新型產(chǎn)業(yè)用紡織品的應用實例

新型產(chǎn)業(yè)用紡織品的應用實例東華大學紡織學院（2016）現(xiàn)在是1頁\一共有77頁\編輯于星期一Contents2.量子隱身衣1.防火卷簾門3.多光譜隱身服

4.ETFE-乙烯-四氟乙烯共聚物

5.纖維纜在深水FPSO中的應用6.降落傘用紡織品現(xiàn)在是2頁\一共有77頁\編輯于星期一防火卷簾防火卷簾是一種適用于建筑物較大洞口處的防火、隔熱設施，防火卷簾簾面通過傳動裝置和控制系統(tǒng)達到卷簾的升降，起到防火、隔火作用。防火卷簾門廣泛應用于工業(yè)與民用建筑的防火隔斷區(qū)，能有效地阻止火勢蔓延，保障生命財產(chǎn)安全，是現(xiàn)代建筑中不可缺少的防火設施?，F(xiàn)在是3頁\一共有77頁\編輯于星期一根據(jù)《GB14102-2005防火卷簾》，防火卷簾按照耐火極限分類，可分為：鋼質(zhì)防火卷簾鋼質(zhì)防火、防煙卷簾無機纖維復合防火卷簾無機纖維復合防火、防煙卷簾特級防火卷簾現(xiàn)在是4頁\一共有77頁\編輯于星期一鋼制防火卷簾門鋼制防火卷簾門是單板式的，其簾面一般是用0.5～1.5mm厚的薄鋼板經(jīng)剪裁軋制成的帶狀簾片串接而成，強度高，耐火性能和隔熱性能卻很差?，F(xiàn)在是5頁\一共有77頁\編輯于星期一復合型鋼制防火卷簾門現(xiàn)在是6頁\一共有77頁\編輯于星期一復合型鋼質(zhì)防火卷簾簾面是由兩層薄鋼帶中間夾一層無機纖維隔熱材料組成的復合夾芯簾片串接而成。目前各廠家使用的無機纖維隔熱材料主要有巖棉、礦棉、玻璃棉或硅酸鋁纖維(亦稱陶瓷纖維)等?，F(xiàn)在是7頁\一共有77頁\編輯于星期一無機纖維復合防火卷簾無機纖維復合防火卷簾是指用無機纖維材料做簾面（內(nèi)配不銹鋼絲或不銹鋼絲繩），用鋼質(zhì)材料做夾板、導軌、座板、門楣、箱體等，并配以卷門機和控制箱所組成的能符合耐火完整性要求的卷簾。現(xiàn)在是8頁\一共有77頁\編輯于星期一現(xiàn)在是9頁\一共有77頁\編輯于星期一無機防火卷簾的組成如下：防火裝飾布、防火熱輻射布、防火棉氈、防火布、防火網(wǎng)、防火線現(xiàn)在是10頁\一共有77頁\編輯于星期一防火裝飾布因其具有很好的裝飾性、防火性、色彩鮮艷，故被用在高級無機防火卷簾的最外層作為裝飾層。主要為彩色玻璃纖維布。防火熱輻射布具有很好的熱輻射性、光輻射性；同時具有防火、隔熱、防腐性能。被用在無機防火卷簾的背火面，作熱輻射層。主要有玻璃纖維鋁箔布、其它防火纖維鋁箔布?，F(xiàn)在是11頁\一共有77頁\編輯于星期一防火棉氈具有很好的防火、隔熱、防腐性能。故被用作無機防火卷簾的中間防火隔熱層。主要有：陶瓷纖維棉氈、硅酸鹽纖維棉氈。防火布因其具有很好的防火性、耐高溫性。故被用作無機防火卷簾的中間防火保護層。主要產(chǎn)品有：陶瓷纖維布、硅酸鹽纖維棉氈?，F(xiàn)在是12頁\一共有77頁\編輯于星期一防火網(wǎng)用作無機防火卷簾簾面整體平整、固定。主要有：無機防火網(wǎng)（柔軟型），金屬防火網(wǎng)。防火線用作無機防火卷簾簾面縫制?，F(xiàn)在是13頁\一共有77頁\編輯于星期一Quantumcloak

現(xiàn)在是14頁\一共有77頁\編輯于星期一量子隱形衣量子隱形衣，通過特殊的“量子隱形”材料實現(xiàn)隱形效果。該材料可折射周圍光線來實現(xiàn)“完全隱形”。利用量子隱形衣，戰(zhàn)場的士兵可以通過隱形來完成高難度的作戰(zhàn)任務?，F(xiàn)在是15頁\一共有77頁\編輯于星期一原理

隱身衣即是具有隱身效果的“衣服”，穿上它的物體將無法被肉眼、雷達等觀察或探測到。視覺隱身的原理實際上是引導光波等“轉向”。人之所以能看到物體，是因為物體反射了不同色光。如果有一種材料敷在物體表面，能引著被物體阻擋的光波繞著走，仿佛沒有任何阻擋，那么肉眼就會覺得物體似乎不存在了?，F(xiàn)在是16頁\一共有77頁\編輯于星期一原理現(xiàn)在是17頁\一共有77頁\編輯于星期一材料

