275期
轻工纺织技术领域
——精选科技成果
本期精选6项轻工纺织技术领域的精选科技成果进行推荐,感兴趣的企业朋友可以长按识别文末二维码,进行咨询对接。
项目1:纳米包覆颜料的制备及其应用技术
项目2:纳米分散墨水的制备及喷墨印花技术
项目3:汽车车身复合材料
项目4:浅色导电纳米晶须及白色复合导电纤维的制备技术
项目5:轻质柔性防护材料的研制
项目6:全电脑多梳经编机集成控制系统
传统方法制备的颜料分散体存在颗粒大、粒度分布宽和稳定性差等问题,造成了纺织品着色颜色不鲜艳、牢度差和手感不佳等弊病。基于此,本项目利用可聚合分散剂,采用细乳液聚合技术制备了以颜料为核、乳胶粒为壳的纳米包覆颜料。通过调控颜料表层乳胶粒的结构和厚度,实现了纳米包覆颜料应用性能的可控性;通过将分散剂以共价键方式键接到了乳胶粒表面,降低了极端条件下分散剂在纳米包覆颜料表面的脱吸附行为,提升了纳米包覆颜料的稳定性;通过颜料表层乳胶粒的成膜行为,有效降低了染色染浴、印花花糊或者墨水配方中粘合剂和交联剂的用量,实现了在不影响织物手感的前提下提升着色织物的干、湿摩擦牢度的目标。
本项目利用可聚合分散剂,采用细乳液聚合技术制备了以颜料为核、乳胶粒为壳的纳米包覆颜料。通过调控颜料表层乳胶粒的结构和厚度,实现了纳米包覆颜料应用性能的可控性;通过将分散剂以共价键方式键接到了乳胶粒表面,降低了极端条件下分散剂在纳米包覆颜料表面的脱吸附行为,提升了纳米包覆颜料水相分散体中放置稳定性、热稳定性和离心稳定性;通过改变细乳液聚合中的单体结构,调控颜料表面理化性能。所制备的纳米包覆颜料粒径小于300nm,PDI<0.2,在特定溶剂中的热稳定性>93%,离心稳定性>85%,放置稳定性>10天不分层和沉降。
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项目二:纳米分散墨水的制备及喷墨印花技术
分散墨水是涤纶织物喷墨印花的主要着色剂,也是当前喷墨印花用量最多的墨水品种。我国高品质分散墨水主要依赖国外进口。基于此,本项目采用具有梳状结构聚合物为分散剂,通过研磨、离心分离和超微过滤等故意协同作用,制备具有良好稳定性的分散墨水。应用表面该墨水不堵头、喷射流畅、颜色鲜艳和牢度优良等特点,其品质可与国外同类产品媲美。该产品即可用于涤纶织物的转移印花,也适应于纺织品直喷式喷墨印花。
◆分散染料的超细化加工关键技术;
◆喷墨印花分散墨水的调配技术;
◆高精细度涤纶织物喷墨印花的关键技术;
◆全自动分散墨水生产线的优化与设计。
所制备的纳米分散墨水粒径<300nm,PDI<0.2,粘度3.0-3.5cp,表面张力30-35mN/m。
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项目三:汽车车身复合材料
汽车车身复合材料主要以经编结构复合材料为主,将刚性纱线成圈技术、针织结构增强设计和异型结构织造技术三者相结合,生产质量轻、强度高的相关产品,满足汽车车身材料的使用要求。汽车车身的材料主要是多轴向经编复合材料和异型结构经编复合材料。
① 多轴向经编复合材料的定义
轴向织物是由带有纬纱衬入系统的织机生产的一类独特的织物。在织物的纵向和横向以及斜向都可以衬入纱线,并且这些纱线能够按照要求平行伸直地衬在需要的方向上。因此这类织物亦称为取向结构。多轴向经编复合材料指在经编结构基础上形成的轴向织物。
② 多轴向经编织物特点
需求量大、生产效率高、生产成本低(卡尔迈耶的Malimo Multiaxial型多轴向经编机最高机速可达1400r/min,相应产量可达240m/h)
原料适应性好,力学性能优异
③ 多轴向经编复合材料结构特点
较好力学性能:由于经编多轴向织物纤维平行且伸直排列,所以纤维强度与刚度在复合材料中可以充分发挥。机织物的经纬纱线呈波浪形,其力学性能贡献只有50%左右。如在平纹布中碳纤维拉伸强度仅为1100N/mm2,而同样材料在双轴向经编织物中拉伸强度为2200N/mm2。
