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静电纺纳米纤维非织造布的热湿传递性质

辛东坡  
【摘要】: 静电纺作为一种新兴的技术来连续生产纳米纤维,在近几年越来越受到人们的重视。利用其生产的纳米纤维被应用到生物用器官组织、工业用过滤布,医用等领域,但是对于纳米纤维非织造布在热湿传递性质方面的研究很少,因而也限制了它在服装上的应用。 本文首次从静电纺纳米纤维非织造布的含气率(织物中空气的体积占织物总体积的百分比)出发,发现纳米纤维非织造布有较高的含气率。进而分析了影响含气率的因素,通过模型的建立和推导,得到了纤维直径是影响纳米纤维非织造布含气率的最主要因素。通过优化设计实验,发现影响直径的工艺参数(电压、浓度和距离)对于含气率也有较大的影响。然后通过控制影响直径的各项工艺参数来生产具有不同含气率的静电纺纳米纤维非织造布,应用到生活和生产中的不同领域,并通过优化工艺参数得到较高含气率的纳米纤维非织造布。 本文首次研究纳米纤维非织造布的热传递性质。通过将纳米纤维非织造布按照厚度相近分组,模拟服装,逐层叠加,得到纳米纤维非织造布的热阻随厚度的分布,进而推导出纳米纤维非织造布的导热系数,定量表征纳米纤维非织造布的导热性能。为了研究纳米纤维的热传递性质优越性,在同样条件下将纳米纤维非织造布与其他非织造材料进行热性能对比,发现静电纺纳米纤维非织造布有良好的保暖性。为其在服装上的应用奠定了基础。 本文首次研究纳米纤维非织造布的透湿性能。主要研究了静电纺纳米纤维非织造布的湿传递性质,通过吸湿机理的研究,分析影响纳米纤维非织造布透湿性的两个关键因素:纳米纤维非织造布的材料和纤维体积含量(含气率),通过费克定律,推导出湿阻与透湿量的关系式,并通过实验验证,描述了纤维体积含量与湿阻的函数关系。文章进一步将纳米纤维非织造布与其它非织造布的透湿性能进行比较,发现纳米纤维非织造布优良的湿传递性质,展望它在防护性服装上的应用。


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