石墨烯、柔性染料、纳米喷射、垂直铺网……你没听过的纺织行业黑科技

“年度学术盛宴”—— 2016中国纺织学术年会虽已落下帷幕，但其探讨的话题却持续引爆纺织学术圈。本届年会以“发展新经济 培育新动能”为主题，结合行业发展趋势和研究热点，特别设置了纤维材料、现代纺织技术论坛、技术纺织品、“相变调温技术”与“植物染料技术”、生物基合成纤维的开发与应用等 5 个分会场，国内外专家学者围绕高新技术纤维材料、先进纺织工艺和产品开发技术、高性能产业用纺织品、节能减排和资源循环利用技术、智能纺织、互联网＋纺织等热点话题展开深入交流。

国内外针织技术的发展趋势

国内外针织行业的最新技术、典型产品、前沿应用主要集中在以下几个领域：以高效生产、高质生产和精细提花为特点的针织装备高精技术；将传统织造与物联网、云计算、大数据和互联网等技术结合，使信息化和工业化深度融合的针织生产智能技术；提高服装舒适性和功能性，有效减少服装加工工序，实现针织服饰的定制化、快速化生产的针织服饰成形技术；采用高性能或特种纤维材料，通过经编、纬编或横编方法织造具有三维针织结构的针织立体编织技术和以柔性传感和针织电路为代表的针织智能穿戴技术等。针织产业要抓住发展新机遇，迅速融入“互联网＋”行动计划，加快针织装备智能化技术研究与产业化的推广应用，促进针织生产管理模式的转型升级，建立绿色低碳的可持续发展模式。

多功能石墨烯纤维的开发

石墨烯纤维是由石墨烯基元有序组装而成的新型碳基纤维，具有高柔性、高导电、高导热、低密度等特性，在高性能和多功能复合材料及柔性可穿戴器件等领域应用前景广阔。以氧化石墨烯液晶为纺丝原料，通过传统湿法纺丝工艺，制备出连续的纤维，经还原得到石墨烯纤维。通过高温处理，可对石墨烯的缺陷进行修复，获得高性能纤维，强度达到2 GPa，导电率达到8×105 s/m。还可与高分子等复合，制得石墨烯基仿贝壳结构复合纤维。

可穿戴技术大规模应用尚需时日

可穿戴技术，亦称为智能服装或电子纺织品，能够对外界环境的变化做出相应的反应和调整，其在制造商和消费者中正受到日益广泛的关注。一些专家甚至预言，智能服装对大众的吸引力将比肩智能手机。由于服装与人体之间大面积长期及密切的接触，使得可穿戴技术似乎具有难以想象的庞大市场和势不可挡的发展潜力。通过分析与研究，认为可穿戴技术应（继续）选择一些对服装性能有特殊要求的领域，如军队、运动员、医疗行业及其他在极端条件下作业的人员如消防、极地探险等。而可穿戴技术要想得到大面积应用甚至成为新一代服装形式，则尚需时日。

溶液喷射法纳米纤维的宏量制备及其应用

溶液喷射纺丝技术是基于高速气流牵伸原理建立的新型纳米纤维制备方法，具有诸多优势。研究表明：与静电纺纳米纤维相比，溶液喷射纺纳米纤维具有明显的三维卷曲特性，表现出良好的透气性能，作为过滤材料使用表现出高效低阻的特性；将低表面能的聚硅氧烷引入PA6纳米纤维中，其表面接触角高于160°，可用于防护材料；将壳聚糖与PVA混纺制得了纳米凝胶纤维，具有良好的吸收和抗菌性能，是一种良好的创伤医用敷料；将溶液喷射纺纳米纤维引入质子交换膜中，凭借其三维卷曲结构及超高孔容，有利于构建跨膜质子传输通道，并打破膜表面的质子“绝缘层”，可大大提高质子传输性能，有望开发高性能质子交换膜；将精氨酸接枝到壳聚糖上与PLA混纺制得的溶液喷射纺纳米纤维亲和膜，具有良好的容纳和截留性能，是一种良好的吸附材料。

静电纺柔性染料敏化太阳电池电极材料的研究

为研究开发用于智能纺织品的柔性染料敏化太阳电池（Flexible Dye-Sensitized Solar Cells，FDSSCs），首先基于静电纺丝技术制备TiO2纳米棒，利用静电喷涂和热压等手段在柔性塑料基板上获得TiO2纳米棒光阳级膜。利用掺杂、复合和包覆等手段优化光阳膜以提高电池效率。随后，利用更具优势的枝状TiO2纳米管作为散射层，进一步提高电池效率，目前已使柔性染料敏化太阳电池效率提高到4.7％。同时，利用静电纺制备了金属氧化物（TiO2等）/C复合纳米纤维膜，明显改善了纳米纤维膜的柔韧性。其中，尤以TiO2/C复合纳米纤维膜表现出优异的柔韧性和电化学性能，将其作为对电极组装一种无对电极基板的新型FDSSCs。这种FDSSCs可与纺织品有机结合，为基于FDSSCs的智能纺织品的研究与开发提供重要支撑。

从零维到一维的智能服装

如何构建智能性是当前智能纤维材料研究的核心课题。微纳米技术的发展创造出了丰富多彩的各种颗粒，可获得变色、导电、控温等各种智能性，已用于解决智能物质与纤维的结合问题（如含有微胶囊的控温或变色纤维）或者直接构建智能特性（如自清洁织物表面）。作为微观单元，微观颗粒还具有构建各种结构及将各种功能综合在一起的能力，其与纤维材料的结合不断创造出新型智能纤维材料，在隐形、可穿戴电子、生物技术等尖端智能材料领域具有独特的应用优势，微纳米技术与纤维材料结合实现的智能性将继续推动智能纤维材料的发展。

三维间隔织物增强泡沫复合材料的性能与研究

立体间隔织物是一种新型夹心结构，在国外被称为三明治结构，该结构以高性能纤维为原料，在专用的立体编织设备上采用独特的织造技术制成立体间隔织物；将该织物与热固性树脂复合成型，可制得具有轻质、高强、高模、隔音、保温等优良特性的高性能立体间隔织物复合材料。项目组以宝德纶为主要原料，制备了中空间隔织物，并与阻燃环氧树脂复合成型得到三维间隔织物骨架，并由三聚氰胺树脂发泡填充，制备得到高强、阻燃、隔热、隔音吸音的磁浮车体用内饰壁板和地板用复合材料。该复合材料可广泛用于航空、航天、油气输送等领域，在我国已成功用于高铁车体（天花板、行李舱、地板、墙板等）、建筑材料、风力叶片、船舶等领域。

垂直铺网技术及其应用

相对于交叉铺网技术，用垂直铺网技术生产的产品具有优异的弹性及蓬松性，在汽车、床垫和家具、内衣、过滤材料等方面得到应用，是替代发泡型聚氨酯材料的新型环保材料。研究表明：使用垂直铺网技术后，高弹主体纤维及粘合纤维能够明显改善产品的弹性及耐久性，新型垂直铺网方式比斩刀式垂直铺网生产速度更高，产品的结构更易控制，性能更好。针对现有技术存在纤网层间分层及弹性回复性差等问题，研究人员提出复合纤网叠层及温湿烘燥整理的技术解决方法，效果较好。