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纺织品抗静电、防电磁辐射机理及评价方法的研究

孙润军  
【摘要】:随着人们生活水平的提高和生活环境的改善,功能性纺织品的开发和研究一直倍受关注。静电的研究,具有悠久的研究历史。采用有机导电纤维嵌织或混纺的方法作为解决纺织品抗静电问题的有效方法,越来越受到人们的青睐。电磁辐射,作为新的污染源,引起人们的关注,电磁辐射所引起的危害,已经逐渐被人们关心和重视,纺织品电磁辐射的测试与评价方法,已经引起国家相关部门的重视。 本文在对国内外导电纤维性能和结构研究的基础上,对导电纤维导电组份的性能设计、导电纤维的截面形态、导电纤维的导电物理模型、导电纤维的性能评价方法进行了研究,对导电纤维的工业化生产具有指导作用。 以碳纳米管、碳纳米粉复合材料为研究对象,测试结果表明,导电组份中导电性能与导电物质的加入量密切相关,存在渗流相变阈值,碳纳米管明显低于碳纳米粉,(碳粉临界点13.88%,导通点35.1%;碳纳米管3.98%,导通点18.7%),根据试验结果,推导出导电性能与导电组份含量的预测方程。 以嵌织(单向)有机导电纤维织物为研究对象,提出了嵌织有机导电纤维织物在经过摩擦起电后,织物表面上电荷佚散应包括电晕放电、感应中和、泄漏的抗静电机理,并进行了理论推导,建立织物表面上的电位变化规律模型。通过测试,对模型进行了初步的验证。 利用9种导电纤维、不同的复合方式、对不同基体材料、在不同的嵌织规律条件下的抗静电性能进行了详细测试分,结果表明,采用传统的抗静电测试方法对于嵌织有机导电纤维类型的抗静电性能评价并不是十分有效。采用日本钟纺公司的大面积(直径80mm)的摩擦静电测试仪,可以有效解决这一矛盾。表达指标建议采用摩擦峰值电压并结合半衰期来评价样品的抗静电性能。 抗静电性能设计是一个系统工程,从有机导电纤维的选用、有机导电纤维的复合方式的选择、织物组织结构的设计、织造、染色及后整理,需要统筹考虑。嵌织有机导电纤维类型织物的抗静电性能与导电纤维的嵌织距离、导电纤维的导电性能有着密切的关系,在大量试验结果分析的基础之上,建立了摩擦峰值电压与导电纤维嵌织距离及导电纤维导电性能预测模型,利用模型,可以进行有效的性能预测和设计。预测结果和实际情况比较一致。对抗静电产品的设计与开发有重要参考价值。 防电磁辐射的测试与评价,长期以来,形成了一系列的测试方法,如标量法波导管、矢量法波导管、微波暗箱法、微波暗室法、反射板衰减测试法、旷野法等。每种方法各有优缺点。针对纺织品,标量法波导管更简便实用,数据直观,价格低廉。 针对纺织品防电磁辐射功能检测的需要,研制了纺织品防电磁辐射测试仪器,该仪器可以检测平面线性偏振电磁波在纺织品上的反射率、透过率,计算出吸收率。并设计制造了专用的纺织品试样夹具,可以进行纺织品试样不同位置前后调节(寻找驻波点


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