本期目录

2025年 第33卷 第02期    刊出日期：2025-02-10

上一期   

大丝束碳纤维展纤技术研究进展

朱繁强, 沈伟, 杨小兵, 姚江薇, 赵德方, 张万虎, 邹专勇

2025, 33(02):  1-9. 

摘要 ( 88 )   PDF (4110KB) ( 52 )  

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展纤能够使碳纤维丝束厚度变薄、幅宽变宽，明显改善后道应用中预制件的力学性能。阐述了大丝束碳纤维的概念、特点及展纤目的，介绍了大丝束碳纤维展开性表征方法，分析了展纤对大丝束纤维形态、纤维渗透性及复合材料性能的影响；归纳总结了多辊热碾展纤技术、机械式多辊筒展纤技术、声波辅助展纤技术、静电辅助展纤技术、微突起阵列辅助展纤技术和气流扰动展纤技术等6种展纤技术。各种展纤技术各有利弊，气流扰动展纤技术是最具发展前景的展纤技术，未来应重视多种展纤技术相结合的应用研究，提升对大丝束碳纤维的展纤效果，降低展纤过程对碳纤维的损伤。

熔体纺丝异形化纤维及其非织造材料的应用研究进展

吴万桦, 钱晓明, 唐孝颜, 娄伟, 杨雪珂, 兰怡娜

2025, 33(02):  10-22. 

摘要 ( 145 )   PDF (24066KB) ( 29 )  

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为了改善纤维市场中产品单一化、附加值低和性能同质化等问题，开展纤维异形化技术的相关研究至关重要。对熔体纺丝法制备异形纤维的技术及应用进行了综述，首先介绍了熔体纺丝工艺原理及异形纤维生产设备，并概括了常见异形纤维截面形状及特性，同时对现有的熔体纺丝法制备异形纤维技术进行分类，进而对异形纤维截面形状改变以及工艺参数改变对纤维性能的影响进行了总结，揭示纤维异形化过程中的共性问题；随后介绍了异形纤维及其非织造材料的应用；最后，文章对异形纤维在发展应用中存在的问题进行了分析，并展望了未来技术发展前景。

中国纺织业关键共性技术创新能力与发展趋势分析

王鹏飞, 程华

2025, 33(02):  23-32. 

摘要 ( 89 )   PDF (4009KB) ( 20 )  

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中国纺织产业在升级改造和高质量发展要求的形势下，纺织技术面临着激烈竞争和转型压力。以纺织产业关键共性技术为研究对象，基于38295项发明申请专利数据，利用专利计量、专利指标分析法和Logistic模型，剖析中国纺织产业关键共性技术的创新能力、发展趋势和技术生命周期等。研究发现：中国纺织产业关键共性技术与D01F、D06M、D01D、D04H、D06P和C08G等技术分类关联比较密切，涉及机械工程、化学、物理和电子电路大类等。其中，纺织新材料领域在碳纤维和芳纶纤维等方面的技术突破，已经成为带动化纤产业和纺织行业高质量发展的重要引擎。然而，目前纺织产业关键共性技术生命周期已经进入成熟期，预计2028年以后专利增长将进入衰退期。在中国提出的从“纺织大国”向“纺织强国”目标影响下，绿色化、柔性化、智能化和精细化生产成为纺织产业关键共性技术发展的主要趋势，同时也是提高纺织行业技术创新和纺织产业转型升级的重要力量。

二硫化钼/纳米银@芳纶纳米纤维复合气凝胶的制备及其光热转换性能

张功煜, 孙凯, 刘元军, 夏磊, 庄旭品

2025, 33(02):  33-41. 

摘要 ( 42 )   PDF (15097KB) ( 12 )  

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为制备一体式轻质太阳能界面水蒸发器，以芳纶纳米纤维(ANFs)为载体，在其表面原位生长纳米银粒子(AgNPs)，并与二硫化钼(MoS2)共混，利用冰模板法制备了MoS2/AgNPs@ANFs复合气凝胶。采用冷场扫描电镜SEM、透射电子显微镜TEM、能谱仪EDS、热常数分析仪、紫外分光光度计等设备，并利用气体吸附法和BJH方法，测试分析了复合气凝胶的结构与性能，结果发现：复合气凝胶的密度低至10 mg/m³，内部呈现多级胞腔结构，展示出高效的光吸收性能(在可见光区达到93.58%)和低热导率(0.033W/(m·K))，100次循环压缩试验后应力保持率为99.23%，具有优异的机械稳定性。该复合气凝胶在5个太阳光强度下50 min后表面温度可升至74.66 ℃，界面水蒸发速率最高达到11.7 kg/(m²·h)，6次循环蒸发速率平均为11.34 kg/(m2·h)，表现出良好的循环稳定性。研究结果为高效易用的太阳能界面水蒸发器的发展提供了新的思路。

基于蛋白质组学的丝素蛋白微生物降解机理

丁传苗, 泮林丹, 陈浩, 王秉

2025, 33(02):  42-48. 

