随着社会的发展,人们对物质的需求越来越高,总想对传统的事物进行革新,力求用更短的时间、更少的材料、更简单的工艺来创造出更好的新事物来满足人们日益增长的物质需求。传统的纺织服装生产是一个工序繁琐,耗能高,耗时的一个过程,因此纺织行业的创新也在进行。人们在尝试用以3D打印技术为代表的增材制造技术推动服装行业的创新变革。2011年,荷兰服装设计师Iris van Herpen在巴黎时装周展示的利用3D打印技术制作的3D打印服装让世人为之惊艳。虽然这种服装具有极强的立体感,富有观赏价值,但是由于其原料是热固性材料,因此服装的服用性却大打折扣,不适合人们日常穿着使用。然而人们并没有放弃快速生产纺织面料和服装的探索。Tamicare公司经过数年研究,成功开发出一种新型3D打印面料---Cosyflex面料。Cosyflex面料制作的服装与Iris van Herpen制作的服装相比,其柔软性要好得多,同时具备很好的力学性能与手感,已具有较好服用性能。本课题旨在尝试开发一种可以快速成型的,类似于Cosyflex面料,实现纤维到面料的一步式跨越。为此,课题从两条路径出发,寻找合适的方法来实现面料的快速成型。方法一是利用离子液体处理棉纤维,利用棉纤维的自身局部粘结而形成面料。因为在一定的条件下离子液体对棉纤维具有一定的溶解性,利用离子液体对呈片状的棉纤维网进行半溶解处理,这样制得的离子液体棉纤维面料既有一定的强力,同时又使面料中含有较多没有溶解的棉纤维,使其保持部分棉纤维和棉织物的特性。在110°C、离子液体浓度为99%的条件下,通过显微镜观察和对制成的面料进行一系列的测试分析,最终确定离子液体对棉纤维达到半溶解状态所需的时间为5min,制得的离子液体棉纤维面料的厚度为0.530mm,透气率为297.0mm/s,断裂强力为41.2N,断裂伸长率为40.01%。为了进一步提高离子液体棉纤维面料的力学性能和手感,利用水性聚氨酯和天然乳胶组成的混合高分子弹性体溶液对面料进行后整理实验。通过对经过后整理的离子液体棉纤维面料的一系列性能测试,发现由50%水性聚氨酯和50%天然乳胶组成的弹性体溶液对离子液体棉纤维面料的后整理效果最佳,整理后的面料的断裂强力和断裂伸长率有了明显的提升,分别为139.6N和53.57%,由于后整理在离子液体棉纤维面料上形成了一层膜,所以整理后面料的透气性有所下降,厚度有所上升。方法二是利用高分子弹性体溶液直接处理棉网而形成面料。这种方法主要是利用水性聚氨酯和天然乳胶组成的混合高分子弹性体将棉网中松散的棉纤维粘结联系起来,经过涂覆、挤压、烘燥等步骤,最终得到弹性棉纤维面料。通过对不同工艺处理得到的棉纤维面料的性能测试,发现由50%水性聚氨酯和50%天然乳胶组成的弹性体溶液处理的棉纤维所得到面料的综合性能最佳,其厚度为0.621mm,透气率为374.4mm/s,断裂强力为135.8N,断裂伸长率为49.37%。通过对比后整理后的离子液体棉纤维面料和弹性棉纤维面料,发现除了在透气性方面前者弱于后者外,在厚度,断裂强力和断裂伸长率方面,前者均要好于后者。基于弹性棉纤维面料含有的水性聚氨酯和天然乳胶具有很强的失电子能力,面料本身也具有一定的强力和弹性,因此本课题还探究了弹性棉纤维面料作为摩擦纳米发电机的一种摩擦材料应用的可能性。通过实验发现,完全由水性聚氨酯处理棉网所得的弹性棉纤维面料的发电效果最好,在70N的力作用下,摩擦纳米发电机的开路电压可以达到220V,电流有4.9μA。同时还发现随着作用力的增加,发电机的开路电压也在增大,在90N的力的作用下,开路电压可以达到245V。