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产业用针织结构纺织品应用(3): 经编间隔结构的新型减震绝缘材料

已有 1940 次阅读 2016-10-23 18:58 |系统分类:科研笔记

产业用针织结构纺织品应用(3)

——三维经编间隔结构的新型减震绝缘材料

 

智能材料的使用需要各学科间的相互融合以及勇于创新,只有这样才能使得材料的特殊性能得以充分的开发。在这种情况下,成功的原则在于将材料结合以发挥最大潜能,卡尔迈耶纺织机器制造有限公司的开发者遵循这一原则,通过把发泡聚苯乙烯用到经编间隔织物中,从而将这两种具有特殊性能的材料结合到一起。

EPS

含有发泡剂的聚苯乙烯泡沫,其商品名为Styropor,是单苯乙烯和戊烷的产物,这种轻质的中空材料具有很好的绝缘、抗压和减震性能。它的质量很轻,不易受潮,也可以用阻燃剂进行处理。拥有这些特性的Styropor是用于绝缘和包装的理想材料,在卡尔迈耶的研究室已经开始着手对它进行研究。

通明热塑材料的膨胀特性非常值得研究。例如,正常情况下,Styropor是直径在0.9-1.3mm的原型颗粒,但是在蒸汽的影响下,它的体积可以增大许多倍,也就是说,它可以加工成泡沫材料。这就使得Styropor能够放入间隔织物的间隔层。

合成物的生产

为了生产带有膨胀芯层的纺织基布,用刮铲把把细小的颗粒通过织物表面一些线圈孔眼塞进间隔织物,这些颗粒在蒸汽的作用下膨胀,并且被间隔丝夹持()。材料膨胀的程度主要取决于加工过程,通常包括预膨胀,加入催化剂以及最终的膨胀。

预膨胀在温度为105°的时候进行,膨胀的体积在40-80倍之间。在接下来松弛的过程中,戊烷发泡剂的挥发使空气得以进入。

在最终的膨胀阶段,预膨胀材料被引入到一个模具中,大约在130°的温度下,材料继续膨胀。这引起了颗粒在模具中融化并充满整个模具。

实验室的研究工作主要集中于预膨胀以及加入催化剂阶段,当然还包括对不同结构参数的间隔织物进行研究。这就能够使研究人员对合成物的性能进行推断,并得出结论。例如,编织结构中不同大小的洞眼会影响颗粒的单位容积密度,以及织物的厚度,同时影响膨胀后的密度。

膨胀后密度的增加会导致合成物的弹性降低,并限制合成物的透气区域,引起部分或全部表面的阻塞,甚至会引起EPS的渗出。一方面织物的膨胀增加减少了织物的典型性能特征,但是另一方面又可以极大地提高Styropor的性能。

应用

Styropor织物为运动和人体防护领域的减震系统的开发开启了新的篇章。通过调整加工顺序以及原材料,可以特别设计这种材料来满足各种要求。例如,间隔织物可以放在特殊模具中,通过部分或完全发泡来形成稳定的材料。原料间的恰当组合可以使织物的弹性以及透气性仍得以保留。在这种情况下,发泡的EPS颗粒必须在接触面上进行充分的运动。当该材料用于膝部或肘部的保护时,这点尤其重要,它可以保证穿着的舒适性,且不影响穿着者的自由运动。

由于有着很好的绝缘性能,这种混合性材料的另一个应用是在家具以及室内装饰的领域。他们也可以用作过滤材料,通过改变间隔织物中发泡Styropor颗粒的密度来调整过滤的程度。

来自《经编实践》,2007, 1: 23

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