肖 琪， 王 瑞， 孫紅玉， 方 紓， 李聃陽(yáng)

(1. 天津工業(yè)大學(xué) 紡織科學(xué)與工程學(xué)院， 天津 300387； 2. 常熟理工學(xué)院， 江蘇 常熟 215500；3. 天津工業(yè)大學(xué) 先進(jìn)紡織復(fù)合材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 天津 300387；4. 濱州華紡工程技術(shù)研究院有限公司， 山東 濱州 256600)

織物的起毛起球現(xiàn)象嚴(yán)重影響其外觀、手感和服用性能[1]，尤其是合成纖維的問(wèn)世，使起毛起球問(wèn)題更加凸顯出來(lái)。直至20世紀(jì)50年代人們才開始關(guān)注該問(wèn)題，但至今仍沒(méi)有得到實(shí)質(zhì)性的解決，減少乃至消除織物起毛起球的研究具有重要意義。

很多研究者從不同角度研究織物起毛起球現(xiàn)象，主要集中在織物起毛起球的影響因素、評(píng)價(jià)方法、改善措施等方面。影響織物起毛起球的因素有很多，如纖維的形態(tài)[2]、模量[3]和摩擦因數(shù)[4]，紗線的捻度[5]、紗線線密度[6]和混紡比[7]，織物的組織結(jié)構(gòu)[8]和紡紗方式[9]等。在計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上，織物起毛起球評(píng)價(jià)方法的研究由主觀評(píng)價(jià)法發(fā)展到客觀評(píng)價(jià)，大致包括織物灰度圖像的視覺評(píng)估[10]，織物表面形態(tài)高低信息的視覺評(píng)估[11]，以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[12]等3大類客觀評(píng)價(jià)方法。改善措施主要包括物理法和化學(xué)方法：物理法主要包括剪毛[13]、燒毛[14]、絲光[15]、低溫等離子體處理[16]等；化學(xué)方法是通過(guò)樹脂[17]、生物酶[18]、氧化劑[19]、絲素蛋白[20]以及抗起毛起球劑整理[21]等化學(xué)處理來(lái)達(dá)到抗起毛起球效果。這些方法在一定程度上改善了織物起毛起球的問(wèn)題，但以犧牲纖維的力學(xué)性能或者織物風(fēng)格為代價(jià)。在不影響織物力學(xué)性能和風(fēng)格的前提下從根本上解決織物起毛起球現(xiàn)象，仍具有很大的挑戰(zhàn)。

本文綜述了不同種類的織物起毛起球機(jī)制理論模型的建模條件、理論基礎(chǔ)和應(yīng)用情況，總結(jié)了各理論模型的優(yōu)點(diǎn)與不足，并對(duì)織物起毛起球機(jī)制理論模型的未來(lái)研究方向進(jìn)行展望，以期為今后解決織物起毛起球的難題提供有益參考。

1 起毛起球過(guò)程

起毛起球過(guò)程其實(shí)就是織物在實(shí)際穿著或者洗滌過(guò)程中，受到外力或者水流作用產(chǎn)生摩擦，使得織物表面纖維外露，在織物表面形成毛茸，即起毛；這些毛茸再經(jīng)過(guò)相互糾纏、搓捻成團(tuán)，形成毛球，即起球。若毛球的抽拔力超過(guò)其握持力，則毛球就會(huì)脫落。對(duì)起毛起球過(guò)程的研究經(jīng)歷了一個(gè)比較漫長(zhǎng)的階段。早在1959年Gintis等[22]提出起毛起球分為3個(gè)階段，即毛羽形成、毛羽糾纏成球以及毛球脫落。1983年，Cooke等[23]提出起毛起球的過(guò)程，首先是端毛羽起出和圈毛羽轉(zhuǎn)變成端毛羽，二者共同作用導(dǎo)致起球毛羽的產(chǎn)生，其次起球毛羽發(fā)生糾纏形成毛球，然后毛球不斷增長(zhǎng)，最后由于纖維的疲勞損傷[24]毛球脫落，由4個(gè)過(guò)程組成。于偉東等[25]提出起毛起球包括5個(gè)過(guò)程：起毛、毛羽糾纏、糾纏成團(tuán)、收緊成球、毛球脫落。這些研究發(fā)現(xiàn)的共同點(diǎn)是織物發(fā)生起球的基礎(chǔ)是先要起毛，只有起毛后才能有毛羽的糾纏成團(tuán)，形成毛球。

