多区块充气复合结构涂层织物的研制

摘要

根据现有帐篷的结构与保暖方面的不足，如帐篷结构单一不能任意组合拼装，一处破损不能快速修补使用，热损失严重等，提出一种新型分区块复合多级充气的结构，并进行实际成形和性能表征，以期通过不同区域充气方式解决此类材料的隔绝性能，柔性保持及实际应用。基本研究内容和结论如下。 有关材料，进行了纱线、基布、涂层剂和粘合剂的比较，并测定各自的性能，从而得到了适用于阻气帐篷的材料和工艺。该多区块复合结构气囊用织物选用聚酯或聚酰胺纤维，两种纤维都具有很高的强度，优良的性能。相比较而言，聚酯纤维耐紫外线性能更好。织物选用平纹组织，封边可以选用2/2重平或芦席斜纹，做双层气囊的联结，变化2/2重平组织比表里换层组织更适合于涂层阻气气囊。 关于涂层工艺优选，通过正交实验设计优选了涂层工艺参数，在涂层工艺中，温度对锦纶织物的拉伸断裂强度影响显著；成膜厚度对涤纶织物的拉伸断裂强度影响显著；涂层后织物拉伸断裂伸长和强力是正相关的线性关系，拉伸断裂强力随着伸长的增加而增加；焙烘时间和温度对拉伸强力和断裂伸长影响不大。成膜厚度以及膜渗入织物的程度对拉伸有一定的影响，过多的渗入织物会导致拉伸断裂强力和伸长变小。所以，胶重的选择应参考基布的厚度、面密度。 涂层织物的力学性能测试分析得到，涂层后织物拉伸断裂强度和断裂伸长比织物涂层前都有不同程度的增长。涂层对织物经向和纬向的影响是不同的，和涂层工艺中刮刀方向、刮刀类型、刮刀力度以及刮刀和布面所成角度有关。涂层织物的撕裂强力由于涂层剂的渗透，减少了纱线间的滑移，使应力集中现象加剧，从而导致撕裂强力降低，而对于比较轻薄的高强高密织物，涂层到一定的厚度，膜的高强度、高延展性在撕裂时就发挥作用，且承担大部分的力，反而增加了撕裂强力。涂层后织物的顶破强力增加了，通过试验验证了项破首先从变形最大，强力最薄弱的一点上破裂。对于一定厚度的织物，涂层重量若增加到一定程度时，顶破强力逐渐减少。涂层厚度不是越大越好，适当控制涂层的厚度，能够得到合理高强力的织物。涂后织物的弯曲刚度比未涂层前都有提高。由于实验中均沿经向涂层，更多PU渗入纬纱中，使织物的弯曲刚度纬向的变化更大。 关于搭接方式和成形性测试表明，使用氯丁橡胶类粘合剂粘合织物，形成气囊是可行的。粘接过程中要保持粘接面的干净，保证粘合剂的流动性，以增加浸润程度，能提高粘合强度；粘接方式选用搭接式，搭接长度存在一个临界长度，介于2—3cm之间。 鉴于最后复合结构体应用性能的重要性，对整体成型后的多区块气囊进行了性能测试。气囊的气体充气压选在0.4—0.6MPa之间满足使用要求。涂层后的织物保暖性均有增加。单层织物涂后比涂前保温率提高了31.795％；对于气囊，全部充气比未充气前提高了12.99％，其重量基本没有变化。整体气囊充气后能保持一定时间的浮力，随着气体的逐渐渗漏，浮力随之变小。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景与意义

1.2研究历史回顾

1.2.1帐篷

1.2.2涂层剂

1.2.3织物粘合

1.3研究内容

1.4创新之处

第二章 材料选择及双层小样的制备

2.1材料选择

2.1.1纱线的选择

2.1.2涂层基布选择

2.2样布试织

2.3样布孔径分析

2.4本章小结

第三章涂层工艺的优选

3.1涂层试样制备

3.1.1涂层整理剂的选择

3.1.2涂层方法的选择

3.2.3刮刀的选择

3.2涂层工艺与试验仪器

3.3涂层工艺试验方案的正交设计

3.4工艺参数对涂层织物拉伸强力的影响

3.4.1涂膜厚度对拉伸的影响

3.4.2焙烘温度对拉伸的影响

3.4.3焙烘时间对拉伸的影响

3.5本章小结

第四章涂层织物基本机械性能测试分析

4.1试样

4.2实验仪器和实验条件

4.2.1拉伸试验

4.2.2织物单缝撕裂试验

4.2.3织物的顶破试验

4.2.4织物厚度测量

4.3涂层织物的拉伸

4.3.1拉伸曲线

4.3.2涂层前、后拉伸性能变化

4.3.3增重率对拉伸性能影响

4.3.4不同基布对涂层前后拉伸性能影响

4.4涂层织物的撕裂

4.4.1涂层前、后织物的撕裂曲线

4.4.2涂层前、后撕裂强力的变化

4.5涂层织物的顶破

4.5.1涂层后的顶破曲线分析

4.5.3涂层织物项破强力的影响因素分析

4.6弯曲性能

4.6.1基本测量数据

4.6.2比较分析

4.7本章小结

第五章联结处制备及整体性能测试

5.1联结处的制备

5.1.1选择联结方式

5.1.2粘结接口的测试与分析

5.2性能测试

5.2.1使用仪器及织物规格

5.2.2性能测试与分析

5.3本章小结

第六章结论与展望

6.1结论

6.2不足与展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表文章