【摘 要】
:
近年来,大气中的温室气体量屡次创下新纪录,年增长率高于2011-2020年平均水平,并且未来几年这一趋势仍将继续。全球气温升高,直接导致冬季出现更多极端的寒潮天气。面对这种情形,能提供低温防护的电加热服装因其清洁环保、热效率高、温度可调等优点得到了诸多关注。其中镀银纱线(Siver-plated yarn,SPY)因具有良好的导电性、柔韧性、抗菌性等被广泛应用于电加热服装服饰中。本文以SPY为导电
论文部分内容阅读
近年来,大气中的温室气体量屡次创下新纪录,年增长率高于2011-2020年平均水平,并且未来几年这一趋势仍将继续。全球气温升高,直接导致冬季出现更多极端的寒潮天气。面对这种情形,能提供低温防护的电加热服装因其清洁环保、热效率高、温度可调等优点得到了诸多关注。其中镀银纱线(Siver-plated yarn,SPY)因具有良好的导电性、柔韧性、抗菌性等被广泛应用于电加热服装服饰中。本文以SPY为导电材料,通过刺绣工艺制备热性能优良的基于镀银纱线的电加热织物(Siver-plated yarn electrical heating fabric,SPYEHF)。首先通过多巴胺或单宁酸对聚酰胺纱线(Polyamide,PA)表面进行改性来改善化学镀银的效果,从而制备出镀银聚酰胺纱线(PASPY)。通过对其表面形貌、电阻稳定性、电热性能和力学性能进行测试与分析,得到了制备PASPY相对较优的工艺。在25℃下使用浓度为4 g/L的多巴胺溶液处理纱线120 min后再进行化学镀银,得到的PASPY电阻率较低,其值为11.678Ω·10 cm。经过120 h电老化后其电阻变化率为104.53%,单根PASPY在稳态下发热温度达到24.677℃。SPY直接暴露在空气中会发生腐蚀从而影响电阻的稳定性,将其放入硫醇溶液中浸泡一定时间可在纱线表面制得硫醇自组装分子膜(Self-assembled monolayer,SAM)而形成保护。本文探讨了硫醇溶液浓度、硫醇处理时间对纱线防腐效果的影响并对比硫醇处理前后纱线各项性能的变化。在25℃下使用100mmol/L的硫醇溶液处理纱线90 min,其缓蚀率高达89.29%。虽然硫醇处理使得纱线的电阻率增大至16.302Ω·10 cm,但PASPY的电阻稳定性和电热性能得到改善,经120 h电老化后其电阻变化率为13.41%,单根纱线在稳态下的发热温度为24.982℃。通过刺绣工艺将SPY与基底织物复合制成SPYEHF,分析讨论了纱线间距、电路设计对电热性能的影响并测试不同低温环境下SPYEHF达到目标发热温度所消耗的功率。研究表明,在4 V电压下,通过最优工艺制得的SPYEHF发热温度可达50.184℃并具有较好的热均匀性。当环境温度为-15℃时,其达到40℃发热温度仅消耗6.202 W的功率。最后利用优化的SPYEHF制备了电加热手套,通过纱线电路设计实现“五指+手背”发热。该手套加热稳定且温度可控,能为人体提供有效的低温防护,说明SPYEHF在低温防护领域具有良好的发展前景。
其他文献
党的十九大提出“我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段,正处在转变发展方式、优化经济结构的攻关期”,这表明了“高质量”发展是我国经济未来较长一段时间的方向与目标。会计师事务所作为第三方中介服务机构,审计项目质量控制水平的提高对提升审计质量乃至市场经济活动有极大的推动作用。虽然近些年对事务所的监督以及相关执业质量检查工作不断深化,但依然有很多的审计项目质量控制问题出现,紧随问题而来的就是处罚事件
随着智能可穿戴电子设备的进步,便携性生物电传感设备愈加受到关注。与商用Ag/Ag Cl湿电极相比,干电极能更好地满足人们长期健康监测和日常疾病预防的需求。本文通过采用具有微纳米结构的多孔阳极氧化铝(PAA)来制备用于生物电信号监测的干电极。微纳米结构能够有效增大干电极与皮肤的接触面积并进一步降低接触阻抗,从而提高干电极监测电信号的质量。首先制备出单层微纳米柱结构阵列PAA模板(M-PAA)和双层微
