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2024年 第32卷 第3期    刊出日期：2024-03-10

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面向全色域转杯纺纱的Kubelka-Munk双常数理论模型构建及颜色预测

汪燕燕, 薛元, 陈宥融, 石焕强

2024, 32(3):  1-13. 

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为了能在色纺纱的纺纱阶段即时调控纱线颜色，减少混色成本，缩短工艺流程，结合三通道数控转杯纺纱的特点构建了全色域网格化混色模型，该模型可在纺纱过程中进行全色域范围内的色相调控、明度调控和彩度调控。为了解决色纺纱的测配色问题，得到与之相匹配的测配色系统，根据来样快速进行计算机测配色，节约成本，结合传统Kubelka-Munk双常数理论模型的特点，从构建的全色域网格化混色模型中选取混合样来进行颜色预测。从传统Kubelka-Munk双常数理论模型颜色预测的结果发现，部分混合样的预测反射率明显低于实际的反射率，针对这个问题，重新构建了新的Kubelka-Munk双常数理论模型来进行颜色预测得到新的预测反射率，并用插值替换的方法，把传统Kubelka-Munk双常数理论模型预测结果中明显低于实际反射率的部分用新的预测反射率替换，得到最终的混合样预测反射率。结果表明：与传统的Kubelka-Munk双常数理论模型预测混合样颜色结果相比，新的Kubelka-Munk双常数理论模型预测颜色并用插值替换法替换后得到的最终的混合样的颜色，色差平均值从1.48降低到1.04，且所有混合样的色差均能控制在2.0以内。该预测方法较传统Kubelka-Munk双常数理论模型具有更好的预测精度，所构建的全色域网格化混色模型和新的Kubelka-Munk双常数理论模型可应用于多基色纤维混色色彩和混合比的预测。

静电荷感应式断纱传感器设计

吕竞则, 戴宁, 胡旭东, 徐开心, 徐郁山

2024, 32(3):  14-20. 

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针对基于光电非接触式及图像处理式的断纱检测方式对车间生产环境、安装位置、安装角度要求高且设备昂贵等问题，根据静电感应式检测基本原理，设计了静电荷感应式断纱传感器，对其总体结构及关键模块进行理论分析及实验测试，并搭建了静电荷感应式断纱传感器试验台对该传感器的功能进行测试。结果表明：虽然运动纱线速度及其材料是影响静电荷感应式断纱传感器的主要影响因素，但这两个因素所导致的电压波动在静电荷感应式断纱传感器关键模块后端输出点的数值远小于运动纱线在断裂和未断裂状态之间切换时所产生的电压波动。因此，检测静电荷感应式断纱传感器关键模块后端输出点的电压值，可实现对运动纱线断纱情况的准确判断。

弯钩纤维在转杯纺纱器内的运动模拟与形态分析

龚新霞, 杨瑞华

2024, 32(3):  21-28. 

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为研究转杯纺纺纱器（输纤通道、滑移面和凝聚槽）中纤维弯曲形态的变化规律，借助数值模拟软件Rocky DEM 2022R1和ANSYS Fluent 2022R1，基于Fluent仿真得到的气流场数据，分别模拟了工况1（朝上后弯钩）和工况2（朝上前弯钩）弯钩纤维在纺纱器内的形态变化过程，对气流特征、纤维弯钩的伸直、弯钩的形成和凝聚槽内纤维伸直度进行分析。结果表明：输纤通道内气流速度梯度随气流流向递增，凝聚槽内气流速度分布不均匀，存在低速和高速气流区；两种工况的弯钩纤维的形态变化规律基本一致，但在输纤通道出口至滑移面处，弯钩纤维呈现出不同形态；前弯钩纤维在完全进入凝聚槽时，弯钩部分会被伸直消除，而后弯钩纤维进入凝聚槽后，其弯钩部分难以完全被伸直；在凝聚槽内，前弯钩纤维的伸直度显著高于后弯钩。该研究通过数值模拟分析探索纤维形态的变化规律，可为生产优化和设计解决方法提供理论指导，对转杯纺输纤通道、转杯等关键部件的设计具有参考意义。

输毛管中流场状态对纤维丝束开松处理效果的影响#br#

王 进, 程贺棚, 李 帅, 卢贺, 崔永志, 千翠娥, 于贺春

2024, 32(3):  29-37. 

