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熔喷聚乳酸/聚偏氟乙烯电晕驻极空气过滤材料电荷存储与过滤性能相关性研究

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纺织学报 2024年第1期45卷 12-22页

作者：杨奇刘高慧黄琪帏胡睿丁彬俞建勇王先锋东华大学纺织学院上海201620 东华大学纺织科技创新中心上海201620

针对空气颗粒物污染问题,为实现对空气中PM 2.5以及其它有害颗粒物的高效过滤,从而达到保护人体生命健康的目的,将介电性与极性良好的聚偏氟乙烯(PVDF)与生物可降解的聚乳酸(PLA)熔融共混,并经过熔喷纺丝工艺结合电晕驻极,制备出具有纤... 详细信息

针对空气颗粒物污染问题,为实现对空气中PM 2.5以及其它有害颗粒物的高效过滤,从而达到保护人体生命健康的目的,将介电性与极性良好的聚偏氟乙烯(PVDF)与生物可降解的聚乳酸(PLA)熔融共混,并经过熔喷纺丝工艺结合电晕驻极,制备出具有纤维直径细、孔径小、过滤效率高、过滤阻力低的环境友好型驻极体空气过滤材料。通过系统研究PVDF对PLA电晕驻极体空气过滤材料的结晶行为、电荷存储性能及其机制与过滤性能之间的关系,发现PVDF的引入对PLA/PVDF熔喷非织造布纤维的结晶性能具有重要影响,可使PLA结晶速度加快,结晶度增加。PLA/PVDF电晕驻极熔喷布的初始表面静电势高达3 kV以上,热刺激放电测试峰值更高,电荷存储量有明显提升。特别地,在85 L/min纺丝流速下测试,PLA/PVDF单层电晕驻极熔喷非织造布过滤性可达85%,过滤阻力小于40 Pa,相较于未添加PVDF的电晕驻极熔喷非织造布过滤效率提升20%以上;探讨了电晕驻极后PLA/PVDF熔喷非织造布的电荷存储机制,发现PLA/PVDF熔喷非织造布的电荷存储性能提升最终使过滤性能提高。

关键词：空气过滤材料驻极体熔喷电晕驻极聚乳酸聚偏氟乙烯

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化纤织物疏水疏油功能整理的发展概况

材料导报 2024年第4期38卷 244-257页

作者：黄勇李俊越张栋葛韩津春郁崇文俞建勇丁彬李召岭东华大学纺织学院无锡小天鹅电器有限公司东华大学纺织科技创新中心

早期荷叶表面的拒水现象引起了人们极大的兴趣，研究人员基于荷叶效应不断模仿荷叶表面的微纳结构，以获得可以比拟荷叶的超疏水表面。将超疏水表面应用于化纤织物有着巨大的应用前景，基于荷叶效应，可以通过构筑粗糙纹理表面的方法制... 详细信息

早期荷叶表面的拒水现象引起了人们极大的兴趣，研究人员基于荷叶效应不断模仿荷叶表面的微纳结构，以获得可以比拟荷叶的超疏水表面。将超疏水表面应用于化纤织物有着巨大的应用前景，基于荷叶效应，可以通过构筑粗糙纹理表面的方法制备超疏水表面，但有些液体悬浮在纹理表面的稳定性较差，因此适用性有限。通过化学方法合成的含氟整理剂能够降低材料的表面能，使材料对大部分表面能较高的液体具有抵抗作用，使用含氟整理剂整理是目前制备超疏水表面的主流方法。但不论是构筑粗糙表面还是使用含氟整理剂整理，都无法使超疏水表面在极端环境下保持较好的拒液效果。通过在材料表面构建自愈合体系可以获得具有长久拒液效果的自愈合材料，这种超疏水材料的表面在受到机械磨损或化学腐蚀时，受损部位会自愈，从而达到持续的拒液效果。本文主要以化纤织物为例综述了疏水疏油功能整理的方法，阐释了化纤织物的疏水疏油机理，探讨了化纤织物受到化学腐蚀、机械磨损时应如何保持拒液稳定性的问题，并对未来化纤织物疏水疏油功能整理的发展方向进行了展望。

关键词：化纤织物超疏水表面疏水疏油功能整理含氟整理剂自愈合材料

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空气过滤用静电纺纳米纤维材料研究进展

纺织学报 2024年第8期45卷 35-43页

作者：刘嘉炜季东晓覃小红东华大学纺织学院上海201620 东华大学纺织科技创新中心上海201620

面对日益严重的空气污染,传统过滤材料的过滤效率低且过滤阻力大,静电纺纳米纤维材料具有高孔隙率、大比表面积等特性,过滤效率高且过滤阻力小,可广泛应用于空气过滤及个人防护等领域。为此,首先从加工方式方面综述了3种静电纺丝法,不... 详细信息

