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溶剂热法制备尼龙66基碳点及其指纹识别、荧光防伪、光线阻挡应用

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精细化工 2024年

作者：杨佳怡杨丽琴何璞祯唐川江王锐魏建斐北京服装学院材料设计与工程学院北京服装学院服装材料研究开发与评价北京市重点实验室北京市纺织纳米纤维工程技术研究中心

以尼龙66（PA66）和植酸（IP6）为前驱体、乙酸为溶剂，采用溶剂热法制备了PA66基碳点（66CDs）。利用TEM、FTIR、XPS、荧光光谱对其进行了表征，对其光学性能、离子稳定性和时间稳定性进行了测试，探究了其指纹识别、荧光防伪、蓝光防... 详细信息

以尼龙66（PA66）和植酸（IP6）为前驱体、乙酸为溶剂，采用溶剂热法制备了PA66基碳点（66CDs）。利用TEM、FTIR、XPS、荧光光谱对其进行了表征，对其光学性能、离子稳定性和时间稳定性进行了测试，探究了其指纹识别、荧光防伪、蓝光防护的应用。结果表明，将1.6 g PA66、1.1 g IP6加入20 mL乙酸中，于260 ℃下反应36 h，制备的66CDs具有最大荧光强度。66CDs为球形结构，平均粒径4.00 nm，表面含有羧基、羟基、氨基等官能团；66CDs的荧光为非激发波长依赖型，最佳激发波长和发射波长分别为360和490 nm，荧光量子产率可达11.69%，其荧光强度不受常见金属阳离子影响，30 d内具有稳定性。由66CDs与水溶性淀粉制备的荧光粉末可用于指纹识别，不仅可将66CDs制成油墨用于荧光防伪，还可将其制成防蓝光膜，用于蓝光防护。

关键词：尼龙66 碳点溶剂热法回收利用指纹检测荧光防伪功能材料

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全纤维电容式传感器的结构设计及其性能

纺织学报 2024年第5期45卷 43-50页

作者：陈莹沈娜弟张露北京服装学院材料设计与工程学院北京100029

由于受柔性电容式传感器介电层弹性模量的限制,目前电容器的性能如灵敏度等难以达到应用要求,为提高传感器的传感性能,以聚吡咯复合蚕丝织物作为织物电极,羊毛纤维集合体作为介电层构建全纤维的电容式压力传感器,对电极的织物结构和纤... 详细信息

由于受柔性电容式传感器介电层弹性模量的限制,目前电容器的性能如灵敏度等难以达到应用要求,为提高传感器的传感性能,以聚吡咯复合蚕丝织物作为织物电极,羊毛纤维集合体作为介电层构建全纤维的电容式压力传感器,对电极的织物结构和纤维集合体高度进行优化分析;对传感器的电学及传感性能进行测试,并进行了应用探索。结果表明:面密度为69 g/m^(2)素绉缎聚吡咯复合织物方阻最小,为42Ω/□;纤维电容器以素绉缎聚吡咯复合织物作为电极,羊毛纤维集合体为介电层,且高度为1.4 cm时传感性能最优,在频率为10 kHz、电容最高为66 pF、压力为0~5 N范围内灵敏度最高为1.08 N^(-1)。该电容式传感器具有良好的稳定性,有望应用于肢体运动监测与公共场合安全监测中。

关键词：电容织物传感器聚吡咯纤维介电层织物电极

湿法纺丝制备拉伸电阻不敏感液态金属导电纤维

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北京服装学院学报（自然科学版） 2024年第1期44卷 19-27页

作者：侯思彤许倩陈彦锟张秀芹邝旻翾北京服装学院材料设计与工程学院北京100029 北京服装学院服装材料研究开发与评价北京市重点实验室北京市纺织纳米纤维工程技术研究中心北京100029

液态金属导电纤维在拉伸、折叠等状态下仍可保持导电性,在智能纺织品领域具有广阔的应用前景。然而,大多数液态金属导电纤维在拉伸状态下导电性能大幅下降。以液态金属(LM)/聚氨酯弹性体(TPU)为芯层材料,TPU为皮层材料,通过同轴湿法纺... 详细信息

