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前沿

2021-12-30

纺织科学研究 2021年12期
关键词:针织纤维

废旧衣服实现高分子层面再生利用

由于废旧纺织品中混合了棉、毛等天然纤维和涤纶、锦纶等合成纤维,故其高分子层面的再生利用研究一直有所局限。近日,英国曼彻斯特大学刘旭庆课题组和青岛大学曲丽君课题组联合报道了他们在废旧衣服高分子层面再生的研究成果。研究人员从纺织结构出发,多维度系统地分析了废旧纺织品的再生利用策略,从织物结构、纱线结构到纤维高分子结构,建立了一个系统的废旧服装回收利用的研究体系,并利用离子液体可将织物中的天然纤维溶解的特性,成功对随机取样的废旧服装样品进行处理,分离了天然纤维和合成纤维,并进行纺丝再生,用绿色化学方法实现了纤维的循环利用。

研究人员用绿色溶剂离子液体溶解了混合的棉纤维和毛纤维,并通过湿法纺丝,优化纺丝速度,得到了一种新的混合再生纤维,并且呈现独特的表面形貌。进而,研究人员深入分析了羊毛角蛋白高分子和纤维素高分子在水中的凝聚成型过程,发现羊毛角蛋白在复合再生纤维表面发生空间构型的折叠,自发形成了纳米结构的微球,从而极大地提高了再生纤维的比表面积。理论上讲,这种特殊形貌的纤维有利于对汗水的吸收,通过回潮率测试,结果发现再生纤维的回潮率达到了25%,这个数值超过了已知的所有纤维的吸湿性能(羊绒有着最高的公定回潮率,17%)。可以预测,通过该方法再生得到的复合纤维将呈现优异的穿着舒适性。此外,对离子液体无法溶解的化学纤维也实现了再生纺丝。在整个分子层面的再生过程中,离子液体可以多次回收利用,极大程度降低了回收成本,为时尚行业废旧纺织品的回收利用提供了一个行之有效的策略。

(摘编自MaterialsViews)

东华大学研制出自杀菌、可回收口罩

空气中的颗粒污染物已经造成了严重的公共健康问题,促使人们更加关注有效的空气过滤产品。尤其在新冠肺炎病毒大流行期间,全球对高性能口罩的需求显著增长。然而现有口罩普遍存在PM0.3/病原体拦截效率低、透气性差、纤维原料消耗大、无法重复使用和回收利用等问题。

近期,东华大学覃小红、王黎明团队通过无针式静电纺丝—喷涂成网技术构建了多尺度纳米纤维/碳纳米管(NF/CNT)网络,将良好分散的CNT 网络(直径≈25nm)逐层“焊接”在纳米纤维(直径>100 nm)支架上。优化的NF/CNT 网络具有窄分布微孔(≈ 400nm)、“自由分子流”行为和静电吸附特性,展现出优异的过滤效率(99.994%的PM0.3 去除率)和阻力(<0.05%大气压)。此外,由于独特的多尺度纳米结构,NF/CNT 网络还具有可靠的光热自杀菌和电热自杀菌能力。在1 sun 辐照下5 min 大肠杆菌杀菌率>99.986%。在无光条件下2 min 电热大肠杆菌杀菌率>99.9999%。更为重要的是,弃后的NF/CNT 网络口罩可以作为高性能光热水蒸发器用于海水淡化(3.56 L·m-2·d-1)。这项工作为减少疾病传播和资源消耗、减轻环境负担提供了良好的解决方案,相关研究成果发表在《Small》杂志上。

(摘编自高分子科技)

柔性压阻传感器用于表皮脉冲监测

据报道,香港城市大学胡金莲团队提出了一个具有复杂扭曲纱线结构的超快响应且恢复式柔性压阻传感器,用于表皮脉冲监测,并从理论和模型两方面对其机理进行了全面的探讨,相关研究成果发表在《AM》杂志上。

