近年来,石墨烯在纺织领域应用广泛,并且发展迅速,石墨烯在光、电、力学方面具有良好的性能,在复合材料方面具有良好的应用前景.聚丙烯腈纤维是一种合成纤维,性能优异,弹性和强度较好,在纺丝方面,利用湿法纺丝工艺将石墨烯与聚丙烯腈相结合起来,并且研究复合纤维的结构,发现其在吸附和脱附亚甲基蓝方面有了不同于原来的效果,本文在探究石墨烯和聚丙烯腈复合纤维的湿法纺丝最优条件,通过控制石墨烯占聚丙烯腈的含量来控制单一变量,研究石墨烯含量对于复合纤维材料吸附和脱附亚甲基蓝性能的影响.结果表明,掺杂石墨烯的复合纤维机械性能有所提高,复合纤维断裂强力从0.41 N增加到 0.77 N;随着石墨烯含量的增加,吸附和脱附效果有所提高,GO含量为10%的吸附性能最佳.
锦纶织物在使用涂料墨水直接进行数码印花时,会有明显的渗化现象,影响印花的清晰度,使用处理液对面料进行预处理可防止墨水渗化,同时也有颜色增深的效果.选用三款不同的水溶性聚合物对锦纶织物进行预处理,研究处理液种类及其浓度对印花效果的影响,以期提高锦纶面料数码直喷的印花质量.实验表明:使用处理液对锦纶面料进行预处理可有效改善印花清晰度,选用合适的处理液且将其调配至合适的浓度,可有效提升涂料墨水在锦纶面料上的色彩呈现效果.实验中,PR01 处理液10%浓度处理锦纶面料的打印效果最佳.
碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)具有重量轻、强度大、模量高、耐高温、耐磨性好等特点,在国防、航空航天和高端民用产品等领域具有广泛的应用前景.概述了碳纤维增强热塑性复合材料的成型工艺,探讨了复合材料成型工艺的研究实例,以期对未来碳纤维增强热塑性复合材料成型工艺的发展有所启发.
选用10 D、20 D、35 D三种氨纶丝和涤纶POY丝制备氨纶空气包覆纱,在测试氨纶丝性能的基础上,重点对氨纶包覆纱的形貌结构、拉伸性能、拉伸回弹性进行了测试表征,并分析了氨纶丝细度、氨纶丝牵伸倍数、热湿处理对氨纶空气包覆纱结构、性能的影响.研究结果对掌握氨纶空气包覆纱的结构与性能特点,以及开发低纤度氨纶空气包覆纱及其织物提供了参考.
以聚乳酸熔喷非织造材料为基材,通过多巴胺、疏水纳米二氧化硅在材料表面构造粗糙度,之后用低表面能物质十六烷基三甲氧基硅烷修饰制备超疏水聚乳酸熔喷非织造材料.利用傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜及接触角测量仪等表征了其理化性能、微观形态和润湿性能.结果表明,制备的超疏水聚乳酸熔喷非织造材料的静态水接触角达到 152.9°,材料拉伸伸长率提高到41%.在油水分离方面,材料经过15 次油水分离循环后,分离效率仍保持在96.7%以上.
随着近年来各领域对纺织基柔性力学传感器研究与应用不断深入,以纺织材料作为传感载体的纺织基柔性力学传感器在各领域的应用水平得到了进一步提升.通过对纺织基柔性力学传感器常用材料、制作方法、结构设计的总结分析,以及国内外相关研究回顾,综述了电阻式、电容式、压电式和多功能纺织基柔性力学传感器研究的最新进展.结合实际应用场景,提出现阶段研究存在所面临的挑战,并展望了纺织基柔性力学传感器的前景.
为了比较平均值分析法、相关性检验分析法和均方根误差分析法评价柔性智能心率服可靠性的准确性,先通过真人试验的方法对市面上在售的两款柔性智能心率服进行性能测试,再分别利用上述三种方法对测试数据进行分析,发现均方根误差分析法与实测结果具有较好的一致性,优选出此方法作为柔性智能心率服可靠性的评价方法.