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纤维输毛管的设计对粘胶纤维或Lyocell短纤维丝束的开松效果至关重要。为了探究纤维丝束在输毛管中的开松机理以及管道内流场状态对纤维运动状态的影响，采用三维建模软件建立输毛管流场模型，在商用软件Cradle CFD中建立纤维丝束模型结合流场进行耦合计算，研究分析了2000根长度为38 mm纤维丝束在输毛管中的运动过程。结果表明：纤维丝束在输毛管中受到流场作用的差异形成了纤维丝束运动的速度差，是纤维丝束开松的主要原因；输毛管的竖直圆形管道处存在较大的压力梯度，使纤维丝束整体受到压力差异，也为纤维开松创造条件；输毛管的锥型管位置处的速度场较复杂，有利于纤维丝束开松；管径的变化导致产生漩涡，阻碍了纤维的输送。研究结果可以为化纤与纺织行业输毛管设计提供参考。

涂层层数对镍粉/石墨基复合材料介电性能和吸波性能的影响

师琅, 姜茸凡

2024, 32(3):  38-44. 

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为探究制备工艺对涂覆型吸波材料性能的影响，通过实验研究涂层层数对镍粉/石墨基复合材料的介电性能及吸波性能的影响机制。选用PU2540型聚氨酯为黏结剂，镍粉、石墨为功能粒子，涤/棉平纹织物为基布，采用纺织涂层（刮涂法）工艺制备了涂层层数不同的镍粉/石墨基涂层复合材料。测试该复合材料的介电常数（实部、虚部、损耗角正切值）和反射损耗，分析涂层层数对复合材料介电性能和吸波性能的影响。结果表明：在测试频率1~1000 MHz范围内，3层的镍粉/石墨基复合材料对电磁波的极化能力、损耗能力及耦合能力最强；在测试频率10~3000 MHz范围内，涂层层数2层的复合材料的吸波性能最好，反射损耗最小峰值为-26.460 dB；且3种材料在不同频段表现出不同的吸波特性。所得结果可为开发经济实用的吸波材料提供理论参考。

星型PLLA-PEG嵌段共聚物纤维膜的制备及其亲水性能#br#

邢东风, 李雲环, 高宇, 王福兴, 富强, 金达莱

2024, 32(3):  45-52. 

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星型结构相比较于线型结构具有更稳定的形态和更优异的力学性能。选用季戊四醇（PET）为引发剂，辛酸亚锡（Sn(Oct)2）为催化剂，通过L-丙交酯（L-LA）的开环聚合（ROP）制备星型端羟基聚（L-丙交酯）（s-PLLA），并与聚乙二醇（PEG，相对分子质量为1000）缩合制备四臂星型聚（L-丙交酯）-聚乙二醇共聚物（s-PLLA-PEG）。采用1H-核磁共振、13C-核磁共振、傅里叶变换红外光谱、超高效聚合物色谱仪对产物进行表征，并用静电纺丝技术制备s-PLLA-PEG纤维膜进行亲水性能测试。结果表明：s-PLLA-PEG共聚物成功合成；相对于s-PLLA，s-PLLA-PEG的熔体温度和玻璃化转变温度降低，柔韧性得到改善，韧性增强；s-PLLA-PEG纤维膜对水的接触角是84.10°，随着时间的推移，接触角逐渐减小，最终水被纤维膜完全吸收，相比较s-PLLA纤维膜具有更强的亲水性。该研究表明，PEG嵌段的引入可以有效改善s-PLLA纤维膜的亲水性，展现出静电纺s-PLLA-PEG纤维膜在医用敷料领域的应用前景。

超高分子量聚乙烯纤维的耐高温性能

薛淑云, 叶 伟, 王 征, 夏平原, 管永银

2024, 32(3):  53-60. 

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针对超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维熔点低、易蠕变的缺点，以复合材料热压加工环境为测试条件，通过分析不同热压温度和热压时间下的力学稳定性能，研究UHMWPE纤维的耐高温性能。采用差示扫描量热仪、热重分析仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、红外吸收光谱分析仪和力学性能测试仪等仪器设备，表征并分析了UHMWPE纤维的力学性能、热稳定性能和微观结构。结果表明：热压温度及时间对UHMWPE纤维性能有着重要的影响。在150 ℃及以下热压处理时，纤维力学性能随着热压时间的增加而变化不大；在160 ℃及以上热压处理时，长时间的热处理导致纤维力学性能下降明显，在160 ℃处理40 s时丝束断裂强力为153 N，强力损失为46.50%；当热压温度大于纤维熔点时，纤维强力出现急速下降，在170 ℃热压处理10 s时强力下降到了121 N，强力损失达到了57.80%。研究结果可为UHMWPE纤维复合材料的加工及应用提供参考。

基于反应型低共熔溶剂的真丝织物改性及其性能

谢家灵, 杨晟, 付飞亚, 马廷方, 徐兆梅, 刘向东

2024, 32(3):  61-72. 

