玻璃微珠反光织物的制备与理论研究

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逆反射材料具有较好的逆反射效果,在道路交通、特殊作业服装、消防、矿区等领域的安全标志广泛应用。其明亮的反光效果可以有效增强物体在黑暗环境下的可见性,保障安全,尤其是近年来在反光织物上的应用越来越广泛。该论文重点研究玻璃微珠及其反光织物的制备工艺对反光织物逆反射性能的影响。根据逆反射性质的产生,首先分析微珠直径、折射率等参数对单个微珠逆反射性能的影响。然后在玻璃微珠制备的逆反射织物过程中,探讨不同条件下玻璃微珠质量比浓度对逆反射织物各方面性能的影响进行讨论。在课题研究过程中分别使用了理论分析、试验分析及理论与试验相结合的分析方法。在讨论单个微珠对逆反射的作用时,首先以玻璃微珠的光学路径为基础,使用光路追迹法从理论上分析了逆反射特性发生的条件及影响因素,其中重点讨论了玻璃微珠的折射率、直径、入射光的角度对逆反射现象发生时存在的偏折角的影响。偏折角可以作为逆反射的观察角,对实际使用和试验测试都有较大的影响。此外,对低折射率的玻璃微珠制备逆反射织物提出相应的织物模型,即增加一定厚度的间隔层来减小偏折角,形成较为集中的逆反射特性的方案。试验部分,本文主要讨论在相同的折射率条件下,制备方法与比例浓度对反光织物的影响。首先讨论撒珠法与涂层法制备逆反射织物的逆反射特性比较,其中包括逆反射系数、表截面形态、涂覆厚度、质量变化及摩擦牢度。实际上,玻璃微珠作为一种粉体颗粒,并非存在理想的均一粒径,其具有一定的粒度分布。因此分析玻璃微珠的粒度分布是必要的。在此粒度分布条件下按照要求制备反光织物,测试表明制备方法和微珠的直径均会影响反光织物的逆反射系数、表面微珠分布、微珠在织物表面的覆盖率、织物厚度、织物单位面积重量及织物的耐摩擦性质。在比较两种制备方法之后,综合反光织物的性质与制备工艺的稳定度,本文选择涂层法讨论不同质量比浓度的涂层液(微珠与粘合剂按一定质量浓度比的混合液)对反光织物性质的影响。由于逆反射特性是反光织物最重要的性质,对影响这一性能的因素进行了详细分析。得出玻璃微珠的直径、反光织物表面微珠个数、表面微珠的覆盖面积对逆反射影响较大。当玻璃微珠直径与表面覆盖的面积较大时,逆反射系数提高,可以改善反光织物的逆反射性质。
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