美国国际产业用纺织品会议前瞻理论集萃

361025952

                               
登录/注册后可看大图

　　编者的话 刚刚在美国佛罗里达州落幕的国际产业用纺织品会议上，国际产业用纺织品协会的工作人员、各国产业用纺织品企业代表及专家教授共聚一堂，在充分讨论产业用纺织品发展的同时，演讲者带来的新技术、新课题也引发了各方热议。产业用纺织品有较高的科技含量，能给人带来安全和舒适，市场前景良好。如今市场需求迫切，期待高端产品。然而较多的企业在比较低端的纺织品上有作为，但高端产品实属不多。本次大会紧紧围绕主题“高端科技——战略性新兴产业发展的驱动器”，请来专业人士对产业用纺织品高端产品的最新技术及课题进行诠释，如使用光纤技术的防爆炸面料Xtegra，经过改良后有望在多个领域使用；能够选择起始织物结构（强度、孔隙率、拉伸、厚度等）的超常规面料，并控制面料表面与定制的导电性高分子膜的电阻率，从而应用于多种领域；通过2D的数学模型创建一个声学斗篷的原型等。本报特将本次会议受到关注度最高的3位专家带来的成果展示给读者。
　　Xtegra引领光纤系列产品应用范围成倍扩大
　　□ 美国先进技术纺织品公司总裁　大卫·奥基夫
　　未来，Xtegra产品有可能被用于医用纺织品，但由于其基于完全新颖的概念，所以被各行业接受还需要一段时间。目前对于Xtegra产品的应用设想包括安全带、绷带、牙线、手术缝合线、自我调节的过滤器、扭矩测量系统、抗真菌和抗微生物的衣物、帐篷和庇护所、施工材料等。
　　通常一个新技术的出现，都会彻底改变以往解决一个待定问题的方法，或是解决一个待定的市场和超越发明者的原意。目前，光纤产品大多数以多蕊束的管状方式呈现，平面织物形式的产品在生活中极为罕见，尤其光纤织物具有轻薄、柔软、舒适透气、耐折、节能等优势，加上多样化色彩及价格优势，衍生商机可期。
　　测试显示冲击波能量消散高达25%
　　光纤技术产品Xtegra的出现就是如此，它对于一些行业（从建造业到医学业）具有变革性的影响。作为防爆炸面料，Xtegra产品能够自动调节对其施加的外力，因为它的“功率线程”包裹在非弹性纤维中。
　　Xtegra产品最初是准备被制造成爆炸窗帘的材料，用来防止飞溅的玻璃和其他爆炸碎片扎伤人，然而现在它被用于更多的用途之中。全球反恐战争、各种爆炸装置和自杀式炸弹袭击者的存在引发了更轻、更好、更便宜的装甲防护产品的需求。Xtegra可以与其他材料配合使用，从而制造出具有防护性能的产品，如与Kevlar纤维结合。
　　Xtegra的诞生采用了革命性的技术，通过爆炸和弹道测试，因此被引入到军事领域中。在所有行业中，取得进展的必要因素就是协作。联邦建筑物、大使馆、军队和警察，都在寻求更好的炸弹爆炸保护。现在已经有ZF引进了Xtegra产品线，如帐篷、座椅系统、防剥落衬层和防弹衣。
　　防爆炸窗帘市场目前主要是一些纯粹的面料，这些纯粹的材料并不能够减轻爆炸的冲击波，而Xtegra已在测试中显示，冲击波能量消散高达25%。此外，Xtegra被一些光线通过时，它一般是不透明的，因此可用于重帐幔。如今防爆炸窗帘市场的要求变高，纯粹的面料已不能满足要求。如今正在研究开发的半透明Xtegra产品仍然可以减轻冲击波。
　　潜在的医疗用途全新概念有待接受
　　对于一些装甲应用，往往需要更多的刚性材料。英国国防部和各种保护产品的制造商正在对多层Xtegra产品和环氧树脂粘合在一起进行测试，看其是否能够符合要求。
