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防电磁辐射纺织品的开发
作者:admin  更新时间:2019-10-31 08:42:43

在电磁辐射强度超过暴露限值后,电磁波将对人体产生危害,对电子、电气设备产生干扰。电磁屏蔽织物是兼具轻质、柔性和强力的极佳屏蔽材料,同时具有结构可控、编织灵活、轻柔耐洗等特点;除用于工业外,也具有良好的服用性能,可制备成电磁辐射防护服装,保护在超过电磁辐射暴露限值环境工作的劳动者,降低从业人员的职业风险。电磁屏蔽产品主要有两类:采用功能性纤维织造的屏蔽织物;以后整理方式加工的屏蔽织物。

 

用于电磁屏蔽织物的导电性材料主要有金属及本征导电高分子两大类。常用的导电纤维或金属功能层是不锈钢、银、铜、镍、铝等。本征导电高分子(ICP) 如PANi、PPy、PTh 涂覆的纤维,其结合牢度较差,易在织造中磨损,故更多的研究集中于导电高分子涂覆织物。尽管ICP 涂覆织物或纤维具有较低的电阻率和一定的屏蔽效能,在其他类型的电磁兼容或屏蔽产品上具有一定优势,但无论是纤维还是织物,均存在如下问题:ICP 带有颜色,如PANi 呈绿色、PTh 呈淡蓝色等,会影响其应用;无论是化学聚合还是电化学聚合,均存在设备腐蚀问题;耐洗涤性较差;与金属化织物相比加工成本偏高。因此,在电磁屏蔽织物尤其是服用织物上应用较少,广泛应用的屏蔽织物依然是性价比高的不锈钢纤维织物及表面镀覆铜、镍、银等金属的金属化织物。

 

采用金属纤维混纺纱织造的电磁屏蔽织物是对电磁波屏蔽的一种有效方法。目前电磁波屏蔽面料中所含金属丝主要是不锈钢纤维和镍纤维,纤维直径约4 ~ 10μm。金属丝的含量在20% ~ 30%,但由于金属纤维存在手感较硬,摩擦系数大,密度大,刚性强,纤维的韧性、卷曲、弹性差、抱合力差等问题,一般适合与普通纤维进行混纺,但可纺性比普通纤维难度要大很多,必须进一步探索生产工艺,改善纺纱质量,提高生产效率及成品率。

 

在金属化纤维与织物方面,采用化学镀工艺来生产电磁屏蔽面料,其导电率高,对电磁波多以反射损耗方式为主,但采用化学镀方法时需对织物先经过退浆去油处理,然后还要进行粗化、敏化和活化预处理;采用银基复合镀技术,即先将纯天然织物纱线进行真空溅射镀银处理,再经过一浴法复合镀亚金,制成的新一代防辐射服具有超强的电磁波反射性能和极好的银镜效果,能够满足300MHz ~ 300GHz 的多种复杂电磁环境需求,同时具有超强的耐摩擦、耐腐蚀性能,大大提升了多次洗涤后的屏蔽效能,也适用于酸碱盐等复杂环境。天诺光电公司开发的多层复合结构防电磁波防护服,面层是由高性能芳纶(或聚酰亚胺)原液着色纤维与导电银纤维长丝交织的双层结构,其中导电银纤维长丝采用无电涂覆技术,屏蔽无线电波可达60dB 以上,中间层复合聚四氟乙烯膜,里层再复合芳纶(或聚酰亚胺)针织布;将三层面料采用连帽连体的结构形式缝制在一起,最大限度地减少了接缝、接口数量;领口、袖口、裤脚均采用收口贴身设计,接缝处采用导电长丝进行缝制,保证各部位复合型屏蔽面料之间的导电性,保证良好的防电磁波效果,同时兼具防火阻燃、防水透湿等功能。

 

在功能性纳米纤维应用方面,轻质聚苯胺(PANI)原料的低成本、碳纳米管的高导电性(电导率为104S/cm)和热稳定性(导热系数超过200W/(m•k))特点广为研究人员注意。我国哈尔滨工业大学和美国Lamar 大学合作开展了PANI/PAN/MWCNT 多组分纳米纤维的研究,采用静电纺丝工艺,在PANI 质量分数为0.2%、PAN 质量分数为8% 的纺丝液中,当MWCNT 组分添加量为3%、5% 或7%时,PANI/PAN/MWCNT 纳米纤维的电导率分别提升到1.79、3.26 或7.97S/m,具有良好的电磁波吸附性能。

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