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织物-空气层-皮肤三维结构建模及其传热模拟

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纺织学报 2024年第2期45卷 198-205页

作者：韩烨田苗蒋青昀苏云李俊东华大学服装与艺术设计学院上海200051 东华大学现代服装设计与技术教育部重点实验室上海200051 东华大学高性能纤维及制品教育部重点实验室上海201620

热防护服装是消防员面对火灾环境的重要屏障,为分析织物组织对其热防护能力的影响,构建了消防服外层阻燃织物的三维几何模型,并考虑实际着装状态建立“织物-空气层-皮肤”流固耦合传热模型。根据实验结果验证模型,并选取外界环境、织物... 详细信息

热防护服装是消防员面对火灾环境的重要屏障,为分析织物组织对其热防护能力的影响,构建了消防服外层阻燃织物的三维几何模型,并考虑实际着装状态建立“织物-空气层-皮肤”流固耦合传热模型。根据实验结果验证模型,并选取外界环境、织物组织结构及纱线导热系数进行参数研究,对比织物表面温度分布及真皮层热流密度、温度变化曲线。结果表明,该模型能较好地拟合实验结果,随着热暴露峰值温度的上升及纱线宽度的增大,纱线表面温度、真皮层热流密度、真皮层温度均上升。纱线的导热系数对真皮层温度影响较小。纱线宽度对真皮层温度的影响与热环境相关。有必要针对热暴露环境设计织物结构,在保障热防护性能的同时减小热防护服装质量,降低消防员热应激。

关键词：热传递数值模拟织物组织消防服低热辐射

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硅硼碳氮陶瓷前驱体聚硼硅氮烷的合成与表征

Journal of Donghua University(English Edition) 2024年第3期41卷 257-262页

作者： MALIK Hamza 申键唐滋成刘勇东华大学材料科学与工程学院纤维材料改性国家重点实验室上海201620 东华大学高性能纤维及制品教育部重点实验室上海201620

以三氯化硼(BCl3)、三氯硅烷(HSiCl3)和六甲基二硅氮烷(Me6Si2NH)为原料,通过聚合物前驱体转化陶瓷(polymer-derived ceramics,PDCs)法成功合成了硅硼碳氮(SiBNC)陶瓷前驱体--聚硼硅氮烷(PBSZ)。采用傅里叶变换红外光谱、核磁共振、X射... 详细信息

以三氯化硼(BCl3)、三氯硅烷(HSiCl3)和六甲基二硅氮烷(Me6Si2NH)为原料,通过聚合物前驱体转化陶瓷(polymer-derived ceramics,PDCs)法成功合成了硅硼碳氮(SiBNC)陶瓷前驱体--聚硼硅氮烷(PBSZ)。采用傅里叶变换红外光谱、核磁共振、X射线光电子能谱、热重分析和差示扫描量热对PBSZ的结构和热性能进行分析。结果表明,PBSZ结构中存在硅氮硼(Si—N—B)网络和六元硼氮(B—N)环。在氮气中,800℃时PBSZ的陶瓷产率为53.9%。

关键词：硅硼碳氮(SiBNC)陶瓷陶瓷前驱体聚硼硅氮烷(PBSZ) 聚合物前驱体转化陶瓷(PDCs)法

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压力棒牵伸区中的纤维数量分布模型

纺织学报 2024年第2期45卷 112-118页

作者：钱丽莉郁崇文东华大学纺织学院上海201620 东华大学纺织面料技术教育部重点实验室上海201620

牵伸区中纤维的运动状态受与其接触纤维状态的影响,为研究牵伸区中纤维的运动状态,对上托式压力棒牵伸区中各类纤维的数量分布进行了研究。分析了牵伸区中各类纤维的理论分布,测量了牵伸区中的各类纤维数量分布,简化了纤维数量分布曲线... 详细信息

牵伸区中纤维的运动状态受与其接触纤维状态的影响,为研究牵伸区中纤维的运动状态,对上托式压力棒牵伸区中各类纤维的数量分布进行了研究。分析了牵伸区中各类纤维的理论分布,测量了牵伸区中的各类纤维数量分布,简化了纤维数量分布曲线。再通过均匀设计,测试了不同牵伸参数下的变细曲线,建立了变细曲线与牵伸参数之间的回归方程,最终得到了牵伸区中的纤维数量分布模型。结果表明:牵伸区中各类纤维的数量分布受牵伸倍数、罗拉握持距、纤维长度、压力棒位置等牵伸参数的显著影响,纤维的数量分布可基于总纤维、前纤维和后纤维的数量分布得到。回归方程的平均拟合误差在7%以内,所建立的纤维数量分布模型适用于涤纶和粘胶纤维。