摘要 ( 37 )   PDF (7770KB) ( 9 )  

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为了揭示丝绸的微生物降解机理，利用蛋白质组学结合热场发射扫描电子显微镜、X射线衍射技术研究了丝绸在米曲霉代谢物降解前后宏观和微观结构变化，并探讨了降解作用在丝绸微生物劣化过程中的地位。形貌分析发现，丝绸经过米曲霉代谢物降解后发生了明显的黄变现象，表面纤维大量脱落；二级结构分析表明，丝蛋白分子构象遭到了破坏，结晶度明显下降；蛋白质组学分析显示，丝素蛋白重链、丝素蛋白轻链和P25都发生了不同程度的降解，而且重链蛋白的降解程度更高。经过测试分析，文章推测出一种丝素蛋白米曲霉劣化模型：米曲霉通过降解作用侧重分解丝素蛋白重链，丝素蛋白结晶区域结构崩塌，转变为松散的非晶结构，丝绸丧失原有的物理化学性能，逐渐被降解破坏。该研究结果对于深入了解古代丝绸劣化机理具有重要意义，为制定针对性的丝绸文物保护和修复策略提供了重要参考。

碳纤维织物复合材料裂纹扩展特性的介观尺度有限元分析#br#

王汜辛, 闫永杰, 倪庆清

2025, 33(02):  49-58. 

摘要 ( 40 )   PDF (17537KB) ( 11 )  

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为了探寻织物结构复合材料面内裂纹扩展抵抗机理，真实地反应出碳纤维织物复合材料裂纹扩展特性，文章建立了含有铺层结构与平纹结构碳纤维复合材料介观尺度模型，使用了有限元分析与实验结合的方法，进行了复合材料面内裂纹扩展行为分析。结果表明：平纹结构裂纹扩展能量密度为1.69 J/mm3，0°/90°铺层复合材料裂纹扩展能量密度为1.47 J/mm3，平纹结构复合材料的裂纹扩展抵抗能力相比0°/90°铺层提升约15%，平纹结构及0°/90°铺层复合材料的应力集中系数分别为7.6和12.1。文章通过有限元分析与非接触式全场应变测量实验结果对比，证实了有限元分析裂纹扩展与实验裂纹扩展的趋势一致。另外，文章还明确了经纬纱承载的应力分布及经纬纱交叉处载荷传递机理，并发现织物一体结构具备更好的裂纹扩展抵抗力。文章可为纺织复合材料裂纹扩展有限元分析及其裂纹扩展性能与寿命预测提供参考。

K2CO3催化醇解酯交换再生DMT的制备及减压升华提纯

李小军, 官军, 吕维扬, 姚玉元

2025, 33(02):  59-66. 

摘要 ( 46 )   PDF (5796KB) ( 21 )  

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在醇解-酯交换法回收废旧聚酯纺织品过程中，重金属盐类醇解催化剂易引发环境污染，且强碱性酯交换催化剂NaOH易引起设备腐蚀。为了改善该问题，采用K2CO3催化醇解废旧聚酯纺织品制得醇解产物，以K2CO3为酯交换反应催化剂将醇解产物转化为再生对苯二甲酸二甲酯 （DMT），通过单因素实验协同响应面法统计分析，系统研究了酯交换反应时间、甲醇与醇解产物投料比、催化剂K2CO3添加量及其交互作用对再生DMT收率的影响，获得最佳反应参数组合，并采用减压升华法对含杂再生DMT进行提纯。结果表明：醇解产物主要成分为对苯二甲酸双羟乙酯（BHET），伴含微量BHET低聚体及对苯二甲酸单羟乙酯；酯交换最佳反应参数为反应温度70 ℃、反应时间118 min、甲醇与醇解产物质量投料比2.13∶1、K2CO3添加量为醇解产物质量的0.94%，该工艺条件下再生DMT实际收率为88.50%；经3次减压升华提纯，再生DMT中2-羟乙基甲基对苯二甲酸酯、对苯二甲酸单甲酯和间苯二甲酸二甲酯等杂质均得到有效去除，再生DMT纯度高达99.89%。

基于泡沫整理技术的棉织物三防整理工艺与性能#br#

赵亚楠, 葛甜甜, 张 妍, 朱 博, 张 宁, 潘如如

2025, 33(02):  67-74. 

