柔性全编织摩擦纳米发电织物的制备

为使柔性摩擦纳米发电机更好地贴合人体,且方便制备,将柔性摩擦纳米发电机进行服饰化。通过锥形 编织的方法将锦纶（PA6）与涤纶（PET）缝纫线分别缠绕在镀银的金属长丝表面,形成2 种皮芯结构的复合导电纤 维绳,其中皮层PA6与PET纤维缝纫线作为摩擦层,芯层镀银金属长丝作为电极层,将2 种复合导电纤维绳经机织 制备成柔性自供能织物作为摩擦纳米发电机,收集人体运动机械能并转化为电能,进而为可穿戴设备供电;同时对 该发电织物的表面形貌和输出性能进行表征。结果表明：这种摩擦纳米发电织物的开路电压为20.0 V,短路电流 为1.50 μA,瞬时功率最大为1.6 mW/m² ;该柔性摩擦纳米发电机由缝纫线编织而成,具有很好的柔性、透气性以及水洗性,材料廉价易得,且制备工艺简单。     

聚氨酯涂层棉织物性能研究

研究不同质量分数聚氨酯涂层棉织物的性能变化。利用表面涂覆和水相分离原理,制备了几种不同质量分数聚氨酯涂层织物;利用扫描电子显微镜,表征了几种织物的结构形貌;通过水接触角仪和透气、摩擦试验评价了聚氨酯涂层对棉织物疏水性、透气性和耐磨性能的影响。结果表明:聚氨酯质量分数由8%提高到16%,织物表面聚氨酯的成膜性逐渐增强,织物与水接触角可达到约109°,织物透气性降低,但耐磨性能显著提高。认为:聚氨酯涂层可以改善棉织物的性能。     

增材制造弹性棉纤维面料的制备与应用

旨在探究一种增材制造弹性棉纤维面料。利用水性聚氨酯和天然乳胶组成的弹性体溶液对棉网进行处理,得到一系列弹性棉纤维面料。通过性能测试发现,涂覆率和弹性体溶液中天然乳胶体积分数对弹性棉纤维面料的性能有影响。其中,天然乳胶体积分数为50%的弹性体溶液处理所得弹性棉纤维面料的综合性能最佳,由该弹性棉纤维面料和聚四氟乙烯(PTFE)面料分别充当摩擦材料的摩擦纳米发电机,在90 N的力作用下,可获得243 V的开路电压。     

包缠复合纱摩擦纳米发电机的制备及其电学性能

为制备基于涤/棉与导电锦纶长丝包缠复合纱的摩擦纳米发电机,以涤/棉混纺纱为皮层,导电锦纶长丝为芯层,通过空芯锭花式加捻技术,将涤/棉混纺纱均匀包缠在导电锦纶长丝上,得到基于复合纱的摩擦纳米发电机。通过研究基于包缠复合纱的摩擦纳米发电机的电量输出性能,结果表明:该摩擦纳米发电机具有优异的电学能量输出性能,其电量输出值随着复合纱长度的增加而增加,25 cm长可产生23.44 V的开路电压,短路电流和短路电荷量分别可达76.19 nA和7.86 nC;接触分离频率在0.5~2.5 Hz范围内,输出电量值随着频率的升高而不断增加;该发电机在1 Hz频率条件下循环1 000次具有极好的稳定性。此类基于复合纱的摩擦纳米发电机可作为自供电传感器,用于摩斯密码的信息传递。     

基于纳米纤维柔性摩擦发电机的制备

采用静电纺丝技术分别制备尼龙(PA66)纳米纤维、聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维膜作为摩擦发电的正极、负极材料,选择铜箔胶带作为纳米纤维的接收装置,同时作为摩擦发电机的导电电极材料,对其表面形貌与电信号输出性能进行表征测试。结果显示,PA66纳米纤维的直径小,大多为150～250 nm; PVDF纳米纤维的直径较粗,大多为200～300 nm。由PA66纳米纤维膜与PVDF纳米纤维膜制得的摩擦发电机的最大输出电流为0. 2μA,最大输出电压为60 V,可点亮普通商用LED灯泡。     