液态金属导电纤维在拉伸、折叠等状态下仍可保持导电性,在智能纺织品领域具有广阔的应用前景。然而,大多数液态金属导电纤维在拉伸状态下导电性能大幅下降。以液态金属(LM)/聚氨酯弹性体(TPU)为芯层材料,TPU为皮层材料,通过同轴湿法纺丝工艺制备拉伸电阻不敏感的液态金属导电纤维,探究液态金属含量及芯层内径对纤维结构和性能的影响。结果表明:液态金属导电纤维具有良好的力学性能,拉伸模量为17.7 MPa,断裂伸长率约为475%,断裂强度约为29.5 MPa。此外,所制备的导电纤维具有明显的皮芯结构,芯层直径越大,液态金属含量越高,拉伸电阻稳定性越好。当芯层直径为0.6 mm,液态金属质量分数为97%时,在0~300%的应变范围内纤维电阻几乎保持不变。

关键词：液态金属可拉伸导电纤维拉伸电阻不敏感湿法纺丝耐水性

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甲壳素/聚乳酸压电复合膜的制备及性能研究

北京服装学院学报（自然科学版） 2024年第1期44卷 10-18页

作者：刘古月张博韬谷潇夏张秀芹崔萌北京服装学院材料设计与工程学院服装材料研究开发与评价北京市重点实验室北京市纺织纳米纤维工程技术研究中心北京100029

随着智能可穿戴技术的发展,开发环境友好的压电材料具有重要意义。通过静电纺丝技术制备甲壳素/聚乳酸复合纤维膜,并研究其压电性能。结果表明:当添加的甲壳素质量分数1.5%,纺丝电压为18 kV,接收辊转速为100 r/min时,甲壳素/聚乳酸复合... 详细信息

随着智能可穿戴技术的发展,开发环境友好的压电材料具有重要意义。通过静电纺丝技术制备甲壳素/聚乳酸复合纤维膜,并研究其压电性能。结果表明:当添加的甲壳素质量分数1.5%,纺丝电压为18 kV,接收辊转速为100 r/min时,甲壳素/聚乳酸复合纤维膜的输出电压约为2.2 V,是聚乳酸纤维膜的2.5倍。压电性能随复合纤维膜的厚度、施加压力及受力面积的增加而提高,并且纤维膜具有良好的可降解性和稳定性,可用于实时监测人体行为状态和生命体征。

关键词：聚乳酸甲壳素压电材料静电纺丝

PEDOT∶PSS/石墨烯复合纤维的制备及其电化学性能研究

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北京服装学院学报（自然科学版） 2024年第1期44卷 65-73页

作者：王圣玉杜苑李宏伟张梅北京服装学院材料设计与工程学院服装材料研究开发与评价北京市重点实验室北京市纺织纳米纤维工程技术研究中心北京100029

为了更好地实现石墨烯基纤维在柔性可穿戴储能器件领域的应用,采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯水分散液与聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT∶PSS)分散液制备一定浓度的复合纺丝液;以氯化钙溶液为凝固浴,通过湿法纺丝技... 详细信息

为了更好地实现石墨烯基纤维在柔性可穿戴储能器件领域的应用,采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯水分散液与聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT∶PSS)分散液制备一定浓度的复合纺丝液;以氯化钙溶液为凝固浴,通过湿法纺丝技术制备不同比例的PEDOT∶PSS/氧化石墨烯复合纤维,经氢碘酸还原获得PEDOT∶PSS/石墨烯复合纤维。对PEDOT∶PSS/石墨烯复合纤维的结构形貌进行表征,PEDOT/PSS质量分数为20%时复合纤维的直径约为95μm,表面具有褶皱卷曲的形貌。以PEDOT∶PSS/石墨烯复合纤维组装柔性超级电容器,在不同凝胶电解质体系中进行电化学性能评价。结果表明,PEDOT∶PSS质量分数为20%的PEDOT∶PSS/石墨烯复合纤维在PVA/H_(2)SO_(4)凝胶电解质体系中的电化学性能最佳;当电流密度为0.14 mA/cm^(-2)时,面积比电容为420.7 mF/cm^(2),能量密度为9.35μW h/cm^(2),表现出良好的电化学性能,可为温湿度计供电,并显现出在智能可穿戴储能器件中的潜在应用前景。