关键词：压力棒牵伸变细曲线均匀设计牵伸工艺拟合回归纤维数量分布模型并条机

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阻燃腈纶/酚醛树脂纤维织物的制备及其性能

纺织学报 2024年第4期45卷 83-88页

作者：丁倩吴俊霖江慧汪军东华大学纺织学院上海201620 东华大学纺织面料技术教育部重点实验室上海201620

为解决酚醛树脂纤维因强力低、纯纺难度大等限制其在服用领域发展的问题,以20∶80、40∶60、60∶40和80∶20的4种比例将酚醛树脂纤维与阻燃腈纶混纺,以平纹组织结构进行织物的开发与制备,并表征织物的阻燃性能及服用性能。结果表明:所... 详细信息

为解决酚醛树脂纤维因强力低、纯纺难度大等限制其在服用领域发展的问题,以20∶80、40∶60、60∶40和80∶20的4种比例将酚醛树脂纤维与阻燃腈纶混纺,以平纹组织结构进行织物的开发与制备,并表征织物的阻燃性能及服用性能。结果表明:所开发的4种混纺比例织物的损毁长度均小于10 cm,无阴燃和熔融滴落现象;随着酚醛树脂纤维比例的增加,织物续燃时间逐渐减少,拉伸断裂强力逐渐下降,透气性能逐渐降低;且混纺比为40∶60、60∶40和80∶20的酚醛树脂纤维与阻燃腈纶混纺织物的热阻、导湿性和耐磨性并无显著性差异;酚醛树脂纤维与阻燃腈纶混纺比为40∶60和60∶40织物满足阻燃纺织品的需求,且服用性能好,制备的织物可为后续开发酚醛树脂服用产品提供参考和借鉴。

关键词：酚醛树脂阻燃腈纶混纺织物服用性能阻燃纺织品

聚乙烯醇-乙烯/SiO 2复合柔性驱动膜的制备及其性能

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纺织学报 2024年第7期45卷 10-17页

作者：王文张乐乐黄阳杰谭浩方舒婷向晨雪王栋武汉纺织大学纺织纤维及制品教育部重点实验室湖北武汉430200 东华大学化学与化工学院上海201620

针对当前柔性智能驱动材料在开发过程中存在的响应性差、制备工艺复杂、成本高、刺激源污染大等问题,采用分层喷涂法制得具有非对称结构的聚乙烯醇-乙烯共聚物(PVA-co-PE)/SiO 2双层复合柔性驱动膜,并对其表面形貌、亲疏水性、力学性能... 详细信息

针对当前柔性智能驱动材料在开发过程中存在的响应性差、制备工艺复杂、成本高、刺激源污染大等问题,采用分层喷涂法制得具有非对称结构的聚乙烯醇-乙烯共聚物(PVA-co-PE)/SiO 2双层复合柔性驱动膜,并对其表面形貌、亲疏水性、力学性能、驱动性能等进行表征与测试分析。结果表明:纳米纤维直径越小,越有利于SiO 2粉体在纳米纤维表面的附着,复合驱动膜的亲水性随着纳米纤维直径的增加呈现逐渐下降的趋势,同时纤维直径的增加可大幅提升复合驱动膜的拉伸应力;另外,随着纳米纤维直径从180 nm增加至390 nm,复合驱动膜的形变角度逐渐变小,且当复合驱动膜中纳米纤维直径为180 nm,SiO 2粉体粒径为15 nm时,制备的复合驱动膜具有最佳的驱动性能,在0.7 s左右即可达到180°的最大弯曲角度。基于该PVA-co-PE/SiO 2复合驱动膜快速的刺激响应性、大尺度的弯曲形变能力,其在智能操控、人工肌肉以及智能服装领域中具有较好的应用前景。

关键词：智能材料聚乙烯醇-乙烯母粒湿气响应非对称结构柔性驱动膜快速响应性大尺度弯曲形变

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纤维晶体管器件研究进展

纺织学报 2024年第4期45卷 33-40页

作者：卿星肖晴陈斌李沐芳王栋武汉纺织大学纺织纤维及制品教育部重点实验室湖北武汉430200

在学科高度交叉、技术深度融合、物联网、人工智能、类脑计算等新兴产业迅猛发展的时代背景下,传统携带式可穿戴电子设备已难以满足人们对高性能电子纺织品的需求。为全面探究纤维晶体管在电子织物领域的应用前景,首先简述了纤维晶体管... 详细信息

在学科高度交叉、技术深度融合、物联网、人工智能、类脑计算等新兴产业迅猛发展的时代背景下,传统携带式可穿戴电子设备已难以满足人们对高性能电子纺织品的需求。为全面探究纤维晶体管在电子织物领域的应用前景,首先简述了纤维晶体管的组成、分类与工作原理,重点介绍了纤维基有机场效应晶体管和纤维基有机电化学晶体管;其次,介绍了纤维晶体管器件在智能可穿戴和植入式生化传感器、忆阻器和人工突触类脑计算神经形态器件、逻辑电路等前言领域的研究进展;分析了纤维晶体管在器件集成、性能优化和实际应用等方面所面临的问题与挑战。研究指出纤维晶体管在推动电子织物、人机交互、智慧医疗等国家战略产业发展和驱动人类社会迈向泛智能时代中的应用前景,期望为下一代高性能纤维晶体管的发展提供借鉴与启发。

