臭氧等离子体预处理对芳纶染色性能的影响

针对芳纶难以使用常规工艺进行染色和印花加工等问题,通过臭氧等离子体预处理芳纶织物后结合树脂改性以提升染色性能。研究了臭氧等离子体预处理对树脂改性芳纶表面元素和形貌的影响,探究了改性后芳纶织物的分散染料染色效果。结果表明:单独的臭氧等离子体处理对芳纶的染色效果改善并不明显,而臭氧等离子体预处理引入了丰富的活性基团并构建了粗糙的界面,显著提升了树脂的均匀分散性,使树脂和织物间的结合强度最高可提升104%,同时,大大提高了芳纶织物的分散染料上染率(98.6%)和表观染色深度(2.7),染色织物的色牢度得到有效提升,耐摩擦色牢度可达到服装面料使用要求。     

等离子体预处理的芳纶织物涂料印花性能

采用空气等离子体低压辉光放电处理,对芳纶纤维表面进行改性,然后进行涂料印花。试验发现,等离子体处理后芳纶纱线的拉伸强力略有增加,对亚甲基蓝阳离子染料的吸附量增加。芳纶织物经涂料印花后,干、湿摩擦牢度及耐刷洗牢度均有提高。采用扫描电子显微镜(SEM)观察处理前后的纤维表面形态,发现经等离子体处理后纤维有明显刻蚀现象。利用X射线光电子能谱(XPS)分析等离子体处理前后的纤维表面元素组成,发现空气等离子体处理后在纱线的表面引入—COOH基团,含氧基团总量增加了44.24%。     

经编间隔织物多层复合材料的防刺性能

针对目前国内防弹防刺复合插板的防刺性能仍需加强的要求,本文通过采用传统层压复合工艺将间隔织物与现有警用防弹防刺插板中材料(芳纶无纬布/芳纶机织布)相结合,在涂覆不同的黏合剂后,考察其在准静态与动态穿刺状态下的防刺性能。实验结果表明：芳纶平纹机织布由于其紧密的结构特征,可以被用来作为间隔织物的上表面进行有效防刺,同时间隔织物的下表面设计需较为紧密,这样有利于阻止刀尖的持续下刺,另外间隔织物的间隔丝可以有效将刀尖锁住,起到抗刺作用。研究也发现黏合剂对间隔织物及其夹层结构的防刺性能影响较大,采用强度、韧性、和粘结度高的胶有利于材料的防刺性能提高。     

DBD等离子体处理芳纶织物的表面性能

为改善芳纶织物的表面黏结性能,采用常压氩气介质阻挡放电(DBD)等离子体处理对芳纶织物进行表面改性,研究处理时间对芳纶织物的表面形貌、表面化学成分、润湿性能、单纱断裂强力和剥离强度的影响规律。结果表明:DBD等离子体处理后,芳纶纤维的表面被刻蚀,粗糙程度明显增加;纤维表面氧、氮极性基团含量增加;纤维的表面润湿性和黏结性能均显著提高,且在处理时间为60 s时达到最优;等离子体处理对芳纶织物断裂强力的影响较小。     

间位芳纶织物的导湿排汗整理

针对间位芳纶织物导湿排汗性能差而影响穿着舒适性的问题,采用酸性高锰酸钾和等离子体2 种改性方法分别处理芳纶织物,并对改性后的织物进行导湿排汗整理。结果表明：酸性高锰酸钾改性后纤维表面裂痕较深且数量较多,质量损失较大;等离子体改性后表面含有更多的氧元素和极性基团,整理后其含量进一步提高,其中羟基含量增加最多;改性后断裂强力和断裂伸长率略有下降,整理后有所回升;整理后织物的回潮率增大,导湿性、透湿性、透气性及抗静电性均得到改善;改性后再整理织物的耐洗性明显好于未改性仅整理的织物;改性和整理均不会损害织物的阻燃性,阻燃性反而有所提高。     