2 研究起毛起球機(jī)制的理論模型

國(guó)內(nèi)外研究者在起毛起球過(guò)程的基礎(chǔ)上，相應(yīng)地建立了數(shù)學(xué)、力學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真等模型來(lái)研究織物起毛起球機(jī)制。目前，應(yīng)用于織物起毛起球機(jī)制的理論主要包括化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、機(jī)械動(dòng)力學(xué)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和纖維形尺度等4大理論流派。

2.1 基于化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的理論模型

1967年，Brand等[26](以下簡(jiǎn)稱“B & B”)在Gints起毛起球三階段過(guò)程的基礎(chǔ)上，采用數(shù)學(xué)模型量化研究了織物起毛起球過(guò)程。模型假設(shè)：1)織物是起毛起球的無(wú)限提供體；2)織物起毛起球的初始條件是織物表面原有的毛羽，并將毛羽分為不起球的毛羽、起球的毛羽以及脫落的毛羽3大類；3)纖維的反應(yīng)速率是常數(shù)。

將織物起毛起球現(xiàn)象類比于化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)中的反應(yīng)過(guò)程，纖維比作起毛起球過(guò)程中的反應(yīng)物，在每個(gè)階段纖維都是以一定的反應(yīng)速率進(jìn)行。每個(gè)過(guò)程的進(jìn)行依賴于處于該過(guò)程纖維數(shù)量的多少，也即反應(yīng)物的濃度。具體的起毛起球反應(yīng)過(guò)程如圖1所示。這個(gè)模型的建立使得起毛起球過(guò)程通過(guò)圖1中各反應(yīng)過(guò)程的反應(yīng)速率ki(i=0，1，...，6)得以量化。通過(guò)求解線性微分方程(1)～(6)，確定每個(gè)階段纖維數(shù)量與速率常數(shù)ki之間的線性關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同纖維組成的織物起毛起球機(jī)制不一樣，而且纖維起毛和纖維糾纏對(duì)起球有很大的影響，毛球脫落在其中并沒(méi)有起到很大的作用。

圖1 起毛起球的反應(yīng)過(guò)程Fig.1 Chemical reaction for pilling

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

式中：k0為織物表面形成的不起球毛羽速率，根/(min·cm2)；k1為織物表面形成的起球毛羽速率，根/(min·cm2)；k2為不起球毛羽變成起球毛羽的速率，min-1；k3為起球毛羽的脫落速率，min-1；k4為纖維糾纏的速率，min-1；k5為毛球解纏的速率，min-1；k6為毛球脫落速率，min-1；U為織物的質(zhì)量，這里認(rèn)為是織物中纖維的總數(shù)量；V為織物表面的圈毛羽數(shù)量，根/cm2；W為織物表面的端毛羽數(shù)量，根/cm2；X為形成的毛球中纖維數(shù)量，根/cm2；Y為脫落的毛球中纖維數(shù)量，根/cm2；Z為脫落的毛羽數(shù)量，根/cm2。

該模型將起毛起球的各個(gè)階段開創(chuàng)性地進(jìn)行了定量化描述，一方面將起毛起球現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)制進(jìn)行了有效闡釋，同時(shí)也可對(duì)起毛起球過(guò)程進(jìn)行有效預(yù)測(cè)，從而為改善甚至消除起毛起球現(xiàn)象提供理論支持，具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。但模型忽略了脫落的毛羽也有可能是不起球毛羽產(chǎn)生的事實(shí)，沒(méi)有考慮織物在穿著或者洗滌過(guò)程中新產(chǎn)生的毛羽，纖維在每個(gè)階段的反應(yīng)速率在實(shí)際中不可能是常數(shù)。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型的理論值與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合度較差。

