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纺织品单向导水性能测试方法分析

纺织学报 2021年第5期42卷 51-58页

作者：江燕婷严庆帅辛斌杰高琮施楣梧上海工程技术大学纺织服装学院上海201620 军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所北京100010

为提升夏季用纺织品或运动纺织品的舒适性,在分析液态水分管理测试仪(MMT)测试方法用针排传感器测试液态水扩散状态的基础上,选用4种典型纺织品,采用MMT法和自制的图像采集系统测试了纺织品的单向导水性能,比较了纺织品的单向导水效果... 详细信息

为提升夏季用纺织品或运动纺织品的舒适性,在分析液态水分管理测试仪(MMT)测试方法用针排传感器测试液态水扩散状态的基础上,选用4种典型纺织品,采用MMT法和自制的图像采集系统测试了纺织品的单向导水性能,比较了纺织品的单向导水效果。结果表明:对于采用点状施加拒水剂实现单向导水功能的纺织品及嵌织导电纤维的单向导水纺织品,MMT法容易出现较大的测试误差;采用图像法动态采集纺织品正反面的导水图像的新方法,获得了较为完整的水浸润信息,可以简捷地测试纺织品单向导水性能,并得到更加精准的测试结果。采用图像法动态采集纺织品正反面的导水图像的新方法具有良好的应用前景。

关键词：纺织品吸湿速干单向导水图像处理动态水分传递热湿舒适性

单向导水微纳米层复合面层材料的开发与性能研究

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单向导水微纳米层复合面层材料的开发与性能研究

作者：蓝华孟东华大学

学位级别：硕士

随着我国人口老龄化程度不断加快以及鼓励生育政策逐渐放开,一次性纸尿裤的市场需求量迅速增加。由于非织造材料具有安全卫生、易加工等优点,因此成为制备一次性纸尿裤的优选材料。调查显示,婴儿纸尿裤产品存在吸收尿液能力差、漏液、... 详细信息