研究人员受DNA 双螺旋扭曲结构的启发,采用包芯纤维、双螺旋绞纱和平纹针织物,自下而上地设计了分层织物结构。这种双螺旋结构不仅是纺织材料导电的关键,还可以提高加捻纱的机械性能,从而形成稳定、结实的织物。准备好的导电织物被裁剪成特定的尺寸,并与其他传感器单元集成形成三明治结构,再将纺织层组装在一对定制的软金电极,最后对纺织单元进行凝胶封装,使传感器结构被PEN 膜覆盖,即得到理想的纺织传感器并且其可以轻而易举地附着在创可贴等表面工作。

通常,用非捻纱制成的纺织传感器在这个压力范围内表现出较大的滞后和较差的线性,很难满足精确脉冲监测的要求。但经加捻处理后,纺织传感器改变了输出曲线,在高压下呈现良好的线性关系,滞后明显降低,低压下的稳定性也显著改善。该团队设计的压力传感器显示了独特的综合性能,平均灵敏度为0.57 kPa-1,滞后率为5.3%,变异系数为7.8%,线性度为4.9%,实现了较高的传感器灵敏度。

随后,研究人员调整纱线电导率和针织结构来选择较好的灵敏度,以避免表皮脉冲监测过程中产生的噪声,发现在传感范围为10 Pa ~ 200 kPa 内,织物传感器的灵敏度可有效、准确地检测脉冲压力。为了进一步论证双螺旋结构的功能性,研究人员对加捻纱和不加捻纱的传感器进行了比较,结果表明加捻纱的变化量、线性度和滞后效应分别是不加捻纱的7 倍、2.5 倍和6.5 倍,并在3 个完整循环中可保持较好的稳定性。因此,采用双螺旋结构控制磁滞效应,为传感器性能的调节提供了一条特殊的途径。

(摘编自高分子科学前沿)

持久湿伏发电织物可实现1滴水发电1小时

利用水与材料接触过程中的流动电势以及电双层的形成从而产生电压输出,是一种新型的水伏发电模式。基于此,深圳大学王元丰、陈仕国等人提出了一种织物基不对称层级毛细体系的构建策略,用于制备柔性水伏发电机。

该发电机通过浸涂和原位聚合的方法,将二氧化钛纳米线和聚吡咯负载到了棉织物上,构建了具有不对称聚吡咯结构以及微纳层级毛细体系的不对称织物(asy-P@TNWCF),在尺寸大小仅为20×55×0.2mm 时,该织物能够提供0.65v 电压和8μA 电流,用一滴0.16ml的水滴将其润湿可以产生超过3600s 的电信号输出。此外,采用的不对称聚吡咯纳米结构使得asy-P@TNWCF在完全润湿下也能够持续输出电压和电流。而二氧化钛纳米线间的纳米通道和纤维间的微米通道,共同形成了促进水快速扩散的微纳层级毛细结构,提高了电荷收集效率。

在半润湿情况下,当水在asy-P@TNWCF 流动时,由于材料表面带正电荷,所以形成了电双层。然后在水流的带动下,负电荷一起流动并在下游堆积,形成电势差,从而输出电压和电流。而在完全润湿下,由于不对称的聚吡咯结构导致两端吸附的离子数量不同,导致两端产生的诱导电势存在差异,从而形成了电信号。此外,由于聚吡咯骨架中的氯离子浓度梯度不同,使得解离出的氢离子在浓度梯度下进行定向流动。

为了提高能量输出, 可以堆叠以及串联asy-P@TNWCF。3 个asy-P@TNWCF 堆叠,将输出的短路电流从3μA 增加到了18μA。4 个asy-P@TNWCF串联获得了最大1.45V 的电压。此外,asy-P@TNWCF 可以和超级电容器相结合,存储电能。9 个asy-P@TNWCF通过堆叠以及串联的方式,可以给1F 的超级电容器充电,也可以驱动LED 屏幕。综上所述,该工作为新型柔性湿伏发电材料的设计制备提供了一定思路,也为稳定湿伏发电机理的进一步完善提供了参考。