2.1.1 化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的簡(jiǎn)化模型

在B&B模型的基礎(chǔ)上，Conti等[27]對(duì)化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化。簡(jiǎn)化的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型有以下假設(shè)：1)織物起毛的過(guò)程非?？焖伲谄鹎蚣懊蛎撀溥^(guò)程中起毛幾乎停滯；2)在起球過(guò)程開始前起毛已經(jīng)完成，即初始的起毛纖維數(shù)量W0是常數(shù)；3)脫落的毛羽可忽略不計(jì)；4)毛球形成速率α和毛球脫落速率ω均是常數(shù)；5)α>ω。根據(jù)以上假設(shè)得到了如圖2所示的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)化模型以及式(7)。

(7)

式中：x為毛球的個(gè)數(shù)；W0為初始起毛纖維的質(zhì)量，這里認(rèn)為是潛在的毛球總個(gè)數(shù)；α為毛球形成速率，min-1；ω為毛球脫落速率，min-1。

圖2 簡(jiǎn)化的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型Fig.2 Simplified kinetic model

該模型只包含了3個(gè)參數(shù)α、ω、W0，這3個(gè)未知參數(shù)可從起毛起球曲線上直接計(jì)算得出，大大簡(jiǎn)化了模型計(jì)算的復(fù)雜性，并成為很多研究者解釋起毛起球現(xiàn)象的基本模型。Williams等[28]將該簡(jiǎn)化的動(dòng)力學(xué)模型應(yīng)用于羊毛針織物的起毛起球，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得α、ω、W0的值發(fā)現(xiàn)，起毛起球過(guò)程中起球毛羽量占整體纖維損失量的比例不到4%。毛球形成速率α是由纖維從紗線和織物中遷移出來(lái)的能力決定的，與纖維的摩擦系數(shù)、紗線捻度和織物覆蓋系數(shù)等性能指標(biāo)有關(guān)，毛球脫落速率ω與纖維的耐彎曲和耐疲勞性能有關(guān)。目前還沒(méi)有對(duì)這2個(gè)速率的大小進(jìn)行科學(xué)合理的解釋，而該模型假設(shè)α>ω，未考慮α<ω或α=ω的情況。在這種假設(shè)情況下毛球脫落速率比較小，因此，在2次實(shí)驗(yàn)測(cè)量計(jì)數(shù)的過(guò)程中毛球會(huì)被重復(fù)計(jì)數(shù)，從而導(dǎo)致獲得的W0相對(duì)較小。

國(guó)內(nèi)學(xué)者也對(duì)簡(jiǎn)化的動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了應(yīng)用研究。李茂松等[29]利用簡(jiǎn)化的動(dòng)力學(xué)模型對(duì)滌綸低彈織物起毛起球機(jī)制進(jìn)行研究，對(duì)織物進(jìn)行了起毛起球?qū)嶒?yàn)，獲得了滌綸低彈絲織物的起毛起球曲線、織物上的球粒數(shù)量與摩擦次數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系式。劉蕾等[30]利用簡(jiǎn)化的動(dòng)力學(xué)模型研究了干態(tài)下大豆蛋白纖維織物起毛起球的機(jī)制，從而驗(yàn)證了大豆蛋白纖維織物起毛起球性能較差的原因。王碧嶠等[31]采用簡(jiǎn)化的動(dòng)力學(xué)模型研究了牛奶蛋白纖維針織物的起毛起球機(jī)制，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了牛奶蛋白纖維織物在干態(tài)下起毛起球差的原因，以及獲得了改善起毛起球的方法[32]。

2.1.2 化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的擴(kuò)展模型

Cooke等[33]將動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行擴(kuò)展，得到了起毛起球的擴(kuò)展模型，該模型細(xì)化了起毛起球過(guò)程，包含17 個(gè)反應(yīng)系數(shù)和9個(gè)反應(yīng)物濃度，如圖3所示。毛羽包括不參與起球、參與起球、脫落的圈毛羽和端毛羽等多種類型，相當(dāng)復(fù)雜。故借助計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，模擬了單根纖維的抽拔、糾纏[23]以及纖維疲勞斷裂[34]等3個(gè)過(guò)程。結(jié)果與B&B模型[26]比較接近，但仍需進(jìn)一步研究。朱鵬等[35]利用動(dòng)力學(xué)擴(kuò)展模型研究了莫代爾針織物的起毛起球性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明莫代爾針織物的起毛起球遵循Cooke提出的起毛起球機(jī)制。

