復(fù)合結(jié)構(gòu)電磁屏蔽織物的設(shè)計及其性能研究.pdf

1、科技的進步使得電子產(chǎn)品應(yīng)用更加廣泛，但其產(chǎn)生的電磁輻射也越來越嚴(yán)重，電磁輻射會對人體健康產(chǎn)生一定的危害。為了減少電磁輻射對人體的傷害，開發(fā)性能更優(yōu)異的電磁屏蔽織物，本文通過對電磁屏蔽織物的發(fā)展現(xiàn)狀及研究中存在的不足進行總結(jié)和分析，從電磁屏蔽基本原理出發(fā)設(shè)計了一種采用新型緊密紡紗工藝，并且以不銹鋼金屬/棉短纖維混紡復(fù)合紗線以及滌綸長絲/棉復(fù)合結(jié)構(gòu)紗線為原料設(shè)計具有電磁防護功能的復(fù)合結(jié)構(gòu)織物。該種織物可用于日常生活以及特殊工作環(huán)境的電磁防護

2、。
　　本文利用一種新型的長絲/短纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)紗線方法，利用滌綸長絲，棉以及不銹鋼長絲為原材料，開發(fā)設(shè)計出滌綸長絲/棉復(fù)合結(jié)構(gòu)紗線和不銹鋼/棉復(fù)合結(jié)構(gòu)紗線。對不銹鋼/棉的復(fù)合結(jié)構(gòu)紗線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，不銹鋼短纖維含量對紗線毛羽性能、拉伸性能、以及導(dǎo)電性能的影響等進行分析和研究和分析。并且利用這兩種復(fù)合結(jié)構(gòu)紗線開發(fā)設(shè)計出34種不同結(jié)構(gòu)的復(fù)合結(jié)構(gòu)電磁屏蔽織物。通過對織物屏蔽性能和服用性能的測試，分析不銹鋼金屬含量、金屬網(wǎng)格大小，織物經(jīng)緯密度

3、等方面對其性能的影響。并利用單因素方差分析對織物的屏蔽性能進行理論建模，根據(jù)數(shù)學(xué)模型對織物的屏蔽性能進行預(yù)測。為了更好的選擇具有較好電磁屏蔽效果和最優(yōu)的服用性能的織物設(shè)計方案，利用灰色聚類分析評價體系，分別對不同參數(shù)下織物的電磁屏蔽性能和服用性能進行了綜合評價和分析，選取織物屏蔽性能和服用性能最優(yōu)異的復(fù)合結(jié)構(gòu)電磁屏蔽織物的設(shè)計方案。研究結(jié)果表明:
　　(1)利用長絲/短纖維新型復(fù)合紡紗技術(shù)所開發(fā)出的不銹鋼纖維/棉復(fù)合結(jié)構(gòu)紗線與傳統(tǒng)

4、的包纏紗和包芯紗相比較，具有較為特殊的立體空間結(jié)構(gòu)，不銹鋼金屬長絲在復(fù)合紗線的內(nèi)部形成均勻的螺旋結(jié)構(gòu)，并且不銹鋼短纖維與不銹鋼金屬長絲在一定程度上相互連接。這一特殊的結(jié)構(gòu)使得其織造的織物屏蔽范圍更加廣泛。隨著不銹鋼含量的增加，不銹鋼纖維/棉復(fù)合結(jié)構(gòu)紗線的毛羽值由4.22下降到2.84;斷裂強度和斷裂伸長率均隨著不銹鋼短纖維的加入有所提高，但短纖維含量越高其力學(xué)性能卻逐漸降低;在一定范圍內(nèi)，導(dǎo)電性能和電磁屏蔽性能隨著不銹鋼纖維含量的增加而

5、變好，但是當(dāng)不銹鋼短纖維含量超過一定量后，紗線的導(dǎo)電性能和電磁屏蔽性能的提高并不明顯。
　　(2)在15-3000MHz的頻段范圍內(nèi)，該種復(fù)合結(jié)構(gòu)織物的電磁屏蔽效能值為20.76-49.02 dB，屏蔽率達(dá)到90.84-99.65％，織物的屏蔽性能達(dá)到日常防護4-5級，特殊場合防護3-4級。不銹鋼金屬纖維含量、金屬網(wǎng)格大小和形式、織物經(jīng)緯密度以及織物組織結(jié)構(gòu)對其屏蔽性能有不同程度的影響，其中不銹鋼金屬纖維含量和金屬網(wǎng)格大小影響較大

6、。利用多元線性回歸建立屏蔽性能的預(yù)測理論模型，并且織物屏蔽性能預(yù)測值與實驗值基本吻合，數(shù)學(xué)模型具有一定的可靠性。
　　(3)不銹鋼金屬纖維含量，金屬網(wǎng)格大小，金屬網(wǎng)格形式以及織物經(jīng)緯密度對織物的服用性能均具有不同程度的影響，金屬纖維含量越高，金屬網(wǎng)格越小，經(jīng)緯密度越小織物的服用性能越差，但是金屬網(wǎng)格形式對織物的服用性能基本沒有影響。
　　(4)對34種織物的屏蔽性能和服用性能指標(biāo)進行灰聚類分析，根據(jù)測試結(jié)果得出，此種不銹鋼纖