多功能电磁屏蔽防护面料之制备技术与性能评估

来源 :天津工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:AliceXQ
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当今社会科技飞速发展,越来越多的电子产品出现在人们的工作和生活中,因此也造成各式各样的电磁波无时无刻不在污染着人类的生存空间。长期处在电磁环境中,会使人体健康受到严重威胁,从而诱发各种疾病,因此电磁屏蔽产品的研究开发极为必要。电磁屏蔽织物与其它电磁屏蔽材料相比更贴近人们的生活,既能满足人们日常生活的需要,又能起到防护作用。电磁屏蔽织物除可用于个人防护服装外,还可用作精密电子仪器屏蔽罩、包装袋、保密室墙布、室内装饰材料等。目前,电磁屏蔽防护服装面料主要是通过在织物表面进行金属涂层或者在纤维表面镀金属的方式获得,因此具有不耐磨、不耐洗涤、功能较单一等缺点,难以满足在特殊环境下的需求。本文基于不锈钢长丝对于电磁波的反射特性,利用空心锭纺纱技术设计制造具有电磁防护特性的吸湿排汗/抗菌/不锈钢与远红外/抗菌/不锈钢“X”双向多功能金属复合包缠纱,并用上述两类纱线分别织造成相应的一系列织物,并对每种“X”双向多功能金属复合包缠纱力学性能以及相应电磁屏蔽织物电磁屏蔽、吸湿排汗、抗菌、保暖、防水透湿等性能进行评估,从而为未来多功能电磁屏蔽织物的开发以及应用提供一定的理论依据。  本论文的主要研究内容见下:  首先,利用DH CR-20包覆丝机纺制了包缠捻度在800-1550捻·m-1范围内的一系列吸湿排汗/抗菌/不锈钢与远红外/抗菌/不锈钢“X”双向金属复合包缠纱。通过改变包缠捻度以及内外层包缠纱,探讨了纺纱工艺参数对包缠纱力学性能的影响规律,推导出了包缠捻度与力学性能间的关系函数,得出在此包缠捻度范围内,金属复合包缠纱的断裂强力随着包缠捻度的增加而降低,且外层包缠纱的力学性对于整个金属复合包缠纱的力学性能起到决定性的作用。  其次,在纺制的吸湿排汗/抗菌/不锈钢金属复合包缠纱的基础上,基于不锈钢金属长丝对电磁波的反射特性及“十”字沟槽异形截面聚酯纱优异的芯吸能力设计开发了一类适用于夏天高温环境条件下穿着,且具有吸湿排汗功能的电磁屏蔽服用面料,解决了目前电磁屏蔽服装普遍存在的吸湿排汗能力较差的难题;并在此基础上研究了金属复合包缠纱的包缠捻度对于织造的电磁屏蔽织物电磁屏蔽、吸湿排汗等性能的影响,得出当包缠捻度为1100捻·m-1时获得最佳的干燥速率且包缠捻度对于织物的电磁防护效果无任何影响。  再次,在纺制的远红外/抗菌/不锈钢金属复合包缠纱的基础上,利用远红外涤纶长丝的保健与保暖特性,设计开发了一种具有保健、保暖功能的高强力多功能电磁屏蔽梭织物,系统地讨论了金属复合包缠纱的包缠捻度对于电磁屏蔽织物的保暖特性、负离子释放量的影响规律,并深入分析了电磁屏蔽织物的叠层数量与叠层角度对于电磁屏蔽的影响机制,指出了多层电磁屏蔽织物中单位面积金属含量以及织物空隙的大小、形状对于电磁屏蔽的影响机理。研究发现,叠层角度为0°时,织物的叠层数量对于电磁波的屏蔽几乎无任何影响,而当叠层角度为90°时,叠层织物的电磁屏蔽性能最佳。  第四,针对目前电磁屏蔽织物存在弹性差、不具备防水透湿功能的缺陷,进一步设计开发了一种不但具有弹性而且还具备防水透湿性的多功能电磁屏蔽织物,以改善面料穿着舒适性,提高穿戴者的工作表现。设计的此类织物作为电磁防护服用面料,可满足在寒冷、雨雪、大风等恶劣天气条件下的穿着或使用的需求。  第五,总结了关于多功能电磁屏蔽织物电磁防护面料的研究成果,针对目前研究存在的不足,对未来有待进一步研究的问题进行了展望。
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