低温等离子体改性芳纶表面的XPS分析

采用XPS表面表征技术对等离子体处理的芳纶纤维表面化学组成进行了分析。结果表明:随着等离子体处理时间的增加,芳纶表面碳元素含量下降,氮元素的含量总体上变化不大,芳纶表面碳元素含量的下降,印证了氧元素含量的增加。在实验范围内,随着等离子体处理时间的增加,含氧基团(—C—OH、C O、—COO—、—COOH)的总量呈现上升趋势,因此等离子体对芳纶纤维表面的化学作用以及物理刻蚀均有利于芳纶纤维界面性质的改善,有利于其与橡胶等基体的黏合作用。研究结果可为芳纶纤维的应用提供理论依据。     

冷等离子体改性芳纶及其复合材料导热系数研究

为研究芳纶复合材料的隔热性能,探索芳纶作为复合材料在防护领域的应用,对芳纶织物进行冷等离子体改性后涂覆不同含量的环氧树脂,并测试其导热系数。结果表明:经过冷等离子体处理后,纤维表面变得粗糙,导热系数相对较低;随着涂层树脂含量的增加,导热系数减小,隔热性能增强;与未处理的材料相比,经冷等离子体处理和环氧树脂涂层后,芳纶复合材料导热系数较小,隔热性能较强,说明等离子体刻蚀增强了芳纶与树脂基体的接触面积和结合力,更有利于提高复合材料的隔热性能。     

芳纶1414纤维含量对织物功能性的影响

研究芳纶1414纤维含量对织物功能性的影响。介绍了芳纶1414纤维的强力及热学性能,采用不同配比芳纶1414纤维与芳纶1313纤维的芳纶纱织造芳纶织物,测试了不同配比的芳纶织物的强力、阻燃性能、热防护性能及热稳定性能。试验结果表明:芳纶织物随着芳纶1414纤维含量的增加,织物强力先减小后增大,织物损毁长度减小,织物热防护性能逐步提高。认为:在设计芳纶织物时,应根据不同环境的使用要求合理选择织物中芳纶1414纤维的配比。     

低温等离子体处理对芳纶界面性能的影响

为研究低温等离子体处理对芳纶界面性能的影响,制作了满足要求的试样并进行等离子体处理实验。采用扫描电子显微镜（SEM）、浸润性实验等方法对芳纶表面的刻蚀程度进行表征,并对低温等离子体处理前后的芳纶进行拉伸性能测试。结果表明：随着低温等离子体处理时间的延长、处理功率的增大,芳纶表面刻蚀度加剧;低温等离子体处理后芳纶的拉伸性能变化不大,但纤维的浸润性有了明显改善;纤维与树脂的结合强度也有近50%的提高。     

芳纶织物的激光改性及其性能

采用CO₂激光对芳纶织物进行处理，以滴水扩散时间为指标，通过单因素试验优化激光改性工艺；测试改性前后织物的接触角、颜色参数；分析激光改性对织物表面形态、元素组成、分子结构及结晶度的影响。结果表明，随着激光功率的增加和激光速度、步距的减小，织物的滴水扩散时间呈缩短趋势；优化的激光改性工艺为：激光功率35 W、激光速度200 mm/s、步距0.2 mm。在此工艺下，芳纶织物的滴水扩散时间由未改性的65.78 s缩短至42.98 s；改性后芳纶织物接触角减小，色深值基本不变，对亚甲基蓝的吸附性能提升；激光改性的芳纶纤维表面产生刻蚀，表面O质量分数增加；酰胺键断裂重排生成羧基等亲水性基团；纤维结晶度下降。     

