復合結構電磁屏蔽織物的設計及其性能研究.pdf

1、科技的進步使得電子產品應用更加廣泛，但其產生的電磁輻射也越來越嚴重，電磁輻射會對人體健康產生一定的危害。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和分析，從電磁屏蔽基本原理出發(fā)設計了一種采用新型緊密紡紗工藝，并且以不銹鋼金屬/棉短纖維混紡復合紗線以及滌綸長絲/棉復合結構紗線為原料設計具有電磁防護功能的復合結構織物。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/短纖維復合結構紗線方法，利用滌綸長絲，棉以及不銹鋼長絲為原材料，開發(fā)設計出滌綸長絲/棉復合結構紗線和不銹鋼/棉復合結構紗線。對不銹鋼/棉的復合結構紗線的內部結構，不銹鋼短纖維含量對紗線毛羽性能、拉伸性能、以及導電性能的影響等進行分析和研究和分析。并且利用這兩種復合結構紗線開發(fā)設計出34種不同結構的復合結構電磁屏蔽織物。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、金屬網格大小，織物經緯密度

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，根據數(shù)學模型對織物的屏蔽性能進行預測。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)異的復合結構電磁屏蔽織物的設計方案。研究結果表明:
　　(1)利用長絲/短纖維新型復合紡紗技術所開發(fā)出的不銹鋼纖維/棉復合結構紗線與傳統(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構，不銹鋼金屬長絲在復合紗線的內部形成均勻的螺旋結構，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。這一特殊的結構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/棉復合結構紗線的毛羽值由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性能卻逐漸降低;在一定范圍內，導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，但是當不銹鋼短纖維含量超過一定量后，紗線的導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，該種復合結構織物的電磁屏蔽效能值為20.76-49.02 dB，屏蔽率達到90.84-99.65％，織物的屏蔽性能達到日常防護4-5級，特殊場合防護3-4級。不銹鋼金屬纖維含量、金屬網格大小和形式、織物經緯密度以及織物組織結構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格大小影響較大

6、。利用多元線性回歸建立屏蔽性能的預測理論模型，并且織物屏蔽性能預測值與實驗值基本吻合，數(shù)學模型具有一定的可靠性。
　　(3)不銹鋼金屬纖維含量，金屬網格大小，金屬網格形式以及織物經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，金屬網格越小，經緯密度越小織物的服用性能越差，但是金屬網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進行灰聚類分析，根據測試結果得出，此種不銹鋼纖