面对日益严重的空气污染,传统过滤材料的过滤效率低且过滤阻力大,静电纺纳米纤维材料具有高孔隙率、大比表面积等特性,过滤效率高且过滤阻力小,可广泛应用于空气过滤及个人防护等领域。为此,首先从加工方式方面综述了3种静电纺丝法,不同的方法可获得不同尺度的纤维;其次,从不同纳米纤维材料结构和功能化制备角度,系统综述了空气过滤纳米纤维材料的最新研究进展;最后对规模化制备及纺丝原理进行论述,并展望了未来发展趋势。研究认为:需要深入研究静电纺丝机制,进一步研究电场、溶液、纤维成形之间的影响机制与构效关系开发新技术,来实现静电纺纳米纤维材料的规模化宏量制备;在此基础上对其进行功能化改进,研发具备自清洁、抗菌和传感等功能的空气过滤纳米纤维材料,以提高其在空气过滤领域的应用价值。

关键词：空气过滤静电纺丝纳米纤维材料规模化制备功能化

生物质基碳气凝胶及其在储能器件中应用研究进展

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纺织学报 2024年第6期45卷 210-218页

作者：高志浩宁新明津法青岛大学纺织服装学院山东青岛266071 青岛大学非织造材料与产业用纺织品创新研究院山东青岛266071 特型非织造材料山东省工程研究中心山东青岛266071

为提高生物质基碳气凝胶的电化学性能,促进其在储能领域的产业化应用,对储能器件领域用生物质基碳气凝胶材料进行了系统评述。首先介绍了目前制备生物质基碳气凝胶的主要方法,即凝胶炭化法、水热炭化法和直接炭化法,并对比分析了3种方... 详细信息

为提高生物质基碳气凝胶的电化学性能,促进其在储能领域的产业化应用,对储能器件领域用生物质基碳气凝胶材料进行了系统评述。首先介绍了目前制备生物质基碳气凝胶的主要方法,即凝胶炭化法、水热炭化法和直接炭化法,并对比分析了3种方法的优缺点。分别总结了3类生物质基碳气凝胶在超级电容器和锂离子电池等储能器件中的最新研究进展,包括未经改性的纯生物质基碳气凝胶以及通过金属掺杂和杂原子掺杂改性的复合生物质基碳气凝胶,并重点阐述了其材料设计和微观结构与电化学性能之间的关系。最后在对研究现状进行深入分析的基础上,展望了生物质基碳气凝胶未来的研究方向和发展前景,指出提高原料利用率、改善整体环保性以及调控结构性能将会成为今后的热点方向,而生物质基碳气凝胶也势必将作为一种新型的绿色电化学能源材料而得到蓬勃发展。

关键词：生物质基碳气凝胶储能器件材料设计微观结构电化学性能

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聚丁二酸丁二醇酯性能调控策略及应用

纺织学报 2024年第1期45卷 220-229页

作者：陈咏叶梦婷王朝生乌婧王华平东华大学材料科学与工程学院上海201620 东华大学纤维材料改性国家重点实验室上海201620 东华大学纺织科技创新中心上海201620

为进一步推动可降解高分子材料的研究及产业化道路的发展,以改善聚丁二酸丁二醇酯(PBS)性能及开发功能化材料为目标,通过整理归纳聚合物性能调控策略,综述以聚合物共混改性、分子结构共聚改性及链段扩链改性手段的最新研究成果。讨论了... 详细信息

为进一步推动可降解高分子材料的研究及产业化道路的发展,以改善聚丁二酸丁二醇酯(PBS)性能及开发功能化材料为目标,通过整理归纳聚合物性能调控策略,综述以聚合物共混改性、分子结构共聚改性及链段扩链改性手段的最新研究成果。讨论了改性单体及结构单元对聚合物的链结构及聚集态结构的影响,具体阐述了柔性、刚性及功能性结构单体在链段中的作用及调控;讨论了分子链结构的引入方式及链结构对聚合物性能的调控,分析嵌段共聚物反应机制及典型化学结构与制备路线;最后总结不同调控策略对聚合物的影响,并指出改性策略与性能的调控需要结合产品需求—生产—应用一体化发展来设计,为PBS基改性产品需求及产业化应用提供研发制备思路。

关键词：聚丁二酸丁二醇酯生物降解材料共聚嵌段聚合物改性策略

TMSCF3的全利用——酰胺脱氧三氟甲基化/硅基化反应

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有机化学 2024年第8期44卷 2603-2604页

作者：张珠珠储玲玲东华大学化学与化工学院先进低维材料研究中心

有机氟化合物和有机硅化合物在医药、农药、高性能材料等领域发挥着重要作用,其精准合成一直是合成化学领域的热点与难点课题之一.TMSCF3作为一种向有机分子中引入CF3基团的经典试剂[1],在有机氟化学领域得到了广泛应用[2].在少数情况下...

有机氟化合物和有机硅化合物在医药、农药、高性能材料等领域发挥着重要作用,其精准合成一直是合成化学领域的热点与难点课题之一.TMSCF3作为一种向有机分子中引入CF3基团的经典试剂[1],在有机氟化学领域得到了广泛应用[2].在少数情况下,该试剂也可作为硅基化试剂[3],向有机分子中引入TMS基团,或者在引入三氟甲基的同时,以形成氧硅键的方式将TMS保留在产物中.总体上来说,TMS在大部分情况下被浪费,导致该试剂的原子经济性较差.鉴于TMS和CF3基团的合成重要性,若能将TMSCF3发展为双功能化试剂[4],同时将TMS和CF3引入到同一分子中,不仅能够提高该试剂的原子经济性,避免废物生成,还可以构建新颖的分子结构,因此具有重要的合成意义.