随着我国人口老龄化程度不断加快以及鼓励生育政策逐渐放开,一次性纸尿裤的市场需求量迅速增加。由于非织造材料具有安全卫生、易加工等优点,因此成为制备一次性纸尿裤的优选材料。调查显示,婴儿纸尿裤产品存在吸收尿液能力差、漏液、反渗情况多以及婴儿使用后容易出现皮肤泛红现象等问题。作为纸尿裤直接接触人体皮肤的位置,纸尿裤面层的导水性能与抗反渗能力与上述问题直接相关。为此,本研究旨在开发单向导水、防渗透的非织造面层材料,重点研究了纸尿裤面层的单向导水和抗反渗性能,制备具有单向导水和反渗透功能的复合面层。课题的主要研究内容和测试分析结论如下:(1)设计了由热塑性聚氨酯弹性体(TPU)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)制备的单层静电纺微纳米纤维膜复合ES热风面层,并探究了适合静电纺丝的溶液质量分数、静电纺丝中材料不同混纺比对复合面层性能的影响,以及静电纺微纳米纤维膜厚度对复合面层性能的影响。首先,通过浓度梯度纺丝实验,确定在纺丝电压为35-45kw,接收距离为10cm条件下,TPU:PVP=1:1最佳的纺丝溶液总质量分数为16wt%。其次,通过控制总溶液质量分数为16wt%,采用TPU、PVP不同混合比制备静电纺微纳米纤维膜,确定当总溶液质量分数为16wt%,TPU:PVP=8:8,复合面层材料具有优异的单向导水性能,累计单向传递指数可达624.63%,该复合面层具有较好复合牢度,在20次摩擦后TPU/PVP静电纺微纳米纤维膜面积损失率为1.44%,同时,该面层具有较快的液体(生理盐水模拟尿液)穿透速度及具有一定的反渗透效果,穿透速度为3.14s(ES热风面层为3.29s),反湿量为3.4g(ES热风面层为6.5g)。最后,分析不同厚度TPU/PVP静电纺微纳米纤维膜对复合面层性能影响,TPU/PVP静电纺微纳米纤维膜越薄,其孔径越大,透气性越好,液体越容易穿透;TPU/PVP静电纺微纳米纤维膜越厚,其机械性能越好,耐摩擦性能提高,与ES热风非织造材料的结合牢度更好。测试分析结果表明,当TPU/PVP静电纺微纳米膜厚度为1.8-2.5g/m2时,复合面层性能较优异,经过20次摩擦实验,TPU/PVP静电纺微纳米纤维膜面积损失率不大于3.38%,该厚度范围的复合面层具有较快的液体穿透速度,液体穿透速度不大于3.14s(ES热风面层为3.29s),且具有一定的防反渗效果,反湿量不大于3.5g(ES热风面层为6.5g)。(2)为增加复合面层的单向导水和防反渗能力,设计了由聚丙烯腈(PAN)/PVP-TPU/PVP制备的双层静电纺微纳米纤维膜复合ES热风面层,并探究了双层静电纺微纳米层各层不同厚度比对复合面层性能的影响,以获得最佳的配比,使得复合面层性能达到最优。首先,通过浓度梯度纺丝实验,确定在纺丝电压为35-45kw,接收距离为15cm时,PAN最佳的纺丝浓度为12wt%。其次,通过PVP对PAN改性,获得的静电纺微纳米纤维膜结构较致密,纤维之间粘节性较好。最后,根据润湿梯度差理论,设计具有三层结构的复合面层,复合结构为:上表层为ES热风材料,中间层为TPU/PVP静电纺微纳米纤维膜,下表层为PAN/PVP静电纺微纳米纤维膜。通过设计TPU/PVP静电纺微纳米纤维膜与PAN/PVP静电纺微纳米纤维膜的的不同厚度比,因此获得性能最佳的复合面层。实验结果表明,当TPU/PVP静电纺微纳米纤维膜与PAN/PVP静电纺微纳米纤维膜厚度比为3:1时,其性能最佳,双层静电纺微纳米纤维膜与ES热风结合牢度最好,经过20次摩擦,面积损失率仅为12.7%,累计单向传递指数R为751.50%,液体穿透时间为3.0,反湿量为5.5克。(3)为了验证复合面层在纸尿裤上的导水和防反渗性能,使用单层TPU/PVP静电纺微纳米纤维膜复合ES热风面层以及PAN/PVP-TPU/PVP双层静电纺微纳米纤维膜复合ES热风面层进行了纸尿裤的组装,并与对比试样、商用原装试样进行对比分析。首先,使用不同混纺比的TPU/PVP静电纺微纳米纤维膜复合ES热风面层组装纸尿裤并进行性能探究,结果表明,在一定厚度下,复合面层组装的纸尿裤对尿液下渗速度有影响,对尿液扩散性更好,干爽性能优异;综合1#、2#、3#、4#四种复合面层组装的纸尿裤实验表明,2#、3#(TPU/PVP=10:6、8:8,质量分数为16wt%)复合面层组装的纸尿裤性能最优。其次,使用不同厚度TPU/PVP静电纺微纳米纤维膜复合ES热风面层组装纸尿裤并进行探究。结果表明,当TPU/PVP静电纺微纳米纤维膜厚度介于1.8-2.5g/m2时,复合面层的性能较佳,尿液下渗速度较快,扩散长度较长,防反渗能力较佳,回渗量低至0.05克,干爽性能优异。最后,使用TPU/PVP静电纺微纳米纤维膜与PAN/PVP静电纺微纳米纤维膜厚度比为3:1的复合面层

关键词：静电纺丝微纳米膜单向导水热风非织造材料反渗透纸尿裤

壳聚糖/PBT单向导水非织造材料的制备及性能

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东华大学学报（自然科学版） 2019年第3期45卷 339-344页

作者：蒋佩林黄晨李晶靳向煜柯勤飞东华大学纺织学院上海201620 上海师范大学生命与环境科学学院上海200234

采用低温等离子体和涂层工艺相结合的方法,制备了壳聚糖/聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)单向导水非织造材料,研究分析该材料的单向导水效果及壳聚糖质量浓度对材料性能的影响。结果表明:液体在3 s内能从疏水面完全渗透到亲水面,反之则不然;... 详细信息

采用低温等离子体和涂层工艺相结合的方法,制备了壳聚糖/聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)单向导水非织造材料,研究分析该材料的单向导水效果及壳聚糖质量浓度对材料性能的影响。结果表明:液体在3 s内能从疏水面完全渗透到亲水面,反之则不然;随着壳聚糖质量浓度的增加,壳聚糖/PBT单向导水非织造材料的厚度变化不大而面密度增加,其沿输网帘输出方向和垂直输网帘输出方向的断裂应力都有所增加,断裂应变都减小,孔径和透气性都相应降低。

