高强聚乙烯防切割手套织物工艺与性能的研究

作     者：黄浚峰 

作者单位：浙江理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：方园

授予年度：2016年

学科分类：0821[工学-纺织科学与工程] 08[工学] 082102[工学-纺织材料与纺织品设计] 082104[工学-服装设计与工程] 

主      题：高性能纤维 包覆工艺 手套编织 防切割机理 综合性能测试 

摘      要：随着高性能纤维材料的不断发展,利用现有增强复合材料与其它纤维材料的复合,研发出高附加值、高性能的产业用新产品已成为目前国内纺织产品转型升级、扩大出口的一个重要内容。近年来,防护性纺织品的种类越来越多,防护织物的发展逐渐向高新技术产业方向靠拢,并成为现在纺织技术进步的一个重要标志。伴随人们安全防护意识的不断增强,防护纺织品的需求量日益增加也使得对防护型织物的开发与研究成为必然。鉴于人们手部受伤的频率较高,手部防护织物的性能研究引起国内外学者的重视。目前,国内对防切割手套织物缺乏深入系统的研究,尤其在防切割机理方面的分析还不够完善,加强对防切割手套工艺与性能的分析研究,可以为柔性手部防护纺织品的研发提供技术参考。本课题主要研究高强手套编织工艺与织物的服用性能。论文重点研究了以高强聚乙烯/锦纶/氨纶纤维为原料的弹性纱的包覆工艺,结合低张力牵伸、超喂等工艺技术的研究,实现了弹性复合纤维材料的高耐磨、防切割等功能;在此基础上重点研究了弹性包覆纱手套的编织工艺技术。通过对手套机成圈原理的分析,结合人们手部不同部位编织工艺的差异性,重点对指筒、两指间的连接处的工艺进行分析,来满足高强手套织物良好成形编织要求。并在实验测试分析的基础上,深入研究了手套织物的服用性能。实验测试结果表明该高强手套具有耐切割性能好、穿戴舒适等特点,达到了预期设计效果。此研究结果已在绍兴金隆机械有限公司的“多功能特种手套关键技术与装备的研发课题的研究中得到了验证。论文主要研究内容包括:(1)论文从纤维原料的选择入手,对芳纶、高强聚乙烯等高性能纤维材料的性能展开深入分析。手套织物选用的原料性能是决定手套防切割性能的关键,通过对比分析不同种类的纤维性能,选定高强聚乙烯、锦纶、氨纶三种纤维为编织原料,以满足手套织物在防护方面的要求。(2)根据选定的纤维原料,对比分析合捻纱与包覆纱的成纱方式和力学性能的差异,确定了双层包覆结构的复合纱为最佳编织用纱。通过对该结构复合纱的成纱机理、包覆工艺、纱线性能等各方面的分析,运用理论与实验测试相结合的方式,当复合纱选用参数为细度氨纶丝66.7dtex/锦纶77.8dtex/高强聚乙烯222.2dtex时,弹性包覆纱线的拉伸断裂强力:43N,断裂伸长率为%412,织物具有外观结构紧密,较好的力学性能能够满足手套编织生产的要求。(3)系统地对电脑手套机的工作原理、编织工艺以及手套各部位的编织过程进行分析,如避免指裆处出现漏洞、保证线圈的强力等,确定织物编织时手指、手掌及罗口等部位的编织方式,按照小指→无名指→中指→食指→小掌→大指→大掌→罗口的顺序完成手套的编织。(4)对手套织物受外力切割破坏时,织物的响应过程进行分析,从线圈长度的变化与织物的变形能两个角度研究织物线圈的形变特点,探讨织物形变与防切割性能之间的关系,分析影响手套防切割性能的因素。(5)根据手套防护性能检测标准,采用正交试验的方式分析纱线结构、纱线细度、捻度以及织物密度等因素对防切割性能的影响,选择相对较优的工艺参数进一步提高手套的防护性能。同时,为了更好研究了手套织物的综合性能,对手套的耐磨性、耐穿刺、抗撕裂等性能进行测试,借助模糊数学对测试结果进行综合分析,结果显示本课题所研究的手套织物在防切割、耐磨等防护性能方面达到预期效果,符合行业防护标准,能够保证手套在穿戴时灵活性、舒适性等特性前提下,具有较高的防切割、耐磨等防护特点。