在服装微气候中,温度和压力是影响服装舒适性的重要因素。通过集成柔性加热元件的积极保暖服装可以智能调节服装内部温度,而加热服装与皮肤之间的压力变化则会影响人体的热舒适性,因此研究集成加热元件及压力传感器一体化的多功能柔性织物对于提升服装舒适性及智能化具有重要意义。首先,对碳纳米管膜、热熔胶粘合织物进行热稳定性及力学测试,并对热压粘合工艺制备的柔性加热元件的电热性能及柔软度进行测试。结果表明,经过24
柔性传感器是智能可穿戴产品的核心器件,可以准确监控人体各种生理信号和运动信号,在医疗保健、生理监测、疾病诊断和人机交互领域具有潜在的应用前景。本课题制备了一种高灵敏宽量程的多功能柔性传感器,并分析了其传感机理和性能。首先通过调控实验参数制备了三种不同孔径和孔深的通孔多孔阳极氧化铝模板(AAO):AAO-0、AAO-30和AAO-60。其中模板AAO-0的孔径为440 nm、孔深为6.9μm,模板A
由于中空纤维膜具有独特的中空结构和自支撑性被广泛应用在膜分离和污水处理领域。中空纤维膜的装填密度和排列方式等对膜的应用影响显著。缠绕或者编织型中空纤维膜组件,可使流体在膜表面流动不稳定,进而减缓膜被污染的过程。对于编织型中空纤维膜,通常要求膜材料有较好的柔韧性和强度。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种高强度、高模量的工程材料,是获得可织造中空纤维膜的良好材料。本研究以白油作为稀释剂,使用热致相
随着女性对胸部的健康和形态美越来越重视,文胸成为必备的服装单品。文胸衬垫作为女性文胸的重要组成部分,决定着文胸产品的舒适性与功能性的优劣。衬垫的种类可分为一般棉质胸垫、硅胶胸垫、乳贴、充气衬垫、超厚衬垫等;文胸衬垫材料有聚氨酯泡沫、乳胶、织物层合布、无纺布和间隔织物等。海绵是目前内衣市场上使用最多的材料,但其对人体有慢性伤害,海绵也称聚氨酯泡沫,是石油和沥青的化合物,其制加工流程复杂且不够环保,聚
传统太阳能光热材料由于成本高、易受损、大规模制造难度比较大,并且还存在安全风险,所以很难满足在建筑上的大面积使用。本课题受北极熊毛皮结构的启发,制备出一种成本较低、环保、阻燃的太阳能光热复合材料。利用经编间隔织物和环氧树脂制备透光隔热层,采用黑色非织布作为吸热层,制备出基于纺织品的太阳能光热复合材料。实验首先引入反光材料,增强间隔织物(即透光隔热层)的光透过率。然后通过聚乙烯醇(PVA)将荧光材料
纺织服装领域正在跨越传统,从传统基本功能向更智能化转型。智能纺织需要交叉学科、多领域的知识共同研究。其中智能化的基础——能源的来源,在不可再生资源日益缺乏的今天尤为重要,亟需使用清洁能源。染料敏化太阳能电池(DSSCs)作为第三代太阳能电池,因其成本低、制作简单、可调节的颜色特征等优势,成为替代传统硬质单晶硅太阳能电池的选择之一。本论文以染料敏化太阳能电池纺织品的设计研究作为研究方向,从光阳极材料
新冠疫情的爆发,使得纺熔非织造产业得到了快速发展,但随着疫情防控的逐渐稳定,需求量的减少使得大量的纺熔设备停产,产业发展陷入困境。目前,主流的纺熔非织造产品多以聚丙烯和聚酯等为原料,虽然强度足够,但都不具备弹性。热塑性聚氨酯弹性体最早便是用来制备弹性非织造材料,但因为加工难度较大,该项研究一直处于实验阶段。为推进热塑性聚氨酯纺熔非织造材料产学研一体化进程,扩宽产品应用领域,本课题以热塑性聚氨酯为主
在柔性防护领域,非牛顿流体具备巨大的应用潜力,国内外普遍将其与高性能织物结合,发挥其储能模量高、应变率敏感的特性。相比于剪切增稠液(STF),剪切硬化凝胶(SSG)克服了颗粒沉降、流体易挥发、不易储存等缺陷,更易于与纺织材料相结合。因此,本课题首先探索了SSG的合成工艺,并与折纸结构的Kevlar织物复合形成特殊点阵排列,最终通过发泡封装,形成一类兼具负泊松比效果及优异抗冲击性能的柔性缓冲复合材料