面向增生性瘢痕的压力面料的成型设计与力学性能研究

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压力服装由压力面料依照身体特定部位而制成,是预防和抑制烧伤后瘢痕增生的重要治疗手段,其施加给皮肤的压力来源于压力面料的形变,是决定疗效的关键。目前压力面料因结构等因素无法提供持久和稳定的压力,需要开发出一种新型压力面料来满足临床需求。弹性包覆纱和织物组织结构是确保压力面料压缩功能的重要因素。因此,本课题从包覆纱的结构设计到织物的组织结构设计来深入研究压力面料的成型工艺及其对压力面料力学性能的影响,旨在为压力面料的材料选择、结构设计和性能优化提供一定参考。本论文主要包括以下几部分工作:第一,包覆纱的结构设计与力学性能研究。首先选用氨纶和锦纶作为原材料,共设计了三种规格的双包覆纱;然后以内捻度、内外捻度比和氨纶牵伸倍数为成型工艺参数指标,制备得到不同结构特征的双包覆纱,并对其表观形态及力学性能进行测试;最后探讨各工艺参数对双包覆纱力学性能的影响。通过正交优化,地组织用双包覆纱40/70/70在内捻度为1600 T/m,内外捻度比为60%,氨纶牵伸倍数为3.0时具有最佳力学性能。通过单因素分析,随着氨纶细度增大,双包覆纱的内捻度减小,内外捻度比和氨纶牵伸倍数增加。当内捻度为1500 T/m,内外捻度比为80%,牵伸倍数为4.8时,嵌入用双包覆纱210/70/70的力学性能最优;当内捻度为900 T/m,内外捻度比为85%,牵伸倍数为5.2时,嵌入用双包覆纱560/70/70的力学性能最优,且均优于市面上同规格的双包覆纱。第二,压力面料的结构设计与制备。首先对压力面料的织物组织结构进行设计;然后以210/70/70和560/70/70双包覆纱的弹性回复率为梯度,挑选出10种双包覆纱作为衬纬纱,以正交优化出的40/70/70双包覆纱作为地纱,制备出压力面料试样,并对其物理参数和表观形貌进行表征。研究表明,与所设计的组织结构相对应,织物的工艺正反面呈现出不同的外观:织物正面的线圈大小均匀整齐,表面平坦、柔软且紧密,可用于压力面料的亲肤面;反面的线圈较小,表面不平坦、有颗粒感,可减缓疲劳和增强耐磨,用于压力面料的疏肤面。第三,压力面料的力学性能及其对抑瘢功效的综合影响分析。首先采用定伸长法测试压力面料的力学性能;然后分析伸长率、氨纶细度以及包覆纱回弹性与压力面料拉伸性能及耐疲劳性能的关系,结合服装压探究压力面料力学性能对其抑瘢功效的综合影响。研究表明:(1)伸长率与压力面料的弹性回复率和塑性变形率呈正相关;低回弹性包覆纱在较小的伸长率下,可使压力面料的弹性回复性能更好;当氨纶细度增大,压力面料的弹性回复率增加,塑性变形率减小。(2)氨纶细度大的压力面料,高回弹性包覆纱的织物其应力松弛率和定伸长力相对更小,施加的压力及衰减程度较小,而氨纶细度小的压力面料,高回弹性包覆纱的织物其应力松弛和定伸长力反而更大,初始压力虽大,但是容易衰减,使用寿命变短。(3)包覆纱的氨纶细度大时压力面料的疲劳程度低,能够维持稳定的压力输送;高回弹性包覆纱的压力面料在形变和力值方面均表现出优异的耐疲劳性能。(4)560D氨纶包覆纱的压力面料其服装压为20mm Hg左右,用于压力疗法的治疗期间,发挥抑制瘢痕增生的作用。通过调控纱线的结构,本文优化出的压力面料具有高压力、高回弹性、低应力松弛以及低疲劳特性。而210D氨纶包覆纱的压力面料服装压为10mm Hg左右,不足以治疗瘢痕,所以用于压力疗法的前期和后期,起到适应和过渡作用。
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