　　Xtegra产品的潜在医疗用途包括改进的缝合线、药物输送系统，以及远程调节的绷带。美国国库署也在考虑未来的几代Xtegra产品，是否使用其他材料编织，包括光纤。想象一下，一个军事战斗制服的基本要求就是防子弹和抗爆，若使用光纤，可以跟踪一个士兵的位置和生命体征，进而对其提供用药，并可以远程收紧绷带或止血带。
　　未来，Xtegra产品有可能被用于医用纺织品，但由于其基于完全新颖的概念，所以被各行业接受还需要一段时间。目前对于Xtegra产品的应用设想包括安全带、绷带、牙线、手术缝合线、自我调节的过滤器、扭矩测量系统、溢油回收系统、飓风和抗爆石膏板、医药输送系统、抗真菌和抗微生物的衣物、帐篷和庇护所、施工材料等。这些产品若是今后作为Xtegra产品的衍生品开始出现在市场上，估计光纤技术的应用范围将成倍扩大。
　　EeonTex超常规面料在各应用领域自由切换
　　□ 美国Eeonyx公司总裁 　贾姆希德博士
　　EeonTex面料由于具有导电性而成为导体，只需在用面料制成的作训服上配置一块儿小型高性能蓄电池，并安装几根连接线，就能够很方便的给对讲机和照相机等设备供电，这也省去了士兵们携带各种各样电池的麻烦。
　　最令人感到兴奋的趋势是，开发商正在寻找能够选择起始织物结构（强度、孔隙率、拉伸、厚度等）的超常规面料，并控制面料表面与定制的导电性高分子膜的电阻率，从而用于各种各样的应用领域。例如，具有电活性的电子产业用纺织品、电阻加热器、雷达吸波复合材料、可折叠和低雷达截面天线等。
　　结合纳米金属微粒有效吸收外界能量
　　EeonTex面料可以吸收40%～50%的辐射波，另外还有15%辐射波的传输是看不见的，因为它永远不会返回雷达。例如，在移动的情况下，要区别风力涡轮机的叶片与飞机几乎是不可能的，甚至可以导致飞机从雷达上消失。但是作为复合增强材料的EeonTex面料就可以解决这一问题。EeonTex面料专注于通过纳米技术来解决客户和市场的需求。EeonTex生产线使我们能够在一个很宽的范围内调试纱线的导电性，以使电活性纺织品更加耐用。
　　此外，用于服装面料时，在EeonTex面料中加入少量的纳米金属微粒，即可防止周围环境中的尘埃接触人体，能有效吸收外界能量，并辐射与人体生物波波谱相同的远红外线，产生人体细胞的共振活化现象，具有保温和抑菌、促进血液循环、增强免疫力等卫生保健作用。
　　“干性膜层”为织物带来良好导电性
　　市场需要崭新的高性能材料，EeonTex面料是目前使用中最活跃并且最值得关注的面料，可用于创建人工视野机场、天然系统远洋船、伪装网等，甚至是可折叠辐射的天线。此外，经过涂层处理，EeonTex还可用于纱线、织物、毛毡、薄膜等部件。
　　传统的电阻加热器运行时，会有电流从毯子或者服装的加热线圈通过，这种类型的产品效率低下，并且容易出现热量分布不均匀的情况。但EeonTex织物的整个表面是导电的，并可以安全、高效、均匀加热。
　　将EeonTex材料涂抹在电阻加热器上之后，加热器表面留下的是无色透明且厚度不超过1微米的“干性膜层”，此膜层能有效保持良好的导电性，防止触点接触电阻增大。其优良的导电性可完全消除接触不良的现象，防止引发火灾或者产生用电故障，极大地提高了设备运行的可靠性和安全性。