可穿戴针织护具全成形构筑与摩擦电性能研究

以PTFE单丝、镀银锦纶和羊毛为原料，利用针织全成形技术设计编织了基于摩擦纳米发电机的自驱动空气层添纱针织护具。空气层添纱结构由PTFE和羊毛作为介电层，镀银锦纶作为电极层，将其与护肘护膝相结合设计在膝盖手肘的关节处，通过人体运动中关节弯曲伸直产生的机械能并转化为电能作为自供电的传感器使用。结果表明，这种针织护具有良好的电学输出性能，在10 cm×10 cm的面积下可以产生60 V的开路电压，80 nA的短路电流；在1 Hz的频率下循环1 600次仍具有很好的稳定性；电流会随着频率增加而增加；电压和电流与压强呈线性关系。这种针织护具可以作为可穿戴自供电传感器用于运动姿势的识别与监测。     

ZnO-海藻纳米粒子涂覆棉织物的制备及其抗菌性能

通过化学沉淀法制备了纳米氧化锌(ZnO)和海藻的复合物(SW-ZnO),采用FT-IR、UV-Vis、XRD和BET表征,用扫描电镜观察涂覆SW-ZnO棉织物的表面形貌。研究了无涂层、海藻和SW-ZnO涂覆织物对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的抗菌性能。结果表明,SW-ZnO涂覆棉织物对革兰氏菌群具有更高的抗菌性能。     

相变调温织物的制备及其性能

将含有固-固相变材料的水性聚氨酯涂层液涂覆在涤棉织物上,制备具有相变调温功能的织物。考察了涂层厚度、羧甲基纤维素(CMC)用量及相变材料用量等对涂层织物透气透湿性能、冷暖感、导热性能及相变性能的影响,并对织物涂层整理工艺进行优化。结果表明,在涂层厚度为50μm,CMC用量为1.2%,焙烘温度为120℃的条件下,织物涂覆量为15 g/m2,透湿量为6 751.65 g/(m2.24 h)。当相变材料含量为50%时,织物的相变温度为39.71℃,相变焓达到51.745 J/g。     

耐磨电热功能石墨烯复合织物的制备

耐磨性能对电热织物来说至关重要。采用电喷涂方式,按照水溶性聚氨酯-石墨烯/水溶性聚氨酯-水溶性聚氨酯的顺序,制备了一种具有三明治结构的耐磨电热复合织物,通过SEM和AFM分析涂层在织物表面的形貌结构及涂覆情况,对复合织物的电热性能和耐磨性能进行了测试。结果表明:通过电喷涂技术,石墨烯纳米片层成功地接枝到棉织物表面;三明治结构的构建使石墨烯片层接枝更牢固,有效地增强了织物的耐磨性;当外层水溶性聚氨酯的喷涂层数为10层,经过2 500次耐磨循环后,织物的导电性没有明显的降低,并且纤维损伤不明显。三明治结构成功地将聚氨酯接技到棉纤维表面,有效地提高了复合织物的耐磨性。     

基于纳米石墨烯整理的棉织物防紫外线性能分析

研究纳米石墨烯涂层整理棉织物的防紫外线性能。采用石墨烯纳米片(GNP)作为紫外线吸收剂,水溶性聚氨酯(WPU)为黏合助剂,通过轧-烘-焙方法对棉织物进行涂层整理并研究其性能。通过扫描电子显微镜和傅里叶红外分析光谱表征分析改性棉织物的表观形态和内部结构;采用紫外线防护系数(UPF)评估其防紫外线性能。结果表明:经石墨烯处理后的棉织物展现出较强的紫外线防护性能,当石墨烯添加量为0.4%(质量分数)时,其UPF值达到356.74,是未处理织物的10倍。认为:整理后的织物可以应用于紫外线防护服装和可穿戴设备等。     

高效宽频电磁屏蔽织物的开发

初步探讨了电磁屏蔽材料的吸波机理基础,介绍了一种高效、宽频电磁屏蔽织物的生产方法,即先采用化学镀铜和电镀镍,制备了电磁屏蔽导电织物,再在其表面生成一层纳米镍层,最后涂覆一层含铁氧体的树脂.结果表明,纳米镍层和铁氧体树脂涂层进一步提高了织物的电磁屏蔽效果,最高可超过100 dB.     