剪切增稠液对不同结构芳纶织物防刺性能的影响

为实现防刺服的轻量化以提高可穿戴性,用剪切增稠液 (STF) 浸渍不同结构的芳纶织物制备柔性防刺材料,探究织物结构对STF/芳纶复合织物防刺性能的影响。借助流变仪、扫描电子显微镜、万能强力仪对STF的流变性及STF/芳纶复合织物的形貌、纱线抽拔力、准静态锥刺和刀刺性能进行表征。结果表明:STF的流变性能随着分散相质量分数的增加而明显增强;经STF浸渍后各织物的防刺性能都有明显提升,经纬密度较大的平纹织物表现出较优的抗锥和抗刀刺性能,其中最大抗锥刺和抗刀刺力分别为993.75 N和687.50 N;STF的剪切增稠作用能有效提高纤维间的摩擦从而限制纱线滑移,且随着织物交织点数增多,纱线间摩擦力增大;斜纹复合织物的刀刺性能提升最为明显,提升了387%,因为斜纹织物较长的浮长线能有效抵抗刀刃的切割作用。     

离散树脂成型复合材料的防刺与服用性能

为平衡防刺服的防刺性能及穿着舒适性,采用软硬结合的设计理念,提出了一种离散树脂成型复合材料的成型工艺。选用改性聚碳酸酯薄片,以离散状态按照设计图案黏结在涤纶与芳纶基布面料上制备柔性防刺复合材料,探讨不同种类离散树脂成型复合材料的防刺性能,并研究该复合材料的透气性能与弯曲性能。结果表明:芳纶基布离散树脂成型复合材料的穿刺强度是涤纶基布离散树脂成型复合材料的2倍;4层离散树脂成型复合材料与40层叠层芳纶平纹布的防刺性能相当,并显著降低了材料厚度和质量;离散树脂成型复合材料的柔软性能良好,且透气性能优异。     

芳纶/不锈钢长丝包芯纱织物的制备及其防刺性能

为开发低成本的柔性可穿戴防刺材料,选用线密度为48.2tex的高性能芳纶1414短纤纱线和直径为0.06 mm的304不锈钢长丝,采用包芯纱工艺纺制芳纶/不锈钢长丝包芯、纱,优化纺纱工艺参数,得出最佳纱线包绕数,并用该纱线制备出具有防刺性能的织物。对纱线的力学性能和织物防刺性能进行测试,改变织物叠层数,探讨叠层数对织物防刺性能的影响。研究结果表明:当纱线的包缠捻度为200捻/m左右时,纱线的断裂强度为77.99 c N/tex,有害毛羽指数为90.42,可满足后续织物的织造;平纹织物的刀刺和锥刺性能与织物叠层数呈正相关线性关系。锥刺和刀刺的刺入原理不同,锥刺的破环机制是纱线滑移,刀刺的破坏机制是纱线切割断裂。     

芳纶/阻燃粘胶/阻燃锦纶混纺织物制备及其性能

为获得长效阻燃、高强、耐磨且服用性能好的织物,将芳纶1414、阻燃粘胶与阻燃锦纶3种本质阻燃纤维混纺织造,探讨了混纺比、纱线捻度、织物组织结构和黏合剂种类对纱线及其织物力学性能、阻燃性能和色牢度的影响。结果表明：芳纶1414/阻燃粘胶/阻燃锦纶(30/45/25)混纺纱线同时具备优异的力学性能和阻燃性能,阻燃锦纶的加入使三元混纺纱线断裂强度相比芳纶/阻燃粘胶二元混纺纱线提升56%,耐磨次数提升58%,其纱线的力学性能随着捻度增加先增强后降低,峰值捻度为680捻/m;织物采用斜纹组织结构时,其阻燃性能和力学性能优于平纹和缎纹组织;采用非离子型丙烯酸酯共聚物G-BD作为印花浆料黏合剂,可使得到的高强耐磨阻燃织物水洗20次后变色牢度级数仍保持在2级以上。     