关键词： PEDOT∶PSS 石墨烯纤维湿法纺丝柔性超级电容器能量密度

SnO_(2)-Au-PANI复合材料改性商用NH_(3)传感墨水及其性能研究

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北京服装学院学报（自然科学版） 2024年第1期44卷 36-46页

作者：李彦谋郑佳辉彭媛谭宏鑫汪秋宁张洪艳北京服装学院材料设计与工程学院服装材料研究开发与评价北京市重点实验室北京市纺织纳米纤维工程技术研究中心北京100029

采用点胶印刷技术,以商用墨水(kz-sense-103)在棉布基底上考察电极指间距和电极对数对氨气(NH_(3))传感性能的影响,确定了指间距为1 mm、传感器性能最佳的6对叉指电极。研究了以SnO_(2)-Au-PANI复合物改性商用墨水获得的改性墨水的传感... 详细信息

采用点胶印刷技术,以商用墨水(kz-sense-103)在棉布基底上考察电极指间距和电极对数对氨气(NH_(3))传感性能的影响,确定了指间距为1 mm、传感器性能最佳的6对叉指电极。研究了以SnO_(2)-Au-PANI复合物改性商用墨水获得的改性墨水的传感性能。结果表明:经改性墨水制备的传感器实际检测限可达到5×10^(-6)的NH_(3),性能远远优于商用墨水,且具有优异的时间、温度和湿度稳定性,并能够从H_(2)、CO、SO_(2)和NH_(3)中区分出NH_(3),表明该传感器墨水适合在日常及工业环境中对NH_(3)的监测应用。

关键词： NH_(3)传感器改性墨水叉指电极 SnO_(2)-Au-PANI复合物

金属氧/硫化物修饰石墨烯复合纤维及其柔性超级电容器

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北京服装学院学报（自然科学版） 2024年第1期44卷 28-35页

作者：李文娜谢帆钰杜苑贾潇雨李宏伟张梅北京服装学院材料设计与工程学院服装材料研究开发与评价北京市重点实验室北京市纺织纳米纤维工程技术研究中心北京100029

纤维型柔性超级电容器由于其高功率密度、长循环寿命、微型化、优异柔韧性等特点,在可穿戴电子产品、智能织物领域备受关注。以氧化石墨烯和片状二硫化钼为混合纺丝液,通过限域水热法组装制备二硫化钼/石墨烯复合纤维,并在纤维表面原位... 详细信息

纤维型柔性超级电容器由于其高功率密度、长循环寿命、微型化、优异柔韧性等特点,在可穿戴电子产品、智能织物领域备受关注。以氧化石墨烯和片状二硫化钼为混合纺丝液,通过限域水热法组装制备二硫化钼/石墨烯复合纤维,并在纤维表面原位均匀沉积二氧化钌,制备二氧化钌@二硫化钼/石墨烯复合纤维(RuO_(2)@MoS_(2)/GF)。采用SEM、TEM、XPS、XRD等测试方法对复合纤维进行结构形貌表征,并组装纤维型超级电容器,评价其在凝胶电解质体系的电化学性能。结果表明:在电流密度为0.2 mA/cm^(2)时,RuO_(2)@MoS_(2)/GF的比电容为685 mF/cm^(2),同时具有良好的循环稳定性,充放电循环6000次后,比电容保持率80%;通过将纤维型超级电容器串联,实现为电子计时器实际供能,促进石墨烯纤维在智能可穿戴领域的应用。

关键词：石墨烯纤维二硫化钼二氧化钌柔性超级电容器

共聚阻燃改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备及其性能

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纺织学报 2024年第6期45卷 1-10页

作者：吴雨航魏建斐顾伟文王玉萍张安莹王锐北京服装学院材料设计与工程学院北京100029 北京服装学院服装材料研究开发与评价北京市重点实验室北京100029 江苏新视界先进功能纤维创新中心有限公司江苏苏州215228