棉织物的聚氨酯改性纳米TiO_2功能整理

采用聚氨酯改性纳米TiO2对棉织物进行抗紫外线整理,研究了整理织物的SEM、抗紫外线性能、拉伸性能、折皱回复角和透气性。整理织物用活性染料进行染色,以考察纳米颗粒与纤维结合的稳定性。结果表明,纳米TiO2与纤维以共价键结合稳定性较好,纳米颗粒不易流失。整理后织物的抗紫外线性能和折皱回复角增加,但拉伸性能和透气性降低。     

电泳沉积制备石墨烯改性棉织物工艺讨论及性能研究

利用氧化石墨烯(GO)作为前驱体,采用聚乙烯亚胺(PEI)为改性剂,通过电泳沉积(EPD)技术对棉织物进行表面涂层整理,讨论了沉积工艺并研究了改性织物的性能。通过透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)表征分析了氧化石墨烯纳米微片和改性棉织物的表面形态;并利用相关仪器对其导电性能进行了测量。结果表明:电压、时间和氧化石墨烯的质量浓度都是影响沉积效果的重要因素;当施加电压为10V、通电时间为150s、氧化石墨烯质量浓度为5mg/mL时,织物的增重率最大、沉积效果最好,改性棉织物的表面电阻可降低至300Ω/sq。     

石墨烯改性锦纶长丝制备及性能研究

探讨石墨烯改性锦纶长丝的功能性。以石墨烯为耐日晒老化功能材料,与水溶性聚氨酯共混得到功能性涂层助剂,再通过连续溶液浸渍涂层技术将其涂覆于锦纶长丝表面,制备出改性锦纶长丝,测试了改性锦纶长丝的表面形态、红外光谱和导电性。测试结果表明,功能助剂涂覆于锦纶长丝表面,在实验室紫外灯模拟辐照下,石墨烯改性锦纶长丝的强力损失率低于50%,而常规锦纶长丝的强力损失率高于85%;改性锦纶长丝电导率在1×10~(-4)S/m以上。认为石墨烯改善了锦纶耐日晒老化性能,且石墨烯改性锦纶具有良好的导电性能。     

新型热敏变色储能材料的性能评价

采用传统的涂层工艺,选取水性聚氨酯涂层剂将自制的热敏变色储能材料整理到织物上。对焙烘温度、焙烘时间、涂覆量等主要工艺参数进行研究,当焙烘温度为140°C,焙烘时间为3 min,涂覆量为50 g/m时,经热敏变色储能材料涂层整理后的织物变色性能和储能性能较好。扫描电镜结果显示,热敏变色储能微胶囊在织物上能够很好的黏附固着,保证了整理织物性能的耐久性。涂层整理后织物的DSC测试结果显示,涂层织物的储能性能良好,其起始相变温度为32.5°C,潜热值达到7.388J/g,调热值达到1137.752J/m²。     

超细涂料双面异色涂层染色的研究

通过涂层技术,用超细涂料对经有机硅改性水性聚丙烯酸酯(PA)、水性聚氨酯(PU)涂层的织物进行单面染色,文章分析了涂层厚度对不同打底织物柔软性、皂洗牢度及摩擦牢度、正反面K/S值等的影响。结果表明:有机硅改性水性聚丙烯酸酯(PA)、水性聚氨酯(PU)打底的厚度分别为50、30μm时可以获得最佳的手感。涂层胶打底的织物的背渗量随着涂层胶打底厚度的增加而减少,随着色浆涂层厚度的增加而增大;此外,织物经过打底涂层后染色的表面颜色对另一面基本不产生影响。对于浅色、中色、深色涂层织物,粘合剂用量分别控制在6%、12%及20%时可以获得3级以上的干摩擦牢度和2-3级左右的湿摩擦牢度。     

