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基于高强布的防刺鞋制备与性能表征

作　者: 朱静
导　师: 杜赵群
学　校: 东华大学
专　业: 纺织材料与纺织品设计
关键词: 防刺鞋高强机织物二氧化硅涂层防刺性舒适性
分类号: TS943.78
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

防刺鞋对于工地、丛林行军、涉水作业等特殊领域工作人员的安全极为重要,目前其防刺有效设计结构为鞋底加入各种结构的钢板,虽减少了成本,但太硬,易导致人脚疲劳而受损。据此本课题在于制备基于高强机织布料的柔性防刺鞋并进行对应性能研究；首先探讨纱线捻度、二氧化硅涂层剂体积分数、刺割刀具角度和刺割纱线根数对纱线刺割性能影响,并依据测试结果,优选纱线进行机织织造；再探究不同经纬密和组织结构的机织物的防刺性能,依据防刺测试结果设计防刺鞋；接着依据防刺鞋的防刺和舒适性要求,采取机织物叠层组合优选出防刺鞋的鞋面和鞋底的叠层方案,并使用涂层缝合法成型防刺鞋；并通过防刺鞋性能研究与分析,获得有效的测试方法与表征指标。本课题通过以上研究,得出以下结论：(1)纱线刺割性影响因素及分析：纱线刺割强力随着捻度增大呈现非线性趋势,表现为先上升后减小,因此纱线存在最佳捻度,对于733.3dtex涤纶、590.5dtex和393.6dtex的芳砜纶纱线其最佳刺割捻度分别为120捻/10cm、100捻/10cm和55捻/10cm；(2)二氧化硅涂层剂渗入纱线内部,增强纤维间摩擦力和纱线间交织阻力,提高纱线刺割强力。刀具顶角对纱线的刺割强力有影响,刀具顶角小的刀具更容易破坏纱线。不同纱线刺割根数影响平均刺割强力,随纱线根数增加,纱线平均刺割强力成下降趋势；(3)织物刺割影响因素及分析：在一定范围内提高织物经纬纱线排列密度能提高织物刺割强力；并随着经纬密增加,同样材料的斜纹织物和平纹织物的刺割强力成接近趋势,当纱线细度为590.5dtex,经纬密为268根/l0cm时,芳砜纶平纹布的刺割强力与芳砜纶斜纹布较接近,因此在高经纬密时可采用1/2斜纹代替平纹织物,以达到满足防刺性同时有效成形的作用；(4)以30nm粒径的二氧化硅和PEG200配置的高强机织布涂层剂可提高高强机织布的刺割强力,二氧化硅体积分数为25%时的鞋底的刺割强力提高为6.7%,体积分数为65%时提升了14.6%；并发现,在一定速度和能量的冲击下,二氧化硅涂层的高强机织布的防刺性能更优,对于本文的涤纶和玻璃纤维铺层复合织物,在刺入速度3.26m/s和刺入能量3.29J时防刺性能开始显现；(5)鞋底使用4层经纬密为168×168根/10cm的涤纶布和2层200×180根/10cm的玻璃纤维布进行交叉铺层并涂覆体积分数为65%的二氧化硅溶液,既起到35kg左右的防刺作用,又满足鞋子的透湿性和合脚性；(6)模拟人穿着鞋子的情况,提出了防刺鞋测试和表征的新方法。综上所述,基于高强布的防刺鞋制备和性能研究明晰了纱线和织物结构以及涂层剂配比与防刺性能间的关系,为柔性、舒适和高效防刺的防刺鞋结构设计提供了科学依据,为防刺鞋的性能分析提供了有效的测试手段和表征方法。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-10
1 绪论  10-20
  1.1 防刺鞋的研究现状  10-14
  1.2 个体防刺割材料的研究及现状  14-18
  1.3 课题研究内容和意义  18-20
2 纱线性能对防刺性能影响  20-34
  2.1 试样与实验  20-25
  2.2 不同试验条件下的结果与分析  25-31
  2.3 不同试验方法间的差异及分析  31
  2.4 本章小结  31-34
3 防刺机织物的研制及测试  34-43
  3.1 机织物的上机织造  34-36
  3.2 测量试验  36-37
  3.3 织物刺割的结果与分析  37-42
  3.4 本章小结  42-43
4 防刺鞋的成型与测试  43-66
  4.1 防刺鞋的设计  43-49
  4.2 防刺鞋的成型  49-55
  4.4 防刺鞋防刺性的实测结果及分析  55-64
  4.5 本章小结  64-66
5 结论  66-68
  5.1 结论  66-67
  5.2 工作展望  67-68
参考文献  68-72
附录  72-77
论文发表情况  77-78
致谢  78

基于高强布的防刺鞋制备与性能表征

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