关键词：单向导水壳聚糖 PBT熔喷非织造材料低温等离子体涂层

用于伤口治疗的单向导水医用敷料的制备及性能研究

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用于伤口治疗的单向导水医用敷料的制备及性能研究

作者：张志成浙江理工大学

学位级别：硕士

伤口愈合是一个复杂的生理过程,包括止血、炎症期、上皮和肉芽组织的生成、分裂分化和重塑,重建表皮和皮下组织,一直到最终创面完全愈合。据报道,各种并存疾病（糖尿病、血管疾病等）严重影响了伤口的愈合。伤口渗出液、患者的年龄或者... 详细信息

伤口愈合是一个复杂的生理过程,包括止血、炎症期、上皮和肉芽组织的生成、分裂分化和重塑,重建表皮和皮下组织,一直到最终创面完全愈合。据报道,各种并存疾病（糖尿病、血管疾病等）严重影响了伤口的愈合。伤口渗出液、患者的年龄或者增生性瘢痕等因素也会影响伤口愈合的速度。伤口的修复工作主要取决于新型和有效的伤口医用敷料的发展。在过去的几年中,医用敷料的研究和进展已经达到了一个新的标准水平,具有单向导水性能的医用敷料为研究人员开拓了更广阔的视野,成为治疗伤口的新兴材料。静电纺丝、热压成型等成为制备单向导水医用敷料的主要方式,然而目前所研究的单向导水敷料均由两层甚至多层纤维组成,纤维层间距会随着水分在纤维间的传输扩大,从而导致单向导水能力的下降直至彻底丧失性能。本研究分别以棉织物和聚酯PET织物为基底,通过静电喷涂和水热反应两种方法制备了具有不对称性结构的单层单向导水敷料,为提升敷料对伤口的愈合效果提供了新想法。具体内容如下:（1）以棉织物为基底,通过浸涂法在棉织物的表面附着壳聚糖季铵盐HACC,随后在干燥后的载药棉织物上,通过单面静电喷涂PDMS疏水剂制备而得具有单向导水性能的复合抗菌敷料。通过调节HACC溶液的浓度和PDMS的静电喷涂时间探究敷料的抗菌和单向导水性能。结果表明:随着HACC溶液浓度的提高,棉织物对药物的负载量也在增加,抗菌性能显著提高,但是生物相容性会随载药量的提高而降低,并大到一定浓度之后显著下降;PDMS喷涂时间对敷料的单向导水和缓释性能有着巨大影响。因此,合适的载药量以及静电喷涂时间是敷料拥有优异性能的关键。（2）通过一步生长法实现织物表面生长不对称结构的Ti O,形成可以单向导水的多功能敷料BS/PET/FS。实验结果表明,织物其中一面会不断堆积Ti O刺球,形成致密的Front Side（FS）面,与Back Side（BS）面织物上正常生长的Ti O纳米针形成差异。多功能敷料BS/PET/FS具有非常好的水分蒸发和芯吸性能,同时在紫外光的照射下,多功能敷料BS/PET/FS还表现出了优异的光催化降解性能以及抗菌性能,在解决水体污染、环境保护、卫生安全以及医疗领域极具前景,最后进行的抗体外生物膜、细胞毒性测试和细胞迁移实验证明了其对伤口愈合有促进作用。综上所述,本论文结合材料学与生命科学进行交叉研究,为新型医用敷料的研发提供新技术和新思路。

关键词：单向导水单层敷料抗菌糖尿病伤口

PBT/壳聚糖单向导水非织造材料的制备及其在细胞过滤与释放中的应用

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PBT/壳聚糖单向导水非织造材料的制备及其在细胞过滤与释放中的应...