(摘编自贤集网)

赫氏和Fairmat 宣布合作回收碳纤维预浸料复合材料

近日,赫氏(Hexcel)公司和总部位于法国的深度技术初创公司 Fairmat 宣布达成一项协议,建立一条生产线,用于回收赫氏欧洲工厂生产碳纤维预浸料过程中的废料,加工成板材后再次投放市场。

赫氏欧洲航空航天、MEA/AP 工业总裁Thierry Merlot表示:“Fairmat 为我们提供了碳纤维复合材料大规模回收的解决方案。”Fairmat 将租用位于布格奈的赫氏原工厂作为此项目的生产基地,预计到2022年底,赫氏欧洲工厂生产的大部分碳纤维预浸料废料将被回收重新利用。

Fairmat 推出的回收方法有别于传统的热解工艺,它以碳纤维和树脂的冷处理为显著特点,不仅避免了废料的填埋、焚烧,还降低了回收能耗。据估算,以此方法每回收1kg 碳纤维复合材料,能减少41kg 二氧化碳排放。

(摘译自赫氏公司/杜宇君)

ALUULA 推出超轻、超强软复合材料

近日,ALUULA 复合材料公司推出了一种全新的轻型软复合材料。该材料是在分子水平改性聚合物方面的一项突破性发现,创造了新型“超轻、超强”复合织物。

ALUULA 开发了一项专利技术,可以在分子水平上融合不同的材料,无需使用大量的胶水,就能在层与层之间建立更牢固的黏合。当使用超强聚合物作为输入材料时,ALUULA 工艺提供的技术结果明显优于目前可用的软复合材料任何技术结果。与竞争材料相比,ALUULA 复合材料的重量轻50%,同时仍能提供相同或更高的强度特性。该工艺还可使以前难以粘合的材料复合在一起,创造更多可能。

ALUULA Vaepor™系列获得了ISPO 功能性纺织品流行趋势大奖2021/22年度最佳软产品奖,该系列提供了世界上最高的强度和重量特性,并保持了非常耐用的特性。

同时,ALUULA Durlyte™系列获得2022/23年度ISPO功能性纺织品流行趋势大奖,也入围了2021年户外零售商大奖的决赛。该系列使用了ALUULA 工艺,使其成为更耐用的复合材料。在第三方磨损测试中,ALUULA Durlyte™系列的耐磨性是市场上其他材料的10 倍以上。

目前,ALUULA 已经与多领域领头企业达成合作关系,努力推动材料粘合研究进一步创新和实现知识产权应用。

(摘译自ALUULA 复合材料有限公司/杜宇君)

亨斯迈推出节水降耗染料AVITERA®Rose SE

近日,亨斯迈(Huntsman)纺织染化公司发布了第三代AVITERA®SE 活性染料系列产品——亮丽蓝红色系AVITERA®ROSE SE。这种创新染料的性能明显优于目前对纤维素纤维和混纺纤维的最佳染色技术,可节省水和能源,具有色牢度高、成本低的特性。AVITERA®ROSE SE凭借其独特的低温高速冲洗技术,将生产所需的水和能耗降低50%,具有出色的兼容性、分散性。该技术降低了中深色调的配方成本,同时较大程度地降低了加工成本,并免去了再加工工序,同时提高研磨产量25%。

使用AVITERA®ROSE SE 染料染色的产品颜色更为鲜艳。这些染料为经典的蓝色三色元素提供了非常好的耐光牢度,并具有卓越的整体牢度性能。使用AVITERA®ROSE SE 染色的产品还具有超高抗氯性,专为日本和美国严格的洗涤要求量身定制,可与亨斯曼的HIGH IQ®Lasting Color Eco保色程序一起使用。由于交叉染色的可能性极小,这些染色产品是红白条纹棉针织物的理想选择。

