量为0.12 g/100mL,苯甲酸钠添加量为0.14 g/100mL时为棉织物上混合优势霉菌最佳抑菌浓度。本文鉴定了棉衣物上致霉霉菌菌属,并确定了3种抑菌剂最佳抑菌浓度,为开发有效的纺织品防霉技术奠定基础。

综合评述

用于细菌生物膜感染治疗的纳米纤维的研究进展

赵树颖, 张莹洁, 李彦, 王璐

2023, 31(1):  248-258.  DOI: 10.19398/j.att.202207023

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细菌生物膜是细菌通过自身分泌的胞外聚合物黏附在物体接触面上而形成含有多细胞的三维结构群体,生物膜导致的细菌感染给患者身体健康和社会经济造成危害,是目前医疗卫生领域面临的一大挑战。相比于浮游细菌来说,形成生物膜的细菌有更加复杂的形态结构与生理作用,导致抗生素难以渗透、常规剂量下疗效差,亟需新型的干预及治疗手段。纳米纤维因其比表面积高、表面可设计性强等优势成为了抗生物膜剂的优势载体,目前已被制成植入式医疗器械涂层及伤口敷料进行生物膜的应对。本文在总结生物膜的形成及危害的基础上,重点阐述基于纳米纤维从防止生物膜形成、分解或靶向胞外聚合物基质、抑制信号分子等方法入手的生物膜清除方法,以凸显纳米纤维在预防及应对生物膜方面的潜力。

三维间隔织物隔热性能的研究进展

芮珂, 何佳臻

2023, 31(1):  259-268.  DOI: 10.19398/j.att.202206022

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为了探究三维间隔织物的隔热性能,拓宽间隔织物作为隔热材料的应用范围,对目前国内外间隔织物隔热性能的研究进行综述。首先介绍了间隔织物作为隔热材料在各个领域中的应用;其次分析了间隔织物的隔热机理,从原料和结构这两个方面分析了影响间隔织物隔热性能的因素;再次重点探讨了间隔织物分别与阻隔型、反射型和辐射型隔热材料复合后隔热性能的增强效果。未来应基于三维间隔织物的结构特征建立传热模型,优化间隔织物结构,同时根据使用场景优化复合方式,结合高性能纤维和隔热材料,研发高性能间隔织物复合隔热材料,以期在建筑、汽车、化工、功能服装等多个领域深入扩大应用。

共价有机框架膜材料的制备及其在水处理中的应用进展

马腾, 刘国金, 金万慧, 朱海霖, 雷彩虹

2023, 31(1):  269-284.  DOI: 10.19398/j.att.202208002

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共价有机框架(Covalent organic frameworks, COFs)作为一种多孔框架结构的高分子材料,具有密度低、孔隙率高及框架结构可修饰等特点,在水处理领域受到人们的广泛关注。将COFs制备成膜材料可使其性能得到更加充分的利用,拓展其应用领域。为推动COFs及其膜材料的发展,本文从COFs的结构特征出发,概括了COFs的合成和成膜方法;介绍了COFs膜材料在水处理领域的应用进展;最后分析了COFs在水处理领域中存在的一些问题,并展望了未来的发展方向。

棉织物用无甲醛抗皱整理剂的研究进展

梁亚静, 姚金波, 冯懋, 牛家嵘

2023, 31(1):  285-292.  DOI: 10.19398/j.att.202207061

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为改善棉织物抗皱性能差的问题,从树脂沉积和共价交联的抗皱原理出发,将典型的无甲醛抗皱整理剂分为高聚物型、分子交联型及分子交联型高聚物3类。高聚物型包含壳聚糖,以树脂沉积为作用原理实现抗皱;分子交联型包含多元羧酸类、醛基类及离子交联类等小分子化合物,通过与织物产生分子间交联实现抗皱;分子交联型高聚物包含反应性有机硅和水性聚氨酯,通过树脂沉积和共价交联协同作用实现抗皱。分析了各类整理剂的抗皱机制及其对棉织物抗皱、强力等性能的影响,同时对无甲醛抗皱整理剂的发展进行了展望。

维生素E护肤纺织品的研究现状及发展趋势

李诗雅, 金肖克, 田伟, 李艳清, 祝成炎, 张红霞

2023, 31(1):  293-300.  DOI: 10.19398/j.att.202206002

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维生素E由于其优异的抗氧化性能,被广泛添加到护肤产品中,近年来被应用于纺织领域,进行具有护肤功能的纺织品开发。本文首先综合叙述了将维生素E添加到纺织品中的两类制备工艺,即维生素E衍生物的转化以及负载包埋技术,介绍了其各自的特点和研究进展;其次说明了维生素E护肤纺织品护肤性能表征的现状,并提出了可行的性能测试方法;最后指出了未来维生素E护肤纺织品的创新发展趋势,以期对维生素E护肤纺织品的开发提供参考。