　　EeonTex织物电阻器还可用于高档医院的保温毯，在特种部队“变色龙迷彩”技术背心的使用中也是游刃有余的，如果进一步修改，还能在加热过程中改变背心的颜色、花色和图案。使用EeonTex织物，并采用特殊工艺来编织，在轻便之余，织物的导电性也为士兵提供了其他方面的便利。EeonTex面料由于具有导电性而成为导体，只需在用面料制成的作训服上配置一块儿小型高性能蓄电池，并安装几根连接线，就能够很方便的给对讲机和照相机等设备供电，这也省去了士兵们携带各种各样电池的麻烦。
　　现代吸声技术有望借助数字化实现真正隐身
　　□ 国际产业用纺织品协会安全与技术产品部经理 戴维
　　一家研究所的课题组提出了一种基于局域共振吸声基元网络化的宽频水下吸声材料新构想——“声子玻璃”新型水下吸声材料。他们利用多孔材料骨架并结合共振吸声原理，构筑了具有宽频多模态振动模式的吸声材料，同时多孔骨架复材大大提高了材料的耐高静水压力的能力。
　　众所周知，吸声材料往往存在于天花板或是地板上，如声学天花板或地毯。当然，分频器窗帘也很有吸声效果，但是其缺点是会遮挡阳光。然而最近，瑞士的研究人员开发出了一款既可以吸收声波，又可以让光线通过的轻量级窗帘，这款新产品可以在办公室中使用。瑞士联邦材料科学与技术实验室的研究人员们使用了数字化的技术，将改性后的聚酯纱线交织在一起制造出具有吸收特性、耐火性和透光性的面料。
　　多孔材料骨架提升耐高静水压力能力
　　性能优异的现代水下吸声材料具有广泛的应用前景和迫切的现实需要。目前亟待解决的关键技术问题是提高材料在宽频范围内的吸声能力、保持材料在高静水压力下的强吸声特性以及加强复杂环境下材料的综合服役性能。
　　最近一家研究所的课题组提出了一种基于局域共振吸声基元网络化的宽频水下吸声材料新构想——“声子玻璃”新型水下吸声材料。他们利用多孔材料骨架并结合共振吸声原理，构筑了具有宽频多模态振动模式的吸声材料，实现了宽频强吸声特性，同时多孔骨架复合材料大大提高了材料的耐高静水压力的能力。
　　此外，在前期工作中，为了满足现代水下吸声材料对宽频吸声频谱可以被任意剪裁的需要，该课题组通过将二维局域共振单元与木堆结构相结合，提出了一种被称作局域共振声子木堆的水下吸声材料，这种材料可以拓宽和控制吸声频谱。
　　利用2D数学模型创建声学斗篷原型
　　如今有一个新的转折点出现在这项有趣的技术领域，位于西班牙巴仑西亚市具有悠久历史的巴仑西亚大学和巴仑西亚理工大学的研究人员，目前已经通过一个2D的数学模型创建了一个声学斗篷的原型。
　　目前对不同的声音进行消除的技术是基于相消干扰的原理，两列声波如果完全异相，因而其叠加就为零，这样我们就听不到声音。而声学斗篷的原理与此有所差别，它是利用声音的波形特征绕过前方的物体，并没有改变声音的形状或者方向。
　　研究人员精确地将120个圆柱体安放在一个物体周围距离其22.5厘米的位置，每个圆柱体直径在15毫米。通过这个精密设计的实验，研究人员发现在特定频率的声波(3061赫兹，约100赫兹的带宽)，保持其原声源的波前模式，当这个特定的声波通过一个物体的时候，可以“优雅地滑过”物体的表面，绕过物体。研究人员表示，特定的圆柱体可以对应特定频率的声波，所以只要改变圆柱体在物体周围的分布情况，比如增加圆柱体的放置数量，就可以针对另一个频率的声波，达到“隐身”的目的。
　　据推测，这项技术的未来应用前景非常的广阔，在现实世界中，通过精确布置能使特定频率的声波绕前，可以使城市环境中拥有更好的音响效果，比如在表演大厅里，安静的头盔，前者可以使音乐表演更加的动听悦耳，后者可以使外界极端的噪声被过滤掉，达到保护听力的作用。