AVITERA®ROSE SE 通过了bluesign®认证且符合纺织产品OEKO-TEX®100 认证标准。亨斯迈纺织染化公司于2010年推出了第一代AVITERA®SE 染料,为纺织行业的可持续发展树立了标杆。第二代扩展了该系列的调色板,从最淡的色调到最深和最暗的色调。第三代进一步提高AVITERA®系列的经济可持续性和环境效益,具有出色的操作性能整体牢度。

(摘译自亨茨曼公司/杜宇君)

武汉纺大教授徐卫林当选中国工程院院士

中国科学院、中国工程院近日公布2021年院士增选情况,武汉纺织大学教授徐卫林当选中国工程院院士。此次,两院分别选举产生65 名中国科学院院士和25 名中国科学院外籍院士,84 名中国工程院院士和20名中国工程院外籍院士。

本次增选后,中国科学院共有院士860 名,外籍院士129 名;中国工程院院士总数为971 名,外籍院士总数为111 名。

前10月纺织品服装出口同比增长6.7%

根据海关总署近日统计快讯,今年1-10月,全国纺织品服装出口2565.3 亿美元,同比增长6.7%(以人民币计同比下降1.3%)。其中,纺织品出口1176.8亿美元,同比下降9.1%;服装出口1388.5 亿美元,同比增长25.2%。10月份,我国纺织品服装出口289.4亿美元,同比增长16.5%。其中,纺织品当月出口125亿美元,同比增长7.3%。自今年二季度以来首次恢复单月正增长。10月服装出口164.4 亿美元,同比增长24.7%。

9 项成果获“纺织之光”2021年度中国纺联针织内衣创新贡献奖

近日,根据《中国纺织工业联合会针织内衣创新贡献奖奖励办法》和《中国纺织工业联合会针织内衣创新贡献奖奖励办法实施细则》的规定,经中国纺织工业联合会针织内衣创新贡献奖励评审专家组评审,中国纺织工业联合会针织内衣创新贡献奖励委员会审定,中国纺织工业联合会批准,授予“透气无痕点胶粘合针织内衣的开发”“FZ/T 73025-2019《婴儿针织服饰》”“立体胸杯内胆一次发泡成型技术在女性内衣上的应用”“轻质保暖抗静电针织内衣面料关键技术研究及产业化”“强捻精梳长绒棉/Sorona 交织凉感纬编面料”“高功效多功能发热红豆绒内衣”“模压自动化机械手”“高效短流程超柔锦/棉功能性针织面料开发及其产业化应用”“高支高密汉麻液氮天然抗菌针织内衣面料的研发”等9项成果为“纺织之光”2021年度中国纺织工业联合会针织内衣创新贡献奖。

为此,中国纺联号召全行业向获奖单位学习,重视创新,勇于创新,不断提高自主创新能力,为针织行业的结构调整、产业升级和建设纺织强国作出更大贡献。

通用技术中纺院江南分院高防复用手术衣获奖

11月6-7日,由科技部社会发展科技司及中国生物技术发展中心指导,医疗器械产业技术创新战略联盟承办的全国性医疗器械产业创新创业大赛类别赛——医用材料与外科器械决赛在北京以线上形式举办,经过层层选拔,近50 个优秀创新创业项目进入决赛。最终,通用技术中纺院江南分院的高防护型可重复使用医用手术衣项目荣获大赛三等奖。

项目突破了医用防护膜、医用胶条等制备关键技术及其应用工艺,打通了从原料到服装的全产业链工艺技术路线,最终研制出了具有独特结构设计,功能区域分级和高防护效用的手术衣产品。高防复用手术衣经医用洗涤95 次之后,相应技术指标仍满足YY/T 0506.2-2016 高性能指标要求。产品不仅具有防液溅、阻挡微生物及抗静电功能,还具有高舒适性和环保性,能够切实为医患提供双重安全的防护保障。

下一步,中纺院江南分院将重点就高防复用手术衣项目成果产品进行产业化,并同时推进研制高防复用手术包等系列产品,以期逐步替代现有棉手术包,不断打造国内知名品牌,向国际化拓展。

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