摘要 ( 35 )   PDF (5513KB) ( )  

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为提升棉织物的三防功能性且满足绿色染整节能减排的需求，采用泡沫整理技术对棉织物进行三防整理。从三防整理剂质量浓度、带液率、烘焙温度、烘焙时间4个因素分别测试其对泡沫性能和整理效果的影响，并从功能性、物理机械性、服用性、耐洗性能以及整理均匀性5个方面与常规浸轧法进行对比。结果表明：棉织物最佳整理工艺为三防整理剂质量浓度60 g/L、带液率50%、焙烘温度130 ℃以及焙烘时间2.5 min；经过三防泡沫整理的棉织物水相接触角155.3°，油相接触角130.3°，沾污等级达5级；对比泡沫整理与传统浸轧法的功能性、物理机械性能、服用性能3方面整理效果，发现泡沫整理的棉织物拥有更好的水相、油相接触角，更强的力学性能，更加丰满柔软的手感；泡沫整理与传统浸轧法的耐水洗性能相差较小；三防泡沫整理棉织物的水相接触角均方差为1.7，油相接触角均方差为2.7，沾污等级均方差0.04，均小于传统浸轧法水相均方差（1.9）、油相均方差（3.6）和沾污等级均方差（0.16），因此三防泡沫整理棉织物的均匀性更好。文章研究的泡沫整理法为实现棉织物三防绿色生产提供了有效途径。

电阻式浆纱回潮率测试仪的误差分析与校准

魏瑶, 王文聪, 王静安, 郭明瑞, 高卫东

2025, 33(02):  75-82. 

摘要 ( )   PDF (8079KB) ( )  

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为了实时监测浆纱质量，现代浆纱机大多配有浆纱回潮率测试仪。测试仪基于电阻法来测试浆纱回潮率，由于受到原纱、浆纱机性能以及外界环境的影响，浆纱回潮率的实际检测通常存在一定误差。为了实现浆纱回潮率的精准检测，文章仿照浆纱机片纱运行状态，搭建了一套片纱回潮率测试装置。通过对浆纱回潮率影响因素进行合理化假设，构建了纱线线密度、覆盖系数、环境相对湿度、测试回潮率与真实回潮率的数学模型，提出了一种电阻法检测浆纱回潮率的纠偏方法，并验证了该数学模型的有效性。使用该方法纠偏后，测试回潮率误差减小了24.8%，说明该纠偏模型可以用于阐明纱线线密度、覆盖系数、环境相对湿度及真实回潮率对测试回潮率的影响关系，并且能有效提高浆纱回潮率的检测精度。

氮化铝凉感涤纶织物的防紫外线整理效果及评价

邱建根, 徐亚兰, 张晨, 洪兴华

2025, 33(02):  83-89. 

摘要 ( )   PDF (4572KB) ( )  

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为开发凉感涤纶织物并评价其防紫外线整理效果，首先制备了氮化铝改性的聚酯纤维，再选用不同的防紫外线整理剂，采用一浸一轧法对织造得到的凉感涤纶织物进行防紫外线整理。通过比较自研的TQ-100防紫外线整理剂与常规市售的防紫外线整理剂的整理效果，对比分析凉感涤纶织物整理前后的表面形貌、导热性能、耐水洗性、透气性、紫外光照耐受性，发现防紫外线整理剂对凉感涤纶织物的凉感效果、防紫外线的耐洗持久性、透气性以及紫外光照耐受性产生了显著影响。研究表明：TQ-100整理剂在应用中显著提高了凉感涤纶织物的凉感效果，同时赋予了织物出色的耐洗持久性和紫外光照耐受性，且该整理剂在适当的工艺条件下，对织物的透气性影响微乎其微。此外，研究还表明，对于氮化铝凉感涤纶类织物，采用无机纳米材料和有机防紫外材料复配的助剂进行防紫外线整理更为有效。

数字孪生视角下的智能纺纱应用探索

陈明亮, 章军辉, 钱宇晗, 刘禹希, 刘俊泽

2025, 33(02):  90-99. 

摘要 ( )   PDF (4235KB) ( )  

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为了加快新质生产力发展，助推传统纺纱行业高质量转型，对数字孪生技术在纺纱领域的应用进行了积极探索。首先，概述了纺纱智能化的发展现状，揭示了当前面临的技术瓶颈与挑战，并强调了数字孪生技术的优势。其次，详细解析了数字孪生技术的基本理念，及其与信息物理系统和建模仿真技术的区别。随后，从设备级、车间级和工厂级3个层面，着重探讨了数字孪生在纺纱过程中的关键应用场景及实施策略。最后，梳理了数字孪生技术在精准建模、仿真预测和连接交互等方面的问题，并指出其应用重点，即提升精准建模、完善机理模型、提高预测维护准确性，以及增强数据交互安全性等。文章对推进数字孪生技术在纺纱领域的应用具有一定的参考意义。

面向智能纺纱构建的单锭监测系统及其应用

赵龙飞, 李辉, 张阳, 贾政清, 薛元

2025, 33(02):  100-106. 

