熱濕氣候個體防護服裝面料性能表征與評價.pdf

1、本課題旨在開發(fā)一種適合熱區(qū)環(huán)境使用的具有抗紫外線、抗菌、吸汗快干功能的織物。為獲得多種功能兼具的織物及其制備方法,通過對各功能纖維在紗線中所占比例及各功能纖維所具有功能的互容或互斥作用對紗線及織物功能的影響的分析,提出實用、高效的多功能并存的織物及其功能可靠性的表征。為此展開的研究工作包括以下四方面內容。(1)在對國內外抗紫外線、抗菌和吸汗快干纖維的篩選、分析、測試和評價的基礎上,選擇了納米Ti02抗紫外線纖維、AmicorTMPlus

2、抗菌纖維和Coolplus(?)吸汗快干功能纖維作為織物實現多重功能的基材。(2)設計多元功能紗線。調整抗紫外線纖維、Coolplus(?)、AmicorTM及粘膠纖維在紗線中比例含量,設計了10種混比的32支紗線,并進行了紗線基本性能(斷裂強度、毛羽、捻系數、細度不勻CV)和紗線抗菌性能的測試。通過對紗線基本性能的聚類分析、混紡比與紗線基本性能的相關性分析、紗線基本性能優(yōu)劣的綜合評價以及混紡比對抗菌性能影響程度分析得知,各種功能纖維所

3、占比例與紗線的基本性能均沒有顯著的線性相關性。確定適合成紗的四種紗線分別是H10、H4、H2和H3。其混紡比(抗紫外線纖維/Coolplus(?)/AmicorTM/粘膠纖維)分別為:35/45/15/5,25/45/20/10,25/35/25/15,25/45/15/15。(3)設計多元功能機織物。采用10種多元功能紗線分別織造了平紋機織物(凡立丁結構)和斜紋機織物(嗶嘰結構,2上2下/)結構各10種。分別對2種機織物的基本結構參數

4、及功能指標進行了測試,進行了織物結構參數及功能指標的聚類分析、紗線性能與織物功能的相關性分析、織物結構參數與織物功能的相關性分析,并對2種織物的基本結構參數、抗紫外線功能、吸汗速干功能進行了對比分析,最后對這2種結構的20種織物進行了秩和綜合評價排序。得出結論是:①平紋織物和斜紋織物中,各纖維在織物中含量與織物功能均沒有顯著的線性相關關系。說明本課題設計的各種纖維的混入比重都能使織物獲得良好的抗紫外線、吸汗速干性能。只要抗紫外線纖維、C

5、oolplus(?)、AmicorTM和粘膠纖維在平紋織物中比例介于4.3％~11.7%、7.3%~14.7%、5.0%~16.2%、1.4%~5.0%之間,在斜紋織物中比例介于4.6%~11.7%、7.7%~15.1%、4.5%~7.7%、1.7%~5.0%之間,就能實現目標功能。②平紋織物的厚度與水分擴散面積指數顯著呈正線性相關,面密度、密度與抗紫外線性能呈顯著正線性相關。斜紋織物的厚度、面密度、密度與織物的功能均無顯著的線性相關性

6、。③斜紋織物與平紋織物厚度及面密度有顯著差異,斜紋織物抗紫外線性、吸水速度優(yōu)于平紋織物,但水分擴散面積指數劣于平紋織物。④斜紋織物的整體綜合性能優(yōu)于平紋織物。最優(yōu)織物分別為X6、F1、F6、X9、X3和X1。根據試紡紗線及織物測試的數據,當斜紋織物的經緯密度之比在1-1.1之間,密度在0.29-0.292g/cm2之間時,斜紋織物的綜合性能最優(yōu)。而平紋織物的經緯密度之比在1.2-1.3之間,密度在0.3-0.31g/cm2之間時,平紋織

7、物的綜合性能最優(yōu)。(4)設計多元功能針織物。根據機織物的性能分析數據,結合紗線基本性能數據,確定紗線H6和H3紗線作為進一步加工針織物用紗,并以一種竹炭微孔紗(抗紫外線纖維30%/竹炭微孔纖維40%/AmicorTM30%)作為參考對比紗分別進行緯平針織物(汗布)和珠地網眼針織物的設計,得到共計6種針織物。測試所有針織物的基本結構參數、性能指標、抗紫外線、吸汗速干功能指標,并進行了針織物結構參數與性能、針織物功能指標與針織物結構參數、針

8、織物相對功能指標與針織物結構參數的相關性及兩種針織物結構參數與基本性能的對比、抗紫外線功能、吸汗速干功能的對比分析得出結論是,①緯平針織物和珠地網眼針織物的頂破強度、抗起球性、耐磨性與厚度、面密度和密度均沒有顯著的線性相關性。②緯平針織物的抗紫外線性能及隔濕率與厚度、面密度和密度沒有顯著的線性相關性;干燥速率與厚度顯著正相關,與面密度顯著負相關;吸水高度與厚度完全負相關,與面密度及密度顯著正相關;吸水速度與厚度顯著負相關,與面密度顯著正

9、相關。珠地網眼織物的抗紫外線性能、隔濕率、吸水速度和吸水高度與厚度、面密度和密度沒有顯著的線性相關性;干燥速率與厚度完全負相關。③兩種針織物在密度、頂破強度和耐磨性指標上無顯著差異。(5)設計雙面功能織物。根據拒水排汗結構模型設計了雙面整理工藝并進行了優(yōu)化。通過對棉織物進行雙面整理工藝的正交設計探索,確定對于棉織物而言一種涂層整理工藝。單側進行拒水整理時采用拒水劑濃度40g/L,熱壓溫度180℃,熱壓時間60s,用量比1.2;單側進行親

10、水整理時采用親水劑濃度70g/L,熱壓溫度195℃,熱壓時間90s,用量比1.2。數據分析表明,此種工藝能夠使織物一面具有拒水性的同時另一面具有吸水性。并且就吸水性而言,此種工藝對滌棉織物的整理效果優(yōu)于對于棉織物的整理效果。通過以上五個方面的研究工作,成功研制了多元功能織物,由此研究所產生的理論、方法和數據,可用于所研發(fā)織物的產業(yè)化生產和對相近、相似功能織物生產的借鑒。由此研究所得的表征方法和特征參數與數據,可成為制定國標、軍標的基礎理