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印染废水污染是制约纺织行业可持续发展的重要瓶颈之一，在开发新溶剂的同时实现织物高效加工改性是驱动纺织业升级转型的有效路径。以甜菜碱（Bet）/乳酸（LA）低共熔溶剂为真丝织物改性反应的溶剂兼反应原料，对真丝织物进行季铵化改性，对比考察了传统加热和微波加热方式对酰胺化反应效率的影响，并对改性样品的形貌、结构和染色性能等进行分析。结果表明：微波加热反应效率高，仅需15 s便可实现真丝织物季铵化改性；改性后纤维表面粗糙度轻微增加，结晶度由71.57%升至78.57%，拉伸断裂强度提升2.8%；织物表面电荷从−26.35 mV增加到5.57 mV，促使织物上染率提高58倍，最佳染色工艺条件下K/S值由0.08提升至4.07，透气和吸湿性变化不明显。该研究可为真丝织物改性和低共熔溶剂组分多功能应用提供新的理论依据。

生物酶辅助提取橘皮色素及其对羊绒染色的性能

陈秋霖, 朱秋昱, 周芳雨, 王宇弘, 陈超, 余志成

2024, 32(3):  73-80. 

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为扩宽天然染料色谱并利用染色废弃物，通过生物酶辅助醇水提取橘皮中的天然色素，并将该色素应用于羊绒染色，分析该色素对羊绒染色的性能。首先分别用纤维素酶、果胶酶以及两种酶的组合对橘皮进行提取，通过单因素试验，探讨生物酶用量、乙醇浓度、提取温度、提取时间对提取效果的影响；然后采用橘皮色素对羊绒进行直接染色发现日晒牢度为2级，进一步研究提高日晒牢度的方法，实验结果表明用金属媒染剂、单宁-金属复合媒染剂、固色剂M对染色后羊绒进行后处理，以提高橘皮色素染色羊绒的耐日晒色牢度、耐皂洗色牢度。结果表明：橘皮色素最佳提取工艺为生物酶用量1%，其中纤维素酶和果胶酶质量比为2∶1，乙醇质量分数50%，提取温度80 ℃，提取时间100 min，料液比1∶20。橘皮色素对羊绒染色具有较高的K/S值，耐皂洗色牢度和耐日晒色牢度可达3级以上。从废弃物中提取天然染料色素，有着较高的应用价值和附加价值，为废弃资源再利用提供了一条有效途径。

基于(PEA)2PbBr4单晶的光致发光防伪织物标贴制备与性能

胡晓亭, 徐 磊, 李 楠

2024, 32(3):  81-90. 

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为制备高效轻质的荧光防伪织物标贴，采用反溶剂气相辅助结晶法生长不同尺寸和密度的苯乙胺溴化铅（(PEA)2PbBr4）单晶，并将其旋涂封装于PVC薄膜内，与织物热轧复合，得到具有光致发光防伪功能的织物标贴；通过XRD、SEM、紫外可见光度计和瞬态荧光光谱仪等测试对单晶的结构、复合膜与织物标贴的发光特性进行分析。结果表明：采用简单温和的工艺即可有效制备晶体并调控其尺寸和密度，制作具有防伪功能的织物标贴。尺寸为5~10 μm的二维结构单晶，其厚度约200 nm；通过调节邻二氯苯与N,N-二甲基甲酰胺的溶剂比例能够有效控制(PEA)2PbBr4单晶尺寸。当单晶尺寸约为5 µm时，其分布状态、结晶性和发光性能最为优异，其复合膜的吸收峰和发射峰分别位于391 nm和414 nm处。超微量的防伪标贴即可在365 nm紫外光的激发下发出强烈均匀的蓝紫色光，并且，用于织物防伪能够达到洗可穿及耐磨标准，实现有效的防伪功能。

基于智能柔性织物传感器的漏尿频次监测系统研究

周金利, 王 政, 周知艇, 李云飞, 熊 帆, 李红平

2024, 32(3):  91-101. 