摘要 ( )   PDF (4221KB) ( )  

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针对传统环锭纺纱生产过程中人工巡检断头效率低、用工成本高的问题，重点叙述了环锭纺单锭监测系统的组成及工作原理，给出了对环锭纺牵伸机构、加捻机构、卷绕成型机构中主轴、牵伸罗拉、单锭、钢领板等部件运动信号的采集与数据处理的方法；通过数字孪生与数据融合提取纺纱过程中各种异常情况的信息特征，给出了纺纱过程中断头、弱捻、空锭以及捻不匀等异常情况的数字判据，并在此基础上，对单锭监测系统的应用效果进行了分析。结果表明：使用该单锭监测系统能够使企业生产效率提高15%，用工和原料综合成本降低22%，纱线全年不良率降低12%。该单锭监测系统能够减少挡车工无效巡回，帮助企业达到提质、降本、增效的目的，提高企业的智能化水平。

纺纱车间能源监控平台研究与实现

姜国强, 袁逸萍, 晁永生

2025, 33(02):  107-117. 

摘要 ( )   PDF (12607KB) ( )  

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针对传统纺纱车间能耗信息不透明、能源管理粗放等问题，设计一种基于物联网和大数据技术的车间能源监控平台。基于智能仪表、LoRa无线传输技术等建立能耗数据物联监测网络；基于大数据技术实现海量能耗数据协同集成、分类存储和分布式计算；基于VMD-PSO-LSTM算法构建能耗数据预测模型，该模型相比于BP、LSTM、PSO-LSTM、VMD-LSTM等实现了更高精度的设备能耗多步预测；基于Java语言、SpringBoot框架、Vue框架等开发了前后端分离架构的能源监控系统。研究结果实现了车间能耗数据的及时采集、全面监测、准确预测和有效管理，对于传统纺纱企业低碳减排、数字化转型有一定应用价值。

基于改进NSGAII算法的涡流纺车间调度方法

罗来兵, 方辽辽, 沈春娅, 石路宏, 胡旭东

2025, 33(02):  118-129. 

摘要 ( )   PDF (6788KB) ( )  

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为应对涡流纺车间生产向小批量多品种生产模式转变的发展趋势，对涡流纺车间生产调度进行研究。通过分析金华某涡流纺企业订单生产情况，建立了以最小化最大完成时间、最小化逾期损失和最小化改机次数为目标的涡流纺生产调度模型。为避免NSGAII陷入早熟收敛的情况，提出一种改进的NSGAII算法（INSGAII_SAA）对涡流纺车间调度模型求解。利用启发式规则初始化种群、自适应选择交叉变异算子以及融合模拟退火算法（SAA）的方法，有效降低解空间的冗余程度，提高求解效率并得到全局最优解。另外，使用NSGAII、SAA、INSGAII_SAA、MOSAA以及MOPSO求解，对比该涡流纺企业订单数据来验证求解模型和改进算法的有效性，结果表明：相较于NSGAII，所提出的INSGAII_SAA最大完成时间平均减少了8.7%、逾期损失平均减少59.89%、改机次数平均减少34.91%，具有较好的调度效果。研究方法能较好地实现涡流纺生产科学调度，有效降低企业生产管理成本。

基于改进蚁群算法的色纺企业生产调度方法

潘欣明, 王静安, 邱子峻, 高卫东

2025, 33(02):  130-139. 

摘要 ( )   PDF (3940KB) ( )  

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针对目前色纺企业在色纺纱品种多、订单批量小、色纺工艺变化大的情况下，人工生产易出现调度困难和效果差的问题，文章提出一种采用改进蚁群算法的色纺企业生产调度方法。基于实际生产条件和要求，建立了一个色纺细纱工序生产调度模型，以订单交期积分规则评分、细纱机等待翻改的停台时间、最大完工时间和订单超期总数为目标，考虑了细纱机前后生产纱线品种相似度，并改进了蚁群算法，以色纺企业不同规模细纱机和订单量的生产调度问题进行仿真实验，证明了该方法的有效性和鲁棒性。研究表明，此改进蚁群算法生产调度效果优于人工调度方法，能够满足色纺企业实际场景下生产调度的需要。