关键词：电子织物纤维晶体管生化传感器类脑计算逻辑电路

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高速造纸用SSB成形网结构与耐磨损性能

东华大学学报（自然科学版） 2024年第3期50卷 85-91页

作者：陈秀周积学顾伯洪张威东华大学纺织学院上海201620 东华大学高性能纤维及制品教育部重点实验室上海201620 江苏金呢工程织物股份有限公司江苏海门226100

为研究高速造纸用自支撑绑定成形网(self-supporting binding, SSB)结构对其耐磨性能的影响,分析不同参数(编织网纹、底面纬线直径、经纬纱线密度和插接方式等)下的SSB成形网在500、750、1 000、2 500和5 000转的磨损试验条件下的质量... 详细信息

为研究高速造纸用自支撑绑定成形网(self-supporting binding, SSB)结构对其耐磨性能的影响,分析不同参数(编织网纹、底面纬线直径、经纬纱线密度和插接方式等)下的SSB成形网在500、750、1 000、2 500和5 000转的磨损试验条件下的质量损失率。结果表明:SSB成形网的磨损程度随摩擦转数增加而加重;编织网纹对SSB成形网耐磨性能的影响随经纬密度变化存在差异,经纬密较小时,底层采用10枚变则经面缎纹成形网时质量损失率最大,经纬密较大时,底层采用10枚变则经面缎纹成形网时质量损失率最小;其他参数相同条件下,SSB成形网耐磨性能与底纬直径、经纬密度呈正相关;SSB成形网主体结构耐磨性能优于插接工序形成的插接结构部分。

关键词：成形网组织结构耐磨性能质量损失率

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室温磷光碳点/SiO_(2)复合材料的制备与应用进展

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复合材料学报 2024年第5期41卷 2220-2235页

作者：金鹏王巍孙争光武艺詹园湖北大学材料科学与工程学院功能材料绿色制备与应用教育部重点实验室高分子材料湖北省重点实验室武汉430062 武汉纺织大学纺织纤维及制品教育部重点实验室武汉430200

碳点(Carbon dots,CDs)作为发光材料,在传感、信息安全、生物医学等领域具有重要应用潜力。然而,制备光学性能稳定、寿命长、发光效率高的CDs基室温磷光(RTP)材料仍然是一个巨大的挑战。将CDs固定在SiO_(2)载体上构建CDs/SiO_(2)复合材... 详细信息

碳点(Carbon dots,CDs)作为发光材料,在传感、信息安全、生物医学等领域具有重要应用潜力。然而,制备光学性能稳定、寿命长、发光效率高的CDs基室温磷光(RTP)材料仍然是一个巨大的挑战。将CDs固定在SiO_(2)载体上构建CDs/SiO_(2)复合材料,利用CDs与SiO_(2)之间的协同作用,不仅可以提高CDs的分散性,实现CDs稳定的固态荧光;而且还能诱导三重激发态,产生稳定的三重态激子以实现CDs长寿命发光,这对拓展CDs基复合材料的应用领域具有重要意义。本文综述了近年来RTP CDs/SiO_(2)复合材料的制备方法、性能与应用,总结了其发展中存在的问题,并对RTP CDs/SiO_(2)复合材料的发展方向进行了展望。

关键词：发光材料 CDs/SiO_(2)复合材料室温磷光三重态制备方法传感

纳米纤维复合材料的离子传输动力学调控及其电化学应用

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高分子学报 2024年第5期55卷 509-531页

作者：贾绪平李晓晓缪月娥刘天西东华大学材料科学与工程学院纤维材料改性国家重点实验室上海201620 江南大学化学与材料工程学院合成与生物胶体教育部重点实验室无锡214122

纳米纤维复合材料因具有高孔隙率、高比表面积以及多样化的组成和结构可设计性被广泛应用于锂硫电池、锂空电池等新型锂金属电池储能体系中.电池的电化学性能主要依赖于充放电反应中的离子传输过程,而纳米纤维的结构形态以及表/界面性... 详细信息

纳米纤维复合材料因具有高孔隙率、高比表面积以及多样化的组成和结构可设计性被广泛应用于锂硫电池、锂空电池等新型锂金属电池储能体系中.电池的电化学性能主要依赖于充放电反应中的离子传输过程,而纳米纤维的结构形态以及表/界面性质对于离子传输动力学具有重要影响.因此,本文针对新型储能电池应用中离子传输动力学缓慢、中间产物如多硫阴离子等易穿梭,以及负极枝晶生长等关键科学与技术问题,综述了纳米纤维复合材料的创新性设计和制备方法;进一步结合本课题组近期工作重点,阐述了纳米纤维复合材料的组成与结构调控对锂电池中离子传输动力学的优化作用;最后,总结了纳米纤维复合材料在锂电池正负极、隔膜、电解质等领域的应用进展,并讨论了其在新型储能设备领域的挑战和未来发展前景.

关键词：纳米纤维纳米复合材料静电纺丝离子传输动力学电化学性能

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