潜艇已成为现代水下作战的重要工具,其水下隐身性能主要依靠各类水下吸声材料所实现.将经编间隔织物实现的类填充微穿孔板结构水下吸声材料(WKSF-SF水下吸声材料)和空心微珠填充水下吸声材料(SF水下吸声材料)在人工海水环境下浸泡 1 年后,研究了海水老化对其压缩性能和水下吸声性能的影响规律.结果表明,WKSF-SF水下吸声材料受海水老化后,压缩强度和水下吸声系数均随浸泡时间逐渐下降,且在 0～4 个月下降较快.这是因为聚氨酯基体多孔结构的破坏、空心玻璃微珠表面点状腐蚀以及复合材料各界面之间的脱粘共同造成的结果.
为了改善木材染色渗透性,以NaOH、H2 O2对木材进行预处理,采用直接络合染料对木材进行染色,通过染色木材的横向及纵向显微镜图评价染色渗透性,分析不同预处理剂浓度、时间、温度对木材染色渗透性的影响,优化确定预处理工艺.结果表明:NaOH-漂白复合预处理对提高染液渗透性效果最好,且增加了木材染色色深值及鲜艳度.木材NaOH预处理的优化工艺参数为:NaOH的用量200g/L、时间30 min、浴比 50∶1、处理温度70℃;木材H2 O2预处理的优化工艺参数为:H2O2(30%)的用量 90g/L、稳定剂的用量 7.2 g/L、温度 90℃、浴比 50∶1、时间2h.
智能电致变色纺织品可在外加电场作用下发生稳定、可逆颜色变化,引起了越来越多的关注与重视,成为了前沿新材料的一个重点发展方向.织物基电致变色柔性器件充满挑战,不仅需具备优良的快速变色响应能力,同时需保持在服用过程中的可变形特性.选用聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)为聚合物基底材料,加入增塑剂碳酸丙烯酯(PC)和双三氟甲基磺酰亚胺锂(LITFSI)导电盐制备具有优良离子导电性能的半固态离子凝胶,并与电致变色材料乙基紫精混合得到电致变色凝胶材料.基于反射型电致变色模型,构筑导电织物/变色凝胶/透明导电膜三明治结构的织物基柔性电致变色器件,可实现颜色在无色至蓝色之间的循环转换.所制备的织物基电致变色柔性器件具有较快响应速度,其着色时间和褪色时间分别为 12 秒和 24 秒,展现出了较好的循环稳定性和弯曲稳定性,在可穿戴智能显示领域具有广阔的应用前景.
在复合材料中,界面作为连接两相、传递应力的重要"桥梁",其结合的强弱通常取决于碳纤维(CF)和树脂基体的物理、化学性能.采用一种针对聚丙烯树脂(PP)的水性上浆剂,通过浸渍法对碳纤维进行上浆处理.选用表面基本无上浆剂的热解回收碳纤维对上浆剂的界面改善效果进行评价,测试上浆前后碳纤维表面形貌、化学组成及与PP 树脂间的界面剪切强度.结果表明,上浆后再生碳纤维表面的沟壑被填补,形成一层浆膜;增加了上浆剂中的C=O伸缩振动引起的特征峰,O/C的比值从4.36 提升到了 12.10,含氧官能团的比例明显增加;碳纤维和聚丙烯之间的界面剪切强度提高了18.95%.上浆剂作为界面,成功增强了碳纤维与聚丙烯之间的结合力.
将沸石咪唑骨架(ZIF-67)嵌入到具有中空薄壁细胞框架的竹纤维中,通过高温热解获得负载Co和CoO纳米颗粒的竹炭纤维复合材料(Co@CoO/竹炭纤维).采用XRD、SEM、XPS表征Co@CoO/竹炭纤维微观结构和成分.研究Co@CoO/竹炭纤维催化过氧硫酸盐(PMS)降解典型抗生素(盐酸四环素TCH)的性能,考察了不同PMS添加量、Co@CoO/竹炭纤维催化剂添加量和温度对TCH去除效率的影响,探究了催化降解过程中产生的活性氧种类.结果表明,多孔多面体ZIF-67 在竹纤维上生长,热解后仍保持多孔多面体结构;得到的Co@CoO/竹炭纤维活性位点丰富,10 mg Co@CoO/竹炭纤维与20 mg PMS在15 min内对30 mg/L TCH催化降解效率达99.90%;3 次循环后,Co@CoO/竹炭纤维/PMS对TCH降解效率仍可达 91.25%.Co@CoO/竹炭纤维复合材料的高效催化降解性能为废水处理提供可选择性.