作者：蒋佩林东华大学

学位级别：硕士

体外细胞培养作为细胞治疗、移植、组织工程和再生医学等领域的基本操作技术而被广泛使用。传统的贴壁细胞培养过程繁琐,一般需要经过细胞复苏、消化、离心、吹打、计数、接种等步骤。消化液中的乙二胺四乙酸(EDTA)可以加速细胞和培养... 详细信息

体外细胞培养作为细胞治疗、移植、组织工程和再生医学等领域的基本操作技术而被广泛使用。传统的贴壁细胞培养过程繁琐,一般需要经过细胞复苏、消化、离心、吹打、计数、接种等步骤。消化液中的乙二胺四乙酸(EDTA)可以加速细胞和培养瓶的脱离,提高消化效率,但在后续的细胞生长过程中会影响细胞的活性,损伤细胞,因此在消化完成后必须去除。传统的方法是通过离心力的作用使得细胞与溶液分层,从而去除上清液中的EDTA,再加入新的培养基轻轻吹打以分散细胞。但是离心法存在一定的缺点和局限,例如,离心力会对细胞造成一定的损伤,降低细胞活性;离心操作在无菌工作台外进行,增加了细胞被污染的风险;离心带来的吹打分散细胞的过程不可避免地加强了对细胞的破坏等。为了有效解决离心操作带来的问题,本课题提供了一种用过滤法代替离心法的新思路。所制备的单向导水非织造材料,让细胞悬液仅依靠自身重力进行过滤,有效地避免了离心力对细胞的损伤。同时,截留在材料疏水面上的细胞不易粘附在材料上,能完全地释放到新的培养基中,省去了人为吹打细胞的操作,节约时间且避免了破坏细胞。整个过滤与释放的操作过程在无菌工作台内进行,降低细胞污染几率。论文通过非织造过滤基材的设计、多种工艺技术的结合、性能表征等方法,制备了PBT/壳聚糖单向导水非织造材料,并研究了其在细胞过滤与释放中的应用潜力。PBT/壳聚糖单向导水非织造材料的制备思路可概括为:(1)熔喷工艺技术制备PBT非织造过滤基材;(2)低温等离子体技术获得单面亲水性能;(3)壳聚糖醋酸溶液涂层制备PBT/壳聚糖单向导水非织造材料;(4)交联获得稳定的结构与性能。最后,评价该材料对细胞过滤与释放的效果。首先,以挤出量为参数,对熔喷工艺进行了研究。实验结果表明,当挤出量在0.01-0.07 g/min范围内时,随着挤出量的增加,熔喷纤维直径逐渐增加,纤维直径分布更加宽泛,平均孔径和最大孔径都逐渐增大。因此,采用不同的熔喷工艺参数制备了具有相同面密度和厚度的PBT熔喷非织造材料(1#、2#、3#)。通过对这三种样品的纤维直径、孔径及其分布、力学性能及透气性能的分析,选定纤维直径和孔径较小的、断裂应力较大的1#样品作为单向导水非织造过滤基材。然后,为了有效地过滤与释放细胞,我们用1#样品和壳聚糖为原料制备了PBT/壳聚糖单向导水非织造材料,探讨了低温等离子体处理的最佳工艺参数和最佳壳聚糖浓度。研究发现,当低温等离子体处理时间为10 s,材料具有最大的双面润湿差异性,因此低温等离子体处理的最佳工艺参数为:处理气体为氧气,真空度为10%,处理时间为10 s。当壳聚糖浓度在0.01-0.04 g/mL范围内时,随着壳聚糖浓度的增加,材料的面密度增加、平均孔径和最大孔径减小、透气性减小、MD和CD方向的断裂应力增加,断裂应变降低,而厚度变化不大。此外,利用扫描电子显微镜分析(SEM)、X射线能谱元素像分析(EDSMapping)、红外光谱分析(FITR-ATR)、X射线光电子能谱分析(XPS)、差式扫描量热法(DSC)、热重法(TG)等手段对材料的理化性能进行了表征。结果表明,当壳聚糖浓度为0.04 g/mL时,PBT/壳聚糖单向导水非织造材料在厚度方向上呈现明显的梯度润湿性。涂层面有壳聚糖存在而亲水,未涂层面没有壳聚糖而疏水。因此,该材料单向导水效果显著,水滴能在3 s内完全渗透到亲水面,且在200℃以下不会热分解,具有良好的热稳定性。最后,将PBT/壳聚糖单向导水非织造材料组装成新型细胞过滤器,对细胞进行过滤与释放实验,与离心法对比,研究分析材料的生物相容性,细胞收集率,细胞活性以及材料的可重复使用性能。结果表明,PBT/壳聚糖单向导水非织造材料具有良好的生物相容性,使细胞易于增殖。由于材料的未涂层面疏水,在短时间内细胞不易粘附,因此在进行细胞过滤后,仅通过轻轻晃动该材料就可以轻易释放掉未涂层面上的所有细胞。当壳聚糖浓度为0.04 g/mL时,材料的细胞收集率达99%以上,高于离心法所得,且能有效地去除溶液中的EDTA。过滤法不仅不会影响细胞活性,而且还能重复使用。材料在重复使用50次后,仍然保持细胞收集率和膜通量不变,且紫外灯长时间照射后,强力损失较低,具有良好的可重复使用性能。综上所述,本课题结合多种技术制备出PBT/壳聚糖单向导水非织造材料,优化工艺参数并测试了材料的理化性能,组装了新型细胞过滤器后对比分析过滤法和离心法的异同,结果证明PBT/壳聚糖单向导水非织造材料在细胞过滤与释放的应用上有明显的优势。