F-12芳纶织物输送带的制备及其性能

为提高F-12芳纶织物与橡胶之间的粘结性能,采用环氧树脂和偶联剂A187对F-12芳纶织物进行改性。通过成膜分析确定出环氧树脂的最佳用量;通过改性后F-12芳纶织物的浸水高度以及浸渍间苯二酚-甲醛树脂乳液后的拉伸强度和断裂强度测试,确定出偶联剂A187的最佳用量。在此基础上,对改性后的F-12芳纶织物进行硫化成型,测试织物与橡胶的剥离强度确定出最佳改性工艺。结果表明:环氧树脂用量为25%(o.w.f),偶联剂A187用量为1.2%(o.w.f)时,制备的F-12芳纶织物轻薄输送带的综合性能最佳;改性后浸水高度值最低的F-12芳纶织物制备的轻薄输送带的剥离强力达到最高,为12.1 N/mm,其剥离强度高于行业标准;制备的单层铺层输送带的扯断强力为6 495.25 N,断裂伸长率为13%,双层铺层输送带的扯断强力为14 493.25 N,断裂伸长率为14%。     

主链含柔性链的聚酰亚胺的制备及其在纺织品中的探索性应用

以1,2-双(4-氨基苯氧基)乙烷、1,3-双(4-氨基苯氧基)丙烷、1,4-双(4-氨基苯氧基)丁烷三种主链含柔性链的二胺单体和3,3,′4,4′-二苯醚四羧酸二酐进行缩聚反应,制得聚酰胺酸溶液,涂层于芳纶1414基布。对经聚酰亚胺处理后织物的力学性能、热性能及防紫外辐射性能进行测试,结果表明强力有所降低,热性能稍有提高,防紫外辐射性能有了显著提高。     

Stab resistance and thermophysiological comfort properties of boron carbide coated aramid and ballistic nylon fabrics

This research presents the stab resistance and thermo-physiological comfort properties of the fabrics prepared from high-performance fibres of aramid (i.e. Kevlar®) and ballistic nylon. The fabric samples were coated with boron carbide to improve the stab resistance properties. The quasistatic stab tests were performed using NIJ 0115.00 standard knife (P1) on the Instron tensile testing machine. The thermo-physiological comfort properties of the fabric samples were evaluated by measuring the air permeability, water-vapour resistance and thermal resistance. It was observed that the application of the coating significantly increased the stab resistance properties of the fabrics. Furthermore, the air permeability was significantly reduced; whereas, the water-vapour resistance and thermal resistance were significantly increased with the application of coating. Hence, the coated fabrics will have to compromise the comfort aspects to achieve the desired protection level, which is the prime requirement for the stab resistant textile materials.     

芳纶/超高分子量聚乙烯织物增强聚氨酯夹芯复合材料制备及其力学性能

为开发出一种柔性防护材料,采用超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)与芳纶制备的平纹织物作为增强面板,软式聚氨酯(PU)作为芯材,利用纺织技术与一体发泡技术相结合制备了具有良好缓冲性能的夹芯结构柔性复合材料。同时,选用面密度相同的锦纶非织造布及玄武岩平纹布作为增强面板对比材料,对3类夹芯复合材料进行静态与动态力学性能测试。结果表明:芳纶/UHMWPE织物增强夹芯复合材料的力学性能优良,经向拉伸断裂强力为1 930 N,断裂伸长率为5.8%;纬向拉伸断裂强力为1 744 N,断裂伸长率为6.5%;在7.5 mm处进入压实阶段,压缩形变为93%;冲击破坏强力为1 260 N, 吸收的总能量为13.4 J,能量密度为4.95 J/g;芳纶/UHMWPE织物增强夹芯复合材料在保证质轻的基础上,具有良好的能量吸收效果。     

消防服用芳纶隔热层面料的热防护性能研究

热防护系数是评价消防服热防护性能的关键指标。通过试验研究洗涤前后芳纶1313针刺毡、芳纶1414针刺毡、芳纶1414缝编复合毡及相关组合织物的热防护性能,结果表明:在面密度相同的条件下,芳纶1414针刺毡的热防护性能优于芳纶1313针刺毡;同一样品洗涤后试样的热防护系数均大于洗涤前;芳纶1414缝编复合毡不仅具有优异的力学性能,而且热防护性能优良,是理想的消防服隔热层面料。