纺织品抗静电、防电磁辐射机理及评价方法的研究

论文题目: 纺织品抗静电、防电磁辐射机理及评价方法的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 纺织材料与纺织品设计

作者: 孙润军

导师: 姚穆,张建春

关键词: 有机导电纤维,有机导电长丝,抗静电,峰值电压,半衰期,临界阈值,电磁辐射,屏蔽效率,法向入射,倾角入射非法向入射

文献来源: 东华大学

发表年度: 2005

论文摘要: 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

论文目录:

纺织品抗静电与防电磁辐射机理及评价方法的研究

摘要

Abstract

符号总表

目录

第1章 绪论

1.1 静电及静电学的发展

1.2.静电危害的分类

1.3 静电产生的机理

1.3.1 静电产生的描述

1.3.2 静电的散佚过程

1.4 织物抗静电的原理及方法

1.4.1 织物抗静电的基本原理

1.4.2 影响织物抗静电效果的主要因素

1.4.3 织物抗静电的基本方法

1.5 织物抗静电性能的评价方法

1.5.1 织物抗静电性能的基本指标

1.5.2 关于织物抗静电性能的测试标方法及标准

1.5.3 目前方法存在的问题

1.6.电磁波的基本理论及电磁波的防护及评价

1.6.1 电磁波的分类

1.6.2 电磁波的基本理论和特性

1.6.3 电磁辐射的作用机理及危害

1.6.4 电磁辐射污染防护的原理与技术

1.6.5 电磁辐射有关标准

1.6.6 存在问题

1.7 本课题的主要研究工作

1.7.1 必要性及意义

1.7.2 主要研究内容

参考文献

第2章 有机导电纤维结构与性能研究

2.1 导电纤维的研究发展历史

2.2 导电组分中导电成分含量对导电性能影响规律的研究

2.2.1 传统渗流阈值理论模型

2.2.2 导电粒子添加量对导电性能的影响规律

2.3 导电纤维形态结构与导电性能的研究

2.3.1 截面形态结构研究

2.3.2 有机导电纤维导电性能研究

2.4 复合导电纤维的导电理论模型的研究

2.4.1 物理模型的建立

2.4.2 基体材料不变，高导电组分作为芯层时，高导电组分含量与总电阻的关系

2.4.3 高导电组分中颗粒导电材料含量对体积电阻的影响

2.5 小结

参考文献

第3章 有机导电长丝嵌织型织物摩擦起电分布模型

3.1 前言

3.2 静电理论基础

3.3 有机导电长丝嵌织型织物的结构形态

3.4 有机导电长丝织物嵌织型织物的摩擦起电及电荷迁移的模型

3.4.1 摩擦分离瞬时的电荷

3.4.2 分离后织物表面电荷迁移规律

3.5 摩擦起电后电荷迁移同时的静电感应

3.6 摩擦起电电荷流动开始后，试样面上的总电量

3.7 有机导电长丝嵌织织物上的电势

3.8 模型的实验验证

3.8.1 有机导电纤维不同嵌织距离对抗静电效果的影响规律

3.8.2 采用小测试面积织物样品上的极性分布情况

3.9 小结

参考文献

第4章 织物抗静电性能测试方法比较研究

4.1 织物抗静电测试方法

4.2 抗静电测试方法的比较

4.3 试验

4.3.1 试验材料

4.3.2 试验方法及测试条件

4.3.3 测试结果与分析

4.4 测试方法指标之间相互关系的分析和探讨

4.4.1 导电纤维与涤纶复合不同嵌织距离对测试结果的相关分析

4.4.2 导电纤维与锦纶复合不同嵌织距离对测试结果的相关分析

4.4.3 各指标间的相关分析

4.5 结论

参考文献

第5章 抗静电织物设计与实践

5.1 有机导电纤维的选用原则

5.2 有机导电纤维与普通纤维的复合方式

5.3 抗静电织物组织设计

5.4 抗静电织物在织造和染整加工中应重点注意的几个问题

5.5 导电纤维嵌织间距对织物抗静电性能的影响规律的研究

5.5.1 样品制作

5.5.2 测试结果及分析

5.6 小结

参考文献

第6章 防电磁辐射测试方法及仪器的研究

6.1 电磁波的基本特性

6.1.1 理想介质中的均匀平面波的特性

6.1.2 平面波的极化

6.1.3 均匀平面波垂直入射时的基本规律

6.1.4 电磁波在波导管中的传播特点

6.2 防电磁辐射屏蔽效果检测方法的研究

6.2.1 防电磁辐射的检测指标

6.2.2 防电磁辐射检测方法

6.2.3 防电磁辐射方法的性能比较

6.3 防电磁辐射测试仪器的设计与研制

6.3.1 仪器设计的基本原则

6.3.2 仪器的主要构成及各主要部分的功能

6.4 防电磁辐射测试仪的测试实例

6.4.1 常规测试结果：

6.4.2 同一样品在不同位置上的测试结果

6.4.3 试样在X-Y平面上的旋转测试结果

6.4.4 试样在Y-Z平面上的倾斜结果及分析

6.5 小结

参考文献

第7章 防电磁辐射产品的开发

7.1 电磁辐射屏蔽的基本原理

7.2 电磁辐射防护用品开发

7.3 金属铜丝嵌织距离对防电磁辐射效果的影响

7.3.1 试样制作：

7.3.2 测试结果及分析

7.4 不同处理方法对防电磁辐射效果的影响

7.4.1 实验材料

7.4.2 测试结果及分析

7.5 碳纳米粉不同含量对防电磁辐射效果的影响

7.5.1 样品制作

7.5.2 测试结果及分析

7.6 碳纳米管不同含量对防电磁辐射效果的影响

7.6.1 样品制作：

7.6.2 测试结果及分析

7.7 小结

参考文献

第8章 结论

8.1 主要结论

8.2 不足与展望

致谢

发布时间: 2005-07-08

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