铜颗粒增效湿摩擦牢度提升剂的性能及其应用

为提高活性染料深色织物湿摩擦牢度,在丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯及十二烷基苯磺酸钠水溶液混合体系中制备了铜颗粒增效湿摩擦牢度提升剂。使用扫描电子显微镜对其形貌进行表征,测试其粒径,研究了其作为湿摩擦牢度提升剂对活性染料染色棉织物的最佳整理工艺及应用性能。结果表明：铜颗粒增效湿摩擦牢度提升剂的平均粒径为2472 nm,改性铜微粒在水溶液中呈石榴状聚集。浸轧法的最佳整理工艺为：湿摩擦牢度提升剂质量浓度20g／L,pH 值5～6,焙烘温度110 ～120 ℃,焙烘时间2 min。当活性染料用量分别为６％、８％（o.w.f）时,经铜颗粒增效湿摩擦牢度提升剂整理后活性染料染色棉织物的耐摩擦色牢度提高1～1.5 级。     

电磁屏蔽复合涂层织物的制备研究

在高分子胶粘剂中均匀分散导电粉末得到电磁屏蔽涂料,采用涂覆的方法制得屏蔽涂层织物。分别探讨了涂料中石墨、镍粉质量分数对导电性能的影响,结果显示石墨质量分数为40wt%（体积分数为20%）,镍粉质量分数为70wt%（体积分数为19.1%）时屏蔽涂料导电性能最好。探讨了涤/锦、纯棉织物对涂层性能的影响,选取纯棉织物作为实验基布。将石墨屏蔽涂层织物,镍屏蔽涂层织物和三明治型（镍/石墨/镍）复合屏蔽涂层织物分别进行屏蔽效能测试,结果显示复合涂层织物的屏蔽性能最优,在30～1500MHz范围内,屏蔽值为48.8～34.7dB,屏蔽率为99.64%～98.16%,且织物柔软。     

碳化硅/聚氨酯涂层织物的制备及其防刺性能北大核心

利用热塑性聚氨酯(TPU)和碳化硅(SiC)涂覆芳纶织物,制备具有良好柔韧性和抗刺穿性能的防刺织物。测试了织物的刚柔性、层间剥离性能和准静态穿刺性能,探讨碳化硅含量、粒径大小对涂层织物防刺性能的影响。结果表明:添加碳化硅颗粒后的涂层溶液能够进一步提高织物的防刺性能,而且柔韧性下降较小;当碳化硅粒径相同时,涂层织物的防刺性能随着添加量的增加先增大后减小,当30 nm碳化硅质量分数为1%,或80 nm碳化硅质量分数为3%时,涂层织物有较好的防刺性能。     

水性聚氨酯-丙烯酸酯包覆颜料色浆在涂料染色中的应用

为提高涂料染色色浆分散稳定性,简化染色工艺流程,以颜料聚丙烯酸酯为核、聚氨酯为壳,采用无皂乳液聚合法制成了水性聚氨酯丙烯酸酯包覆颜料色浆,用于棉织物涂料轧染。借助纳米粒度仪与透射电子显微镜对有色乳液平均粒径及分布、颗粒形貌进行分析;通过调节浸轧工艺配方中海藻酸钠用量,改变浸轧次数与焙烘温度优化染色工艺条件。结果表明：水性聚氨酯丙烯酸酯包覆颜料乳胶粒具有明显的核壳结构,平均粒径为126 nm;染色配方中海藻酸钠质量分数为0.2%,二浸二轧,80 ℃烘干,140 ℃焙烘,染色织物得色量较高;经柔软整理,织物手感较好,干摩擦牢度达到4~5 级,湿摩擦牢度达到4级,皂洗褪色牢度达到4 级。