针对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)阻燃性较差的问题,以[(6-氧代-6H-二苯并[c,e][1,2]氧磷杂己环-6-基)甲基]丁二酸(DDP)和明胶基碳点(gCDs)构建复合阻燃体系,采用原位聚合法制备了阻燃DDP-gCDs-PET,借助扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光... 详细信息

针对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)阻燃性较差的问题,以[(6-氧代-6H-二苯并[c,e][1,2]氧磷杂己环-6-基)甲基]丁二酸(DDP)和明胶基碳点(gCDs)构建复合阻燃体系,采用原位聚合法制备了阻燃DDP-gCDs-PET,借助扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪对其结构进行分析,通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)及锥形量热指标研究了不同质量分数的gCDs与DDP复配后对PET阻燃性能的影响,并利用热重-傅里叶变换红外光谱分析探究了阻燃PET在气相中的热分解产物,提出了DDP、gCDs对PET的阻燃机制。结果表明:当添加DDP质量分数为8%、gCDs质量分数为1.0%时,DDP-gCDs-PET的UL-94等级提升至V-0级,LOI值可达到35%;相较于纯PET,DDP-gCDs-PET的热释放速率峰值降低39.77%,总热释放量降低25.00%,引燃时间延长25 s,阻燃效果显著改善;在燃烧过程中DDP促进了PET基体分解并在气相中淬灭自由基,gCDs使热量迅速扩散,提升了PET基体的热稳定性能,且gCDs在凝聚相促进成炭使DDP中的P留存于炭层中,二者共同作用提升了PET的阻燃性能。

关键词：聚对苯二甲酸乙二醇酯明胶基碳点磷系阻燃剂原位聚合法复配阻燃阻燃机制

再生无色聚对苯二甲酸丁二醇酯-co-碳酸丁二醇酯流变性能研究

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北京服装学院学报（自然科学版） 2024年第2期44卷 18-22,39页

作者：裴婷婷梁日辉卜雯玥杨中开赵国樑北京服装学院材料设计与工程学院北京100029

有色废旧聚酯纺织品经乙二醇(EG)醇解后,与甲醇(MeOH)酯交换并脱色提纯,得到无色对苯二甲酸二甲酯(DMT);DMT再与1,4-丁二醇(BDO)酯交换得到无色对苯二甲酸双羟基丁二醇酯(BHBT);BHBT与碳酸二甲酯(DMC)和BDO酯交换,得到双甲基碳酸丁二醇... 详细信息

有色废旧聚酯纺织品经乙二醇(EG)醇解后,与甲醇(MeOH)酯交换并脱色提纯,得到无色对苯二甲酸二甲酯(DMT);DMT再与1,4-丁二醇(BDO)酯交换得到无色对苯二甲酸双羟基丁二醇酯(BHBT);BHBT与碳酸二甲酯(DMC)和BDO酯交换,得到双甲基碳酸丁二醇酯(BMBC),通过缩聚反应制备出再生无色聚对苯二甲酸丁二醇酯-co-碳酸丁二酯(clr-PBCT)共聚酯。采用毛细管流变仪分别对clr-PBCT60和clr-PBCT70的熔融流变性能进行了测试。结果表明:2种clr-PBCT共聚酯的熔体呈现剪切变稀现象,具有非牛顿流体的流动特征;当剪切速率小于1100 s^(-1)时,clr-PBCT60的可纺性要优于clr-PBCT70;二者的非牛顿指数n均小于1,且随着测试温度的提高而增大;其粘流活化能(ΔE_(η))则随剪切速率的增加而减小,且clr-PBCT60共聚酯的ΔE_(η)明显低于clr-PBCT70;当剪切速率小于1100 s^(-1)时,clr-PBCT60样品熔体的结构黏度指数低于clr-PBCT70样品,剪切速率增大时则相反。

关键词：废旧有色聚酯纺织品再生无色聚对苯二甲酸丁二醇酯-co-碳酸丁二醇酯流变性能粘流活化能E_(η) 结构黏度指数(Δη)