降低应力集中,提高材料性能:在普通机织复合材料中,当材料受拉伸载荷时,其应力转移有一个过程,由于树脂模量低,纤维处于不断伸长过程中,应力载荷也逐步加到纤维上,纤维在伸长过程中破坏,树脂与纱线受到剪切应力,在纤维还未断裂时,反复的剪应力作用也使复合材料界面被破坏,导致复合材料强度损失。
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项目四:浅色导电纳米晶须及白色复合导电纤维的制备技术
成功开发具有自主知识产权的新型浅色导电晶须,用晶须替代纳米颗粒作为基体制备导电填料加入纤维基体中,具有比导电超细颗粒更好的分散性,而且由于晶须是棒状结构,分散在纤维中可以通过搭接的方式首尾相接,更利于纤维导电。浅色导电晶须的开发研究对白色导电纤维的制备提供了理论和实践基础,葛明桥教授团队开发的白色导电纤维经检测达到109Ώ(熔融纺丝)和106Ώ(湿法纺丝)达到导电纤维要求,是国内导电纤维领域的一项重大突破,可提高白色导电纤维自产率,应用前景广阔。
◆将高速搅拌与化学共沉积法结合,制备出的浅色导电二氧化钛纳米晶须的电阻率达到了103 Ώ•cm。
◆将纳米晶须添加入纺丝液中,通过湿法纺丝方法制备出复合导电纤维,该种纤维的电阻达到了106Ώ。
◆与企业合作制备导电母粒,进而通过熔融纺丝方法制备出各种复合结构的导电纤维,该种纤维的电阻达到了109Ώ。
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项目五:轻质柔性防护材料的研制
剪切增稠材料(剪切增稠液/STF、剪切增稠胶/STG)在平衡状态下,表现为分散胶体形式,而在高速剪切力作用时,其粘度急剧增加,表现出固体行为。利用这种特性,将其浸渗高性能纤维或与弹性体泡沫基体材料复合,可制备得到具有不同防护功能的轻质柔性防护材料。该系列防护材料具有质轻、高强、高模、耐冲击等性能;可广泛用于交通工具、体育用品、军事、安全防护等领域。
(1)创新要点
材料在常态下保持松弛的状态,柔软而具有弹性,一旦遭到剧烈撞击或挤压的时候,分子间立刻相互锁定,迅速收紧变硬从而消化外力,形成一层防护层,当外力消失后,材料会回复到它最初的松弛软弹状态。它可以在纳米秒时内在不同的冲击情况作出不同的反应。
(2)产品性能
表1 不同体系的剪切增稠液的流变性能数据
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项目六:全电脑多梳经编机集成控制系统
自主研发的多梳经编机集成控制系统WKCAM生产速度高、稳定性好、可靠性强,实现数据管理,直观简便。
该系统基于电子凸轮控制的柔性电子梳栉横移控制,适应机速高;可在线花型编辑与显示功能,系统可直接显示花型,生产中实时显示花型编织位置,进行在线花型修改;可用于大花型编织,且更换花型简单,最大花高可达8000横列以上;同时配以6轴以上的EBC多速送经和1根EAC多速牵拉和1根卷曲装置;采用最新Piezo贾卡装置,贾卡梳的安装位置根据需要可前可后;且具有停电保护功能,保证重新上电时花型能连续编织。
该系统可用于低成本的链块机升级改造,原钢片式花梳配置不变,改造后花梳累计横移量可达60针,机速提高至450r/min以上;也可与新型高速电脑多梳机配套使用,累计横移可达180针,生产速度可达1000r/min。
◆高动态响应柔性横移技术,实现对大惯量导纱梳栉进行高频启停和高精定位;
◆高精度随动多速送经技术,实现送经与主轴频率和横移曲线的快速跟随;
◆高速率存取贾卡提花技术,实现对贾卡提花数据的大容量静态存储与高速率动态存取;
◆高分辨扫描在线监测技术,实现织物图像的高速扫描与识别。
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声明:综合整理自各高校成果汇编