阐述了阻燃剂的阻燃机理,着重分析了多种传统阻燃剂和新兴阻燃剂的阻燃作用以及在聚合物阻燃领域的研究现状,提出了阻燃剂在未来研究中重点关注的方向,为实现环保高效阻燃提供重要参考.
针对当前钠离子电池钠储存反应动力学慢、倍率性能较低等关键问题开展结构设计,利用同轴静电纺将氧化锡(SnOx)纳米颗粒嵌入碳纳米纤维中得到碳包覆非晶相氧化锡SnOx纳米纤维(SnOx@C).随后通过等离子体氟化处理SnOx@C得到具有C-F半离子键的SnOx@C的纳米纤维(PF-SnOx@C).研究讨论纳米纤维PF-SnOx@C的结构形貌演化规律及其电化学性能,PF-SnOx@C电极在大电流密度5Ag-1下循环5000 可逆容量仍保持在 100 mAh g-1,显示出超稳定的长循环性能和良好的倍率性能.
设计一种既能提供高灵敏度又能提供宽工作范围的柔性应变传感器一直是一个重大挑战.通过真空辅助过滤制备了具有高灵敏度和宽工作范围的纳米纤维膜柔性应变传感器.结果表明,CNTs/AgNWs/CNTs/TPU纳米纤维膜传感器具有高灵敏度(GF=1005.8)、宽应变范围(高达350%)和快速响应时间(39 ms),可以准确监测人体运动,包括从微小的脉搏到大尺度的手指关节弯曲.传感器在可穿戴设备以及身体健康监测方面有巨大的应用潜力.
电焊行业在现代工业中具有重要地位,为了避免电焊工作过程中飞溅物落在衣物上造成融穿现象,以不锈钢纤维与棉纱并线加捻技术制成的320 T/M不锈钢棉混纺纱作为原料,设计三种不同的织物组织制备机织面料,并对其进行阻燃整理,研究组织结构对面料的舒适性及阻燃性的影响.结果表明,缎纹织物的透湿性及透气性最好,5/3 纬面缎纹最为柔软,三种织物中5/3 纬面缎纹的织物阻燃性能最好.可为不锈钢纤维阻燃产品的开发与设计提供参考.
测试了几种床垫用植物纤维材料、人造纤维材料及其制备的纤维床芯的吸、放湿性能.应用回归分析法绘制出各试样的吸、放湿曲线.结果表明,植物纤维材料中山棕纤维的放湿初始回潮率及吸湿平衡回潮率分别为13.41%和 9.67%,剑麻纤维的分别为 12.28%和 9.35%;两种人造纤维材料Sorona与Lm的回潮率均较低.相同试验时间下,山棕纤维与剑麻纤维的吸、放湿速率均大于人造纤维材料Sorona与Lm,因此山棕纤维与剑麻纤维的吸、放湿性能均优于人造纤维材料Sorona与Lm.较植物纤维材料相比,各植物纤维床芯的回潮率及吸、放湿速率均有降低,但仍能保持良好的吸放湿性能.
介绍了碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)的性能特点与成型工艺,阐述了碳纤维增强树脂基复合材料在航空航天、交通运输、医疗、电缆、建筑、风电、娱乐休闲等领域的应用,对碳纤维增强树脂基复合材料的发展前景进行了展望.
为了防止严重的电磁污染对人体健康带来的威胁和开发高效的隐身材料,人们在追求高性能的微波吸收材料方面付出了巨大的努力.近年来,为应对当前柔性可穿戴技术的快速发展,与传统的吸波材料相比,对柔性和轻质的吸波材料需求日益增长.介绍了薄膜基、织物基和气凝胶基柔性吸波材料并分析了这些吸波材料的研究现状.总结了各类柔性吸波材料的优缺点及应对复杂电磁环境所面临的挑战.
碳纤维因具有高比强度、高比模量、耐高温等优点而被广泛应用于航空航天、交通运输等领域.众多研究表明,碳纤维的模量随碳化温度的升高而升高,碳纤维的强度则随着温度先升高后降低.如何制备高强度、高模量的碳纤维,一直是研究人员关注的主要问题.从碳纤维制备工艺和辐照改性碳纤维方面总结了提高碳纤维机械性能的方法,探讨了各阶段工艺参数的控制对碳纤维力学性能的影响,介绍了辐照改性碳纤维的研究现状.
