纬编电热针织物设计和性能评价

为了探究金属长丝作为电加热元件在纬编电热针织物中的应用,通过赛络菲尔纺工艺开发了棉/铜镁合金和棉/不锈钢复合导电纱,并与碳纤维进行比较,采用罗纹空气层加衬纬组织制作了电加热元件并联的3种电热织物,并对导电纱和纬编织物电热性能进行实测及数据拟合。结果显示:复合导电纱达到导电纱A类产品要求;在12 V电压时,棉/铜镁合金导电纱表面温度最高可达40.9℃;金属复合导电纱电热织物升温和时间、电压有关,电热织物的表面平衡温度与输入功率呈线性关系,温度达45℃以上时,电热织物电阻变化率低于2%,热稳定性好;相同条件下,棉/铜镁合金织物升温速度最快,输入功率最大,在4 V电压下最高温度达49.8℃;采用赛络菲尔复合导电纱开发罗纹空气层加衬纬的纬编电加热织物具有一定的可行性。

针织柔性传感器研制现状与展望

针织柔性传感器因线圈结构而具有拉伸弹性良好、舒适贴身、质轻、可设计性强等优点,并极大地提升了穿着舒适性、拉伸性、耐洗性,但存在工作范围窄、灵敏度差以及具有一定滞后效应等问题。文章阐述针织柔性传感器的发展情况、分类、制备方法与性能评价,并从导电纱线与织物结构两个维度分析影响针织柔性传感器力学性能与电学性能的影响因素,为针织柔性传感器的优化设计与研制提供理论基础。

单面纬编织物变化孔隙率结构设计与透气导湿性能评价

为优化夏季用轻薄但效应单一的平针结构针织物的热湿调节功能,采用不同粗细的涤纶与氨纶搭配,通过原料细度、织物密度以及孔隙率调节,设计开发9种变化孔隙的单面纬编结构织物。研究原料、织物结构和孔隙对织物透气、吸湿等热湿舒适性能的影响。结果表明,孔隙特征与织物透气导湿性能呈现明显关联。织物体积质量在200~400 kg/m^(3)之间,体积质量越小,透气率越高。在机型原料相同的情况下,局部使用细纱会使织物表面孔隙占比上升,织物组织结构影响平均孔径,孔径最大可以达到105μm。在织物组织结构相同的情况下,织物平均孔径与单向水分传递指数和透湿率均呈现正相关;织物水分蒸发速率与织物体积质量和表面孔隙率也呈现正相关性。模糊综合评价的结果表明,对于单面添纱织物来说,添加氨纶虽然能增强单向导湿性能,但氨纶收缩织物孔隙,增加厚重,使透气效果降低,故在原料不含氨纶且织物表面孔隙率较高的情况下,织物的透气导湿性能最优。

羊毛/芳纶包芯纱针织物开发及其性能

针对芳纶织物舒适性差的问题,以芳纶单纱为芯层、羊毛纤维为外层,在经过改装的环锭细纱机上纺制羊毛/芳纶包芯纱,再在电脑横机上织制针织物,测试其各项性能,并与相同规格的纯芳纶包芯纱针织物进行比较。结果表明:与纯芳纶包芯纱针织物相比,羊毛/芳纶包芯纱针织物的透气性、透湿性、导湿性、保暖性及刚柔性均有所改善,但抗静电性有所下降,整体上该织物的舒适性优于纯芳纶包芯纱针织物;羊毛/芳纶包芯纱针织物的阻燃性有所下降,但仍符合我国阻燃防护产品的性能要求,属阻燃织物;羊毛/芳纶包芯纱针织物比纯芳纶包芯纱针织物具有更好的抗紫外老化性。

织物宽度及基底组织原料对导电针织物电阻的影响

为研究导电针织物电阻随试样宽度及不同基底组织原料的变化关系,本文以涤纶/石墨烯纤维长丝为导电纱线,采用涤纶DTY和FDY两种纤维长丝作为导电针织物的基底组织原料,在电脑横机上了编织了3种不同编织密度的1+1罗纹织物,用数字万用表测量试样不同宽度、不同基底组织原料下的织物电阻。结果表明:在本实验范围内,织物电阻随着试样宽度增大而增大;基底组织原料为DTY时测得的电阻更稳定;织物电阻随织物编织密度的增大而增大。

镀银锦纶导电针织物传感性能研究与应用

选用镀银锦纶纱线为导电针织物原料,以4股、5股、6股合股织造纬平针、1+1罗纹、2+2罗纹共9组织物,测试9组织物电学性能及传感性能(灵敏度、线性度、重复性),并分析组织结构和纱线合股根数对织物传感性能影响。结果表明,4股纬平针组织针织物在导电性能和传感性能上表现优异,同时其在人体肘关节的实际应用结果表明,该织物可作为柔性应变传感器对人体肘关节康复训练活动进行有效监测。