注：U為圈毛羽和端毛羽；V為不起球的毛羽；Zr為脫落的毛羽；L為不起球的圈毛羽；M為起球的圈毛羽；W為起球的毛羽；Zw為脫 落的毛羽；X為織物表面的毛球；Y為脫落的毛球。圖3 起毛起球的動(dòng)力學(xué)擴(kuò)展模型Fig.3 Extended model for pilling

2.1.3 化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的優(yōu)化模型

Geofrey等[36]在前人研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)考慮α<ω情況建立了化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的優(yōu)化模型。該模型假設(shè)α<ω，并選擇更細(xì)的羊毛纖維進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(織物起毛起球與纖維直徑有很大關(guān)系)，得到脫落毛球質(zhì)量計(jì)算公式為

(8)

通過(guò)測(cè)量單個(gè)毛球的平均質(zhì)量為0.26 mg、α=0.031 min-1、ω=0.070 min-1，得到的W0為615個(gè)毛球。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，起毛起球過(guò)程中毛球質(zhì)量隨著摩擦?xí)r間呈現(xiàn)先增大后減小的近似直線下降趨勢(shì)，且織物質(zhì)量損失量在逐漸增大，因此，織物的毛球形成速率小于脫落速率，驗(yàn)證了Conti簡(jiǎn)化動(dòng)力學(xué)模型的無(wú)效性。對(duì)比整個(gè)起毛起球過(guò)程，未起球毛羽量的減少主要發(fā)生在起毛起球過(guò)程的初始階段，摩擦25 min后這部分纖維的損失量比較??；而起球纖維損失量占整體纖維的損失量比較大，接近于75%，因此，優(yōu)化模型的起球纖維損失量比簡(jiǎn)化模型的起球纖維損失量大將近20倍，與實(shí)際情況比較相符。

2.2 基于機(jī)械動(dòng)力學(xué)的理論模型

Hearle等[37]指出織物起毛起球與纖維在集合體中的轉(zhuǎn)移有關(guān)，以往關(guān)于起毛起球的動(dòng)力學(xué)模型忽略了纖維的微機(jī)械和微動(dòng)態(tài)過(guò)程，因此，在前人研究的基礎(chǔ)上，建立了起毛起球的機(jī)械動(dòng)力學(xué)理論模型。模型假設(shè)：1)毛羽不再區(qū)分參與起球和不參與起球的毛羽，而是包括端毛羽和圈毛羽；2)毛羽只要生長(zhǎng)到一定長(zhǎng)度后就會(huì)糾纏成球，當(dāng)毛球脫落后在織物表面留下的端毛羽又成為新的毛羽，起毛起球順序如圖4所示。該模型基于分子擴(kuò)散原理[38]，將起毛起球的宏觀表現(xiàn)和微觀動(dòng)態(tài)變化結(jié)合起來(lái)，通過(guò)對(duì)單根纖維的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，分析纖維擴(kuò)散、抽拔[39]、糾纏、疲勞斷裂及毛球脫落等幾個(gè)過(guò)程的機(jī)械力學(xué)機(jī)制，可以用式(9)～(13)進(jìn)行表達(dá)。并利用計(jì)算機(jī)對(duì)該模型進(jìn)行了一維仿真[40]，但遺憾的是其未能提供足夠和完整的數(shù)據(jù)驗(yàn)證及檢驗(yàn)其理論的準(zhǔn)確性。

圖4 起毛起球的順序Fig.4 Pilling sequence as modeled

纖維的擴(kuò)散速率

(9)

毛羽的抽拔速率

(10)

毛羽的增長(zhǎng)速率

(11)

毛球的糾纏概率

(12)