关键词： PBT熔喷非织造材料单向导水细胞过滤与释放低温等离子体壳聚糖

载药型单向导水纳米纤维功能敷料的制备及性能研究

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载药型单向导水纳米纤维功能敷料的制备及性能研究

作者：孙利天津工业大学

学位级别：硕士

在日常生活中,人们不可避免地受到外界伤害而形成各种伤口。细菌感染、伤口渗出液过多是影响伤口愈合的主要因素,选择一种理想的敷料对于伤口愈合具有重要的意义。然而目前研究的伤口敷料功能性较单一,不能满足人们的要求,因此为了促进... 详细信息

在日常生活中,人们不可避免地受到外界伤害而形成各种伤口。细菌感染、伤口渗出液过多是影响伤口愈合的主要因素,选择一种理想的敷料对于伤口愈合具有重要的意义。然而目前研究的伤口敷料功能性较单一,不能满足人们的要求,因此为了促进伤口愈合,使伤口敷料同时具有抗菌抗氧化、载药缓释、单向导水以及监测伤口愈合的功能在目前研究中仍然是一个挑战。在本研究中,基于层层组装策略,通过静电纺丝和静电喷涂技术构建了一种多功能的Janus复合膜,使复合膜具有优异的载药缓释性和抗菌抗氧化性,以及具有良好的生物相容性,并赋予其单向导水和指示创面愈合的功能。主要研究内容如下:首先合成氨基化的介孔二氧化硅纳米颗粒（MSN-NH）,接着利用静电喷涂技术制备出氨基化的介孔二氧化硅-壳聚糖（MSN-NH-CS）微球,并将姜黄素（CUR）作为药物负载在微球中,形成了MSN-NH-CS/CUR微球,为提高CUR的生物利用度提供可行的研究思路。药物释放性能测试结果显示微球在551 h时的累计释放量为5.36%,具有优异的药物缓释性能。其次,为了在提高CUR生物利用度的同时构建一种具有单向导水功能的纳米纤维膜,本研究通过静电纺丝技术将疏水层聚己内酯@姜黄素/丝素蛋白（PCL@CUR/SF）纳米纤维膜与亲水层聚丙烯腈@聚多巴胺（PAN@PDA）纳米纤维膜结合,并调节疏水层纺丝时间制备单向导水PPCF纳米纤维膜,累积单向传递指数最高可达724%。通过对纤维膜的药物释放性能测试得出PPCF纳米纤维膜在511 h时的累积释放率为6.42%,具有优异的缓释性能。最后,为提高复合膜的载药量,实现双重载药的功能。将制备的MSN-NH-CS/CUR微球静电喷涂在PPCF纳米纤维膜的疏水层上,并调节静电喷涂时间制备出多功能Janus复合膜。其中,在疏水层和载药层中含有CUR,提高了CUR的生物利用度。探究了复合膜的单向导水性机理,并分析了复合膜的多功能特性。结果显示,复合膜具有优异的药物缓释性和抗菌抗氧化性能;p H测试结果表明复合膜可以作为伤口愈合过程中的p H指标;MTT实验和细胞粘附性实验证明了复合膜具有良好的生物相容性。这种多功能的Janus复合膜将有助于伤口管理和治疗。

