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《东华大学》 2018年
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碳纤维加热型多层复合织物热湿舒适性能研究

张颖  
【摘要】:可穿戴电加热纺织品是一种具有广泛用途的功能性纺织品。该类产品将外源发热材料与纺织品相结合,运用主动产热的方式向人体进行热传递,具有寒冷环境下御寒保暖、医疗保健目的下进行局部热疗的作用,且其加热原理简单、制作方便、发热效率高而受到广泛关注。电加热元件一般为可发热金属丝、碳纤维发热材料以及石墨烯材料,碳纤维丝以其发热效率高、质软且成本较低而成为电加热纺织品中的重点研发对象。本文将以碳纤维丝为电加热材料制成的多层复合织物的热湿舒适性能为主要研究对象。首先进行碳纤维丝的电热性能研究,生成相关发热元件的发热温度模型;其次研究和确定多层复合织物的亲肤层、加热层以及保温防护层的各层配搭关系,选取不同材料的纱线进行亲肤层纬平针织造,加热层运用四平与空气层间隔织造,方便碳纤维丝的穿入且不影响加热性能;进而运用多组实验与测试进行各层多种织物的物理基本参数测定以及单层热湿舒适性能的研究;利用恒温恒湿水槽以及模拟皮肤系统进行加热时多层复合织物的温湿度数据采集,根据数据进行统计学多变量分析;最后以护颈带为例进行加热型多层复合织物的设计、织造,并结合微型温控器实现护颈带加热温度控制。(1)碳纤维丝的基本物理性能探究和评价。研究了碳纤维发热丝的电阻稳定性以及发热温度与电功率之间的关系,确定了碳纤维丝加热时具有良好的电阻稳定性。(2)研究多层复合纺织品各层之间的关系以及如何进行选材织造,测定织物的纵密、横密、克质量以及厚度等,并进行热湿舒适性相关指标的测定,采用主成分分析法进行单层织物热湿舒适性主要影响因素探究,得出织物的克质量以及横、纵密是影响单层针织物的热湿舒适性的主要指标。将多层织物复合后的温湿度差与各层织物基本物理性能等进行多变量分析,得出多层复合织物单层热湿舒适性受到各层间织物相互影响。(3)进行碳纤维发热丝产品的设计、打板与织造。按照脖颈形状进行护颈带织物设计,并运用针织电脑横机进行织造,搭载微型温控器的试验产品在模拟皮肤上运行良好,并在实际穿着中进行验证,得到与实验相同的加热曲线,认为本文制备的碳纤维加热产品,发热性能良好、可实现温度控制,热湿舒适性能良好。
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TS101.923

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