毛球的增長(zhǎng)速率

(13)

式中：K1、K2、Kp為無(wú)量綱常數(shù)；Du為纖維的擴(kuò)散速率，m/s；R為纖維直徑，m；I為每秒向單位體積纖維轉(zhuǎn)移的能量，J/(m3·s)；P為織物內(nèi)部的壓力，N/m2；μ為纖維間的摩擦因數(shù)；Ddrag為毛羽的抽拔速率，m/s；Idrag為每秒向單位體積纖維輸入的抽拔能量，J/(m3·s)；Lfuzz為露在織物表面的毛羽長(zhǎng)度，m；Lres為殘留在織物內(nèi)部的纖維長(zhǎng)度，m；Udrag為抽拔的毛羽質(zhì)量，kg；M為纖維的線密度，kg/m；Pp為毛球的糾纏概率；Lc為纖維的臨界長(zhǎng)度，m；X為毛球的質(zhì)量，kg；∑NP為毛球總個(gè)數(shù)；Lp為纖維被抽拔出的長(zhǎng)度，m；td為毛球增長(zhǎng)的間歇時(shí)間，s。

該模型分析了織物起毛起球過(guò)程中纖維的微機(jī)械力學(xué)原理，從而發(fā)現(xiàn)起毛起球是一個(gè)由很多機(jī)制共同作用的復(fù)雜過(guò)程，起球主要由端毛羽和圈毛羽共同作用產(chǎn)生，且毛球的產(chǎn)生是一個(gè)間歇性的過(guò)程。并通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)再現(xiàn)起毛起球過(guò)程，改變模型中的參數(shù)如纖維的長(zhǎng)度和卷曲、纖維間的摩擦系數(shù)和糾纏速率等可以預(yù)測(cè)毛球的質(zhì)量以及他們對(duì)起毛起球性能的影響，從而有效指導(dǎo)實(shí)踐，改善起毛起球現(xiàn)象。該理論模型是目前比較符合織物真實(shí)起毛起球過(guò)程的模型，我國(guó)學(xué)者利用該模型進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)證研究。孔雪等[41]利用機(jī)械動(dòng)力學(xué)的理論模型研究了羊毛針織物的起毛起球行為特征[42]，所得的理論值與實(shí)測(cè)值之間誤差較小，驗(yàn)證了模型的有效性。

2.3 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的理論模型

織物起毛起球受到纖維、紗線[43]以及織物[44]等各種因素的影響，要研究每個(gè)因素對(duì)起毛起球具體的影響程度，仍具有挑戰(zhàn)性。計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展推動(dòng)了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)，在已有研究的基礎(chǔ)上，Beltran等[45]利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型研究17個(gè)因素對(duì)羊毛針織物起毛起球的影響，對(duì)影響因素進(jìn)行排名的結(jié)果表明，織物覆蓋系數(shù)影響最大，其次是短纖維含量、纖維拉伸強(qiáng)力、纖維直徑、纖維長(zhǎng)度、纖維卷曲率、紗線捻度。

國(guó)內(nèi)學(xué)者利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)起毛起球傾向的預(yù)測(cè)研究取得了一些成果。陳霞等[46]利用100個(gè)起球織物試樣進(jìn)行BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練和測(cè)試，達(dá)到了對(duì)織物起毛起球性能預(yù)測(cè)的良好效果。艾宏玲等[47]應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立紗線和織物結(jié)構(gòu)參數(shù)與起毛起球性能之間的關(guān)系，從而達(dá)到對(duì)精紡粗花呢起毛起球進(jìn)行等級(jí)評(píng)定以及預(yù)測(cè)的效果。鄧文等[48]選取織物起毛起球的特征參數(shù)進(jìn)行BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，并對(duì)實(shí)際起球織物樣本進(jìn)行測(cè)試，證明該方法能夠很好地預(yù)測(cè)織物起毛起球性能。

這種基于計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)方法的預(yù)測(cè)只能是起球表征的進(jìn)一步優(yōu)化，無(wú)法計(jì)算其本征參數(shù)和表征其本質(zhì)行為。