超高分子量聚乙烯/聚苯胺导电针织物的应变传感性能

为制备超高分子量聚乙烯/聚苯胺复合导电纱线,以超高分子量聚乙烯长丝纱为基材,对其采用常压等离子体预处理后,进行基于原位聚合的纱线连续导电处理。利用制得的复合导电纱线制备了圆筒状纬平针织物作为应变传感器,研究了传感织物的应变-电阻传感性能。结果表明:导电针织物表现出明显的应变-电阻传感性能,其电阻随应变的增大先增大,至一定值后随着应变的增大而减小;传感织物具有较高的敏感度,在应变小于20%时,其传感因子可达30以上;多次拉伸时,传感织物的传感重复性逐渐提高,拉伸3次以后,传感织物表现出良好的传感重复性。

接触电阻对导电纬平针织物柔性传感器的电-力学性能影响

采用Popper和Kawabata的针织物力学模型计算纬平针织物线圈中交叠纱线间的接触力,为了简化计算过程,采用两个弯曲的纱线相互钩套来模拟导电纬平针织物线圈中相互交叠的纱线,导电纱线间接触电阻和接触力的关系可用经验幂函数求得.由理论分析和试验研究可得:导电纬平针织物线圈中交叠纱线之间的接触电阻随接触力的增加呈幂函数减小;由接触电阻引起的电阻变化是影响导电纬平针织柔性传感器灵敏度的关键因素;导电纬平针织物电阻随应变的增加而线性减小.

组织结构和密度对导电针织物传感性能的影响

为提高导电针织物的传感性能,以涤纶/石墨烯导电复合纱线为导电材料,选择纬平针和1+1罗纹2种织物结构,分别采用3种密度,在电脑横机上编织了6种导电针织物。通过重复拉伸实验,测得织物的电阻—应变关系,分析了组织结构和密度对织物传感性能的影响。结果表明:纬平针织物的电阻随应变的增加先增大后减小,并在5%~25%的应变范围内近似呈线性关系;罗纹织物的电阻随应变先快速增大后趋于稳定,在3%~24%的应变范围内近似呈指数增长关系;罗纹织物的灵敏度、稳定性优于纬平针织物。导电针织物的灵敏度随着密度的增大而增大;但密度过大或过小会降低织物的稳定性;纬平针的重复性随着密度的减小而增大,罗纹的重复性随着密度的减小而减小。

导电针织面料在微小压力下的压阻性能研究

碳系导电复合材料涂覆到针织面料后形成的导电针织面料具有明显的压阻性能,可以用作柔性压力或应变传感器的灵敏元件,本文研究了该导电针织面料在受到较小压力时的压阻性能,并探讨了不同的结构和测试条件对其压阻性能的影响。结果表明：在0~3 kPa的压力范围内该导电针织面料的压力与电阻关系呈现非常好的线性关系,且在重复测试时具有良好的重复性;改变针织面料表面的涂层,压力测量能在更宽的范围内调整。该面料可以用于智能服装、柔性人台等的压力测量。

阻燃黏胶、聚乳酸混纺阻燃纱及面料性能研究

纺制纯阻燃黏胶纱和混纺比分别为8:2、7:3、6:4、5:5的阻燃黏胶和聚乳酸纤维混纺纱,并将各混纺比纱线合股后,在电脑横机上编织5种纬平针织物,探讨混纺纱及阻燃织物相关性能。结果表明,混纺纱断裂强度和伸长率都随聚乳酸纤维含量的增加而增加,而阻燃黏胶、聚乳酸纤维混纺针织物极限氧指数随阻燃黏胶含量的减少而降低。综合考虑纱线和织物性能,阻燃黏胶、聚乳酸纤维混纺比为6:4时针织物性能较优。

导电丝嵌织型织物防静电性能影响因素评述

研究导电丝嵌织型织物防静电性能的影响因素。分析了有机导电纤维种类、导电丝基材、导电纱的成纱结构、导电纱与织物的结合方式、织物组织结构、织物单位面积质量及厚度这几方面对织物防静电性能的影响。实践经验表明:有机导电纤维种类和导电丝基材对有机导电纤维导电性有显著影响;导电纱成纱结构和与织物的结合方式以及织物组织、单位面积质量和厚度都对织物防静电性具有较显著影响。认为在具体生产中必须综合考虑以上各因素,并结合防静电织物后道加工、使用及交货要求进行防静电织物的设计生产。

三维间隔纬编复合材料中连接纱的作用分析

为了探究三维间隔纬编织物中连接纱对其增强复合材料性能的影响,以玻璃纤维为原料,在自主开发的新型三维间隔纬编针织机上通过喂入与不喂入连接纱,制得有无连接纱的两种增强体,利用真空辅助转移模塑工艺VARTM(Vacuum Assistant Resin Transferring Molding)加工成复合材料.对这两种复合材料进行了三点弯曲和霍普金森(Hopkinson)压杆冲击测试.实验表明,连接纱明显地提高了复合材料的抗弯曲性能和抗冲击性能.