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为诊断每位尿失禁患者的漏尿频次，治疗尿失禁问题，在尿片中嵌入织物功能电极，连接到自制的可穿戴式尿失禁患者漏尿频次监测系统，制备出智能尿片，根据功能电极电阻值的变化监测漏尿的频次。结果表明：每个功能电极连续监测次数可达15次以上，平均准确率达86.2%，灵敏度达73.5 kΩ/(0.1 mL)。该系统提出了一种尿失禁患者监测漏尿频次的简便方法，也可用于患者评估基本健康状况；同时也提供了一种智能柔性织物传感器的应用思路。

热防护服散热性的数学模型仿真

汪易平, 丁颖, 于志财, 王震, 徐丽慧

2024, 32(3):  102-109. 

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为了探求热防护服的散热规律和在高温环境中工作的极限，根据傅里叶热传导定律，用微元法和有效差分法建立了热防护服在高温条件下的“外界环境-织物层-皮肤”散热数学模型并进行仿真模拟，然后将穿着相同防护服的恒温假人放置在与数学模型中假设温度一致的实验室温度下进行实测，并采DS18B20温度传感器测量出假人表面温度进行比对验证。结果表明：实测假人皮肤温度为43.71 ℃，与模型仿真结果43.99 ℃的误差仅为0.28 ℃。研究结果说明建立的热传导散热模型具有较高准确度，能够对热防护服的散热防护效果进行仿真预测与合理评价，可为在较短的研发周期内设计散热效果更好的热防护服提供借鉴。

于空间向量角的乳房形态分类与文胸合体性评估

顾明月, 刘宿慧, 徐诗琦, 潘怡婷, 邹奉元

2024, 32(3):  110-117. 

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采用空间向量角来表征乳房形态，提出了一种青年女性乳房三维形态分类方法。首先获取209名18~25岁青年女性的乳房三维点云数据，并构建了6个乳房形态空间向量角作为聚类指标，采用k-means聚类，以手肘法确定最佳聚类数，运用学习向量量化神经网络（Learning vector quantization，LVQ）构建乳房形态判别模型，实现女性乳房形态的细分与判别。对细分后的乳房类型制作相应的文胸样板，通过虚拟试衣和实物试穿进行合体性评估，结果表明：青年女性乳房占比最多的为70B文胸号型，乳房细分为适中内敛型、平坦低胸位型、丰满外扩型。构建的LVQ神经网络青年女性乳房形态判别模型，准确率达93.33%。数字化服装压力和真实试穿实验表明，细分后的文胸合体性得到了有效提高，为不同类型乳房的文胸合体性结构设计提供参考。

基于扩散模型的ControlNet网络虚拟试衣研究

郭宇轩, 孙 林

2024, 32(3):  118-128. 

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为快速生成特定服装款式的成衣效果图，采用扩散模型，应用ControlNet网络实现虚拟试衣。首先将人体的关键点检测图与深度图作为扩散模型的控制条件，生成姿态可控的虚拟模特；再通过Canny边缘图生成虚拟试衣效果图。以三款连衣裙为例进行虚拟试衣实验，并优化扩散模型控制条件的参数设置；最后将生成结果与三维建模虚拟试衣结果进行对比和评价。结果表明：结合ControlNet网络的扩散模型能够控制虚拟模特的姿态特征，通过服装Canny边缘图可以生成特定服装款式的虚拟试衣效果。该方法生成的虚拟试衣相较三维建模技术实现的虚拟试衣方法更具表现力，操作更加直观快捷，能够为设计师提供款式图的成衣效果可视化参考，从而提高服装设计效率。

元宇宙时代下虚拟服装的研究进展

顾善琪, 胡连信, 王泽峰, 陈 旭, 楼炯楠, 刘奇龙, 张格格

2024, 32(3):  129-140. 

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虚拟服装是时尚产业中的新兴领域，随着元宇宙时代的到来，其发展前景和应用场景备受关注。为探讨元宇宙时代下虚拟服装的研究现状和发展趋势，首先总结了虚拟服装运用的关键技术以及目前面临的技术瓶颈。调查研究发现，虚拟服装技术主要包括三维建模、动态模拟、渲染、交互等方面，其中动态模拟和实时渲染是技术难点和热点。这些技术的突破将进一步推动虚拟服装领域的创新和发展，为用户带来更加逼真、个性化的虚拟服装体验。然后介绍了虚拟服装的市场演化、应用场景等。在元宇宙时代，虚拟服装市场的应用正在不断扩大至游戏、社交、娱乐和教育等领域，这为虚拟服装带来了更多机遇和挑战，需要进一步提高技术水平和创新设计理念。