关键词：

碳纤维多轴向经编织物的应用及其制备工艺研究进展

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东华大学学报(自然科学版) 2024年

作者：肖遥蒋金华陈南梁东华大学纺织学院东华大学产业用纺织品教育部工程研究中心

以碳纤维为代表的高性能纤维及复合材料在国防建设和国民经济各领域展现出了蓬勃发展的态势，引起了广泛的关注和需求。多轴向经编织物及装备技术被认为是实现碳纤维复合材料性能提升、轻量化目标以及高效率制备的有力手段，同时也是各... 详细信息

以碳纤维为代表的高性能纤维及复合材料在国防建设和国民经济各领域展现出了蓬勃发展的态势，引起了广泛的关注和需求。多轴向经编织物及装备技术被认为是实现碳纤维复合材料性能提升、轻量化目标以及高效率制备的有力手段，同时也是各类战略新兴领域应用和发展的重要方向。国内外对多轴向经编织造设备及生产工艺进行了长期的研究和开发，取得了显著进展。概述了碳纤维多轴向经编织物的结构、性能特点及应用，回顾了碳纤维多轴向经编织造设备的发展历程，归纳了铺层装置、经编成圈装置等关键机构的工作原理、存在问题及发展趋势，总结了多轴向经编生产工艺优化的现有研究、关键工艺过程等，这将为多轴向经编产品及其复合材料设计提供新的解决方案。

关键词：碳纤维多轴向经编织物多轴向经编设备铺层工艺经编成圈工艺优化应用

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移动机械臂牵引卷装纱线的动态建模与控制

纺织学报 2024年第1期45卷 1-11页

作者：许高平孙以泽东华大学机械工程学院上海201620

随着纺织工业的智能化转型需求,应用于纺织产业的工业机器人技术不断发展。针对在复杂的纺织加工环境下,机器人对柔性纱线直接操纵存在的纱线形态感知困难与空间局限性,以移动机械臂对织造领域整经纱架上卷装线头的牵引操纵为例,提出一... 详细信息

随着纺织工业的智能化转型需求,应用于纺织产业的工业机器人技术不断发展。针对在复杂的纺织加工环境下,机器人对柔性纱线直接操纵存在的纱线形态感知困难与空间局限性,以移动机械臂对织造领域整经纱架上卷装线头的牵引操纵为例,提出一种集成机器人避障运动规划策略的卷装纱线牵引操纵控制框架。构建了卷装纱线系统的动力学模型,解析了机器人与纱线间的运动耦合关系和机器人牵引纱线的运动控制方程,提出了基于纱线轴向应变约束的改进自适应引导快速扩散随机树算法,保障机器人避障运动的同时防止纱线被过度拉伸。通过数值仿真验证了该控制框架的有效性,实现了机械臂对卷装纱线从起点到目标点的无碰撞柔顺牵引操纵。

关键词：纱线动力学卷装线头牵引移动机械臂自适应引导快速扩散随机树算法避障规划智能制造

元宇宙虚拟空间在时尚领域的应用现状及发展趋势

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纺织学报 2024年第4期45卷 238-245页

作者：王雪微于晓坤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

为促进元宇宙下虚拟空间在时尚领域的应用,采用综合分析和案例研究,以了解和剖析时尚虚拟空间的影响因素和发展趋势。对虚拟试穿、非同质化货币、数字化身等纺织服装领域发展元宇宙产业的常见措施进行总结,对时尚虚拟空间的建立方式进... 详细信息

为促进元宇宙下虚拟空间在时尚领域的应用,采用综合分析和案例研究,以了解和剖析时尚虚拟空间的影响因素和发展趋势。对虚拟试穿、非同质化货币、数字化身等纺织服装领域发展元宇宙产业的常见措施进行总结,对时尚虚拟空间的建立方式进行概述,对虚拟空间中虚拟试衣、服装定制系统、数字化服装设计工具等案例在纺织服装领域的应用进行剖析,强调了虚拟空间作为元宇宙的重要媒介对时尚领域的实践意义。回顾了当前时尚空间运营模式,揭示其在商业性、实用性和交互性上的短板。探讨了实体商业中心相对于虚拟空间在政府支持、历史文化及交互性方面的优势,指出人工智能发展将重塑时尚领域创作模式,未来时尚虚拟空间宜以综合性商业体形式发展,以实体综合性商业体为依托,通过镜像空间实现实体经济和数字经济的深度融合。最后,提供了时尚综合商业体的实施路径和手段,包括利用虚拟现实技术和人工智能,在元宇宙空间中发展具有文化性、和现实互联、能够实现用户共创的时尚综合商业体。

关键词：元宇宙虚拟空间数字时尚人工智能数字化转型