关键词：敷料静电纺丝单向导水抗菌抗氧化性

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亲疏复合材料的制备及其单向导水性能研究

亲疏复合材料的制备及其单向导水性能研究

作者：李书华天津工业大学

学位级别：硕士

纺织用品与我们生活中的衣、食、住、行、和健康等息息相关。随着科技和经济的发展,人们生活水平在不断提高,传统的纺织品面料难以满足人们更高的需求,因此,一些功能型、环保型纺织品成为目前研究的热点。在炎热的夏季或一些特殊工作环... 详细信息

纺织用品与我们生活中的衣、食、住、行、和健康等息息相关。随着科技和经济的发展,人们生活水平在不断提高,传统的纺织品面料难以满足人们更高的需求,因此,一些功能型、环保型纺织品成为目前研究的热点。在炎热的夏季或一些特殊工作环境下,人体会大量出汗,传统纺织品会迅速吸湿贴附在皮肤表面,潮湿环境容易引起皮肤疾病;然而具有单向导水性能的亲疏复合型纺织品材料,可以及时将汗液排出体外,而不能反向渗透,实现汗液的单向运输,保持人体皮肤表面干燥,有利于人体健康。本文以亲水性非织造布为基材,利用单面疏水改性方法,制备出具有单向导水性能的亲疏复合材料,并对其结构和性能进行了对比测试优化。在常温常压条件下,通过“水解-缩合”反应,制备了成型良好的硅凝胶固体,稀释分散获得硅凝胶分散液(Ormosil)。结果表明,Ormosil颗粒表面结构粗糙,含有Si-C特征官能团,可负载于材料表面提高粗糙度,且具有一定疏水性。选用环保无氟低表面能物质聚二甲基硅氧烷(PDMS),利用简单喷涂法对非织造布单面疏水改性,制备出具有相反浸润特性的“三明治涂层”亲疏复合材料(PDMS-Ormosil-PDMS@非织造布),并与未处理非织造布、单独硅凝胶处理非织造布(Ormosil@非织造布)、单独PDMS处理非织造布(PDMS@非织造布)进行对比测试分析。结果表明,PDMS-Ormosil-PDMS@非织造布表现出最优的疏水性,接触角为137°;水滴在疏水侧的单向运输时间为5.1 s;单向导水能力指标R(%)=907.67%,具有优越的单向导水性能;同时,具有良好的机械耐磨性和透气性。选用低成本低表面能物质聚氯乙烯(PVC),通过静电纺丝和喷涂方法对非织造布单面疏水改性,制备出具有相反浸润特性和孔径梯度结构的硅凝胶-PVC纳米纤维亲疏复合材料(Ormosil-PVC@非织造布),并与非织造布、Ormosil@非织造布、单独PVC非织造布(PVC@非织造布)进行对比测试分析。结果表明,Ormosil-PVC@非织造布表现出最优的疏水性,接触角为139°;水滴在疏水侧的单向运输时间为4.9 s;单向导水能力指标R(%)=313.71%,具有较好的单向导水性能;同时具有较好的机械耐磨性和透气性。

关键词：亲疏复合材料单向导水硅凝胶聚二甲基硅氧烷纳米纤维膜

警用面料的单向导水性能与单向传递指数测试分析

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中国纤检 2023年第8期 64-66页

作者：董彪成强中国人民武装警察部队后勤部直属保障大队军需能源质量监督站中联品检(北京)检验技术有限公司

本文选取涤棉双面针织布和单向导水涤纶针织布两种面料,通过测试面料两面的单向导水性能和单向传递指数,表明两种测试方法均能表明不同面料单向导水的能力,并且两种测试方法在单向导水的判断具有一致性,为研发和评价单向导湿面料提供参... 详细信息

本文选取涤棉双面针织布和单向导水涤纶针织布两种面料,通过测试面料两面的单向导水性能和单向传递指数,表明两种测试方法均能表明不同面料单向导水的能力,并且两种测试方法在单向导水的判断具有一致性,为研发和评价单向导湿面料提供参考依据。

关键词：面料单向导水单向传递指数

WPU超双疏网面涂膜的制备及其单向导水保鲜衬垫的性能研究

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WPU超双疏网面涂膜的制备及其单向导水保鲜衬垫的性能研究