莫代尔针织运动服装面料的开发与研究

利用莫代尔纱与具有导热排汗功能性的合纤纱线进行交织,开发生产了四种导热排汗性能较好的针织运动服装面料,并进行了性能的测试和比较.

导电腈纶纱在防电磁波辐射织物开发中的应用研究

随着电子产品的日益普及,环境中电磁波辐射的强度增加,对人体健康产生一定的危害。开发防电磁波辐射织物备受人们的关注;开发具有防护功能的导电腈纶纱作为防电磁辐射织物具有一定效果,通过测试其各项性能,说明这种织物不仅舒适、柔软,而且能达到防护要求.

凉爽毛麻复合纱产品开发

本文介绍了优质苎麻纤维与羊毛复合成纱的加工技术,对比检测了毛纱、麻纱、毛麻复合纱的条干、毛羽及强伸性能;开发了毛麻复合纱针织物,并测试了织物的导热性能。实验结果表明毛麻复合纱针织物导热性优于纯毛织物,由其所制成的衣服凉爽性更好。

经编导电针织物的应变-电阻传感性能

为探讨经编导电织物的应变-电阻传感性能,将镀银锦纶与氨纶或涤纶在特里科经编机上采用两梳交织,制备了具有不同组织结构的4种经编导电织物,测试了4种织物在拉伸条件下的电阻变化,得到经编导电织物的电阻随应变的变化规律,分析了组织结构以及氨纶弹性对经编针织柔性导电织物的应变-电阻传感性能的影响。结果表明:所选镀银锦纶导电纤维具有良好的可编织性;非弹性经编导电织物的电阻随应变的增加呈现先减小,再趋于平稳,最后略有上升的趋势;非弹性经编导电织物随着镀银纱线延展线长度的增加,造成小应变下的灵敏度增加;弹性经编导电织物呈现出电阻随应变的增加先增加再减少最终趋于平稳的趋势。

纬编提花导电针织物的电热性能

基于纬编针织物线圈的几何形态,构建一种提花导电针织物的电阻模型,并推导织物面电阻的理论计算式,同时开发不同导电纱成圈数占比的纬编提花导电针织物,通过试验对所建立电阻模型进行验证。结果表明,建立的电阻模型的电阻值与试验电阻值的最大绝对误差为0.104Ω,最大相对误差为6.42%,两者吻合程度较高,可以用该电阻模型预测纬编提花结构设计对导电针织物电学性能的影响。对纬编提花导电针织物进行热性能测试,织物平衡温度可达48.8~62.9℃,且热稳定性好,满足电加热服电热元件的要求。

莱赛尔金属复合织物的制备及其电性质

研究莱赛尔金属复合织物的屏蔽效果。将莱赛尔粗纱在细纱工序中与金属丝复合纺出莱赛尔金属复合纱,并织造加工成平面电磁波屏蔽织物,测试了电磁波屏蔽织物的拉伸强力、表面电阻率、电磁波屏蔽效能。研究发现:捻度80捻/10 cm的S捻莱赛尔金属复合纱拉伸断裂强度较高;不锈钢丝与铜丝的添加有效降低了织物的表面电阻率,同时加入不锈钢丝与铜丝的导电织物有最低的表面电阻率;莱赛尔金属复合织物在层数、叠合角度、金属组成的匹配下,对特定波频的电磁波屏蔽率可达到99.99%以上。

柔性纺织电阻传感器的研究进展

纺织电阻传感器具有质量轻、柔性好和可拉伸等优良特性,在可穿戴电子产品领域具有很大的应用价值。文中根据近年来不同纺织材料基电阻传感器的研究进展,介绍了无捻纤维(束)基电阻传感器、纱线(长丝纱、短纤维纱、复合纱)基电阻传感器和织物(针织物、机织物、非织造织物)基电阻传感器的制备、性能及应用研究。在纱线基电阻传感器中,主要基于导电涂覆纱线受力过程中纤维的内在弹性或长丝之间接触程度的变化所引起电阻改变的原理,制备电阻传感器;对于织物电阻传感器,主要利用织物结构体的变形特征并结合对织物进行导电涂覆或碳化等方法,制备电阻传感器。