2.4 基于纖維形尺度的理論模型

纖維軟物質(zhì)是指兼具理想流體和固體特征的復(fù)雜纖維體，其結(jié)構(gòu)在受力中會(huì)明顯變化且構(gòu)成單元間為弱相互作用的物質(zhì)。纖維軟物質(zhì)最典型的特征是力作用下的結(jié)構(gòu)改變，纖維間摩擦等弱相互作用，以及納微尺度的固相與宏觀尺度的液相共存等。纖維軟物質(zhì)學(xué)科的形成主要源于紡織學(xué)科領(lǐng)域?qū)w維體本征屬性“形”的認(rèn)知，以及分形混沌理論、光子與聲子晶體理論上的突破與應(yīng)用，而“形”是指纖維的形態(tài)、尺度、表面和結(jié)構(gòu)。

萬(wàn)愛蘭等[49]在纖維軟物質(zhì)學(xué)科的基礎(chǔ)上，以研究纖維的形及其尺度[50]對(duì)織物起毛起球的影響為切入點(diǎn)，尋找織物起毛起球的機(jī)制[51]。通過(guò)對(duì)羊毛纖維的抽拔、糾纏和彎曲疲勞等[52]方面進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，羊毛纖維的卷曲是導(dǎo)致織物表面圈毛羽和端毛羽發(fā)生抽拔作用形成起毛的主機(jī)制，羊毛纖維的鱗片是導(dǎo)致織物毛羽發(fā)生糾纏成球的主機(jī)制，從而獲得了羊毛形特征對(duì)織物起毛起球現(xiàn)象的影響規(guī)律，并對(duì)羊毛纖維表面進(jìn)行物理和化學(xué)處理，改善羊毛針織物的起毛起球現(xiàn)象。

盡管基于纖維形尺度的抽拔疲勞理論模型能夠在一定程度上改善羊毛起毛起球現(xiàn)象，但是該理論模型并沒(méi)有量化揭示羊毛起毛起球的本質(zhì)規(guī)律，或?qū)ζ鹈鹎颥F(xiàn)象進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)研究，羊毛起毛起球的關(guān)鍵因素是羊毛的形及尺度、紡紗方式以及染色工藝等，但這些關(guān)鍵因素對(duì)織物起毛起球的共同作用程度并不是完全清楚，且采用的改善方法對(duì)羊毛針織物有一定的損傷，從而失去了羊毛針織物原有的風(fēng)格。

3 結(jié)語(yǔ)與展望

織物起毛起球過(guò)程的機(jī)制很復(fù)雜，現(xiàn)有的起毛起球機(jī)制理論模型都有各自的缺陷，以本文介紹的理論模型為例，化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型需要求證多個(gè)未知參數(shù)，且理論模型對(duì)不同纖維種類的織物不具有通用性；機(jī)械動(dòng)力學(xué)模型理論計(jì)算較為繁瑣；人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的計(jì)算精度較高，但需要大量的訓(xùn)練樣本來(lái)加強(qiáng)泛化能力，且無(wú)法表征起毛起球的本質(zhì)行為；纖維形尺度的抽拔疲勞模型僅對(duì)羊毛織物起毛起球機(jī)制進(jìn)行定性研究，未進(jìn)行量化研究，推廣受限。今后織物起毛起球的研究趨勢(shì)主要有以下幾個(gè)方面。

1)對(duì)現(xiàn)有的理論模型進(jìn)行改進(jìn)，在提高模型精度的同時(shí)，改進(jìn)求解模型中的未知參數(shù)。

2)嘗試應(yīng)用分形數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真、有限元等新技術(shù)從微觀角度研究單根纖維之間搭接并搓捻的條件，纖維磨斷和抽拔的情況，以及成球的最低條件，從而建立新型的起毛起球機(jī)制理論模型。

3)應(yīng)注重企業(yè)的實(shí)際需求，通過(guò)簡(jiǎn)化模型的復(fù)雜計(jì)算，提高模型的實(shí)際應(yīng)用能力，從而從根本上解決紡織領(lǐng)域起毛起球問(wèn)題。

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