低温环境下多孔防水透湿织物热湿传递特性的实验与理论研究.pdf

摘 要 中文提要： 防水透湿织物是国内外研究开发的功能性高刚加值纺织品的典 型实例。目前，国外几家公司由于掌握着核心技术而葶断了高端产品 的市场，如：美国的Gore—tex@将聚四氟乙烯PTFE拉仲的多孔膜与 织物复合，德国的Sympatex⑧采用聚酯涂层或成膜后与织物复合。最 近几年，国内许多印染企业都以聚氨酯涂层工艺牛产防水透湿织物， 存在着盲目铺摊子、低水平重复建设的趋势，缺乏核心技术，产品质 量低，透湿性能差，影响穿着舒适性。 膜复合防水透湿织物在根本上改变J，织物由纱线交织形成的结 构，并影响织物热湿传递特性，此外，防水透湿织物应用在雨雪等低 温环境，迄今为止，织物热湿传递特性实验在常温下进行，未能揭示 织物在低温环境(O℃以下)热湿传递特性。 本论文研制了一套低温环境下织物热湿传递特性试验装置，该装 置使用半导体制冷装置模拟低温环境，环境模拟温度范围人，模拟温 度恒定，并通过传感技术和计算机测量技术，实现连续动态的多通道 温湿度数据采集。温度和相对湿度测量精度高，计算机自动记录实验 数据。然后，在模拟环境温度20℃和．20℃，实验得到水浴的水气蒸 发率(模拟人体出汗)、织物表面水凝结率、透过织物的水气蒸发率 和织物内外表面的温度和相对湿度，并计算了水蒸气压力和织物在不 同温度下的湿阻等，得到防水透湿织物在低温环境卜湿传递特性：湿 阻与织物表面水凝结无关，在寒冷环境下(一20℃)，织物内表面结冰， 也不能降低水气透过织物。 此外，论文还从Kelvin凝结核理论探析了水蒸气在织物表面凝结 fI 低温环境F多孔膜防水透湿织物热湿传递特性的实验与理论研究 与织物孔隙结构的关系：凝结易发生在多孔膜防水透湿织物L，而不 易发生在常规织物上，并提出用P．T图表征水蒸气在织物表面的凝结 现象。实验初探了在低温下由内衣层、中间保暖层、外衣层组成的 着装的热湿传递特性：凝结发生在内衣层和中间保暖层。 最后，通过扫描电子显微镜观测各类防水透湿织物的形态结构， 提出了膜孔隙形态结构不同，需要建立不同的模型来描述正确的湿传 湿传递的非线性方程，在热湿稳态传递时求解预测了不同环境温度和 织物孔隙结构下，多孔膜防水透湿织物的透湿率：在环境温度．20。C 时，透过织物的水蒸气模拟值较小，即在低温环境下，织物易产生凝 结，而实际测试得到的透过织物水蒸气量实验值较大，是由于冰的升 华引起的：合理增大织物复合膜孔隙直径，或增大孔隙率，能改善防 水透湿织物的透湿性能。 本论文对防水透湿织物透湿机理的阐述，为发展具有自主知识产 权的防水透湿织物及其舒适性功能纺织品的加工工艺提供有益的借 鉴。 关键词：防水透湿织物、低温、热湿传递、凝结、孔径 IIJ 摘 耍 A onHeat and Study Water Transfer Vapor throughWaterproof BreathableFabricswith Membraneunder Micro—pore SubzeroClimate Abstract： breathable akindofadvanced Waterproof fabrics(WBFs)is functional marketsare dominated textiles．Now,the largely byrelatively of PTFE small suchasGore··tex@fabrics gro