量子隱形偽裝材料是由加拿大生物公司HyperstealthBiotechnology研發(fā)出名為“量子隱形”的先進材料（隱形面料），通過彎曲光線達到隱形目的。由于目前Hyperstealth公司僅在其官方網(wǎng)站上發(fā)布了一些“量子隱形”材料的效果圖，而并沒有披露更多的技術細節(jié)，因而對于具體的量子隱形材料，沒有權威的介紹?；趪鴥?nèi)對隱形材料的研究，我們推測此種量子隱形材料可能是使用“超材料”研制而成?，F(xiàn)在是18頁\一共有77頁\編輯于星期一材料超材料（Metamaterial）是指具有天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)的人工復合結構或復合材料。超材料可研制出使光線彎曲的材料，理論學家認為,超材料能夠被用來制造各種各樣的隱形裝置,這些裝置能使物體周圍的光等電磁波“繞道而行”,使物體變得不可見?，F(xiàn)在是19頁\一共有77頁\編輯于星期一材料

圖上顯示的是由加州大學伯克利分校的研究人員開發(fā)的超材料的兩個掃描電子顯微鏡圖像——頂視圖和側視圖。這種材料是由內(nèi)嵌在多孔氧化鋁內(nèi)的平行納米線組成。當可見光通過這種材料時，光線發(fā)生眾所周知的負折射現(xiàn)象，運行方向向后偏轉。現(xiàn)在是20頁\一共有77頁\編輯于星期一材料

超材料現(xiàn)在是21頁\一共有77頁\編輯于星期一“復仇女神”多光譜偽裝服現(xiàn)在是22頁\一共有77頁\編輯于星期一簡介美軍隱身服新革命---火雞服據(jù)美國《國防》月刊2014年1月號報道，戈爾公司（Gore）和雷文航空之星公司（RavenAerostar）聯(lián)合推出了一款被稱為“火雞服（TurkeySuit)”的復仇女神多光譜偽裝服，這款偽裝服可以縮短近紅外、短中長波紅外傳感器以及先進雷達技術的探測距離?，F(xiàn)在是23頁\一共有77頁\編輯于星期一簡介眾所周知，利用熱成像傳感器能夠對敵方士兵的動靜進行準確監(jiān)測，尤其是在可視距離較短的晚上，由于此前熱成像傳感器的售價非常昂貴，這也一度讓美軍在夜間作戰(zhàn)中占據(jù)較大的優(yōu)勢。但是，如今的非法武裝分子在網(wǎng)上就能買到熱成像傳感器，有的甚至只需安裝一款熱成像的應用即可，這也讓美軍不得不尋找能夠提升士兵隱身效果的偽裝服，而“火雞服”就是為了滿足這一需求而誕生的。

現(xiàn)在是24頁\一共有77頁\編輯于星期一簡介圖為士兵穿上火雞隱身服后的效果現(xiàn)在是25頁\一共有77頁\編輯于星期一普通的隱身服在紅外傳感器和熱傳感器面前原形畢露性能特點現(xiàn)在是26頁\一共有77頁\編輯于星期一新隱身服在多種氣候和天氣條件下都有效，且隱身性好性能特點現(xiàn)在是27頁\一共有77頁\編輯于星期一其面料模仿樹葉，這有助于隱藏身體輪廓，避免被發(fā)現(xiàn).性能特點現(xiàn)在是28頁\一共有77頁\編輯于星期一隱身服還設計了網(wǎng)狀結構，有助于透氣,它的外層設計和透氣性使他們在熱天感覺涼爽性能特點現(xiàn)在是29頁\一共有77頁\編輯于星期一單體A新的“火雞服”將熱傳感器的探測距離（約1524米）縮減超過一半性能特點現(xiàn)在是30頁\一共有77頁\編輯于星期一該套裝由一件外套、一條褲子、一個兜帽和一個面罩組成，穿起來就像一件大衣，多個軍種的士兵已經(jīng)試穿了這種新偽裝服.麥克德阿蒙說，戈爾公司最近將目標鎖定在特種作戰(zhàn)方面的顧客身上，但這套軍服也適用于陸軍狙擊手和偵察隊。每套服裝售價2900美元（約合人民幣1.8萬元），但批量購買能便宜些。報道稱，盡管公司已經(jīng)賣出了許多復仇女神套裝，但公司主管不愿透露顧客是誰以及購買數(shù)量。軍事應用現(xiàn)在是31頁\一共有77頁\編輯于星期一這種新隱身服使用“復仇女神（NEMESIS）”材料，可以隨意分解、驅散身體熱量，這樣一來，在被紅外裝置掃視后，使用者的輪廓就不會被看見。我們的目標是使這一系統(tǒng)基本上與你所看到的環(huán)境相吻合，你實際上想要一些地方熱、一些地方冷。你想要它看起來不像人的身體，我們試圖反射環(huán)境的熱能并分散它。我們還試圖讓身體的熱量仍能隨意散出，這樣它就不會全部朝著傳感器方向散出?！?/p>

——戈爾公司的先進軍用產(chǎn)品業(yè)務主管約翰·霍爾庫姆相關評價現(xiàn)在是32頁\一共有77頁\編輯于星期一相關評價戈爾公司設計的服裝可以在不同的氣候和天氣條件下即刻發(fā)揮作用，不過也有例外。如，它在高溫的沙漠里就無法發(fā)揮作用，因為在這種環(huán)境下，生命有機體的溫度要比周邊環(huán)境冷得多。

——戈爾公司的先進軍用產(chǎn)品業(yè)務主管約翰·霍爾庫姆現(xiàn)在是33頁\一共有77頁\編輯于星期一多光譜偽裝服的隱身原理材料對入射電磁波實現(xiàn)有效吸收，即將電磁波能量轉換為熱能或其它形式的能量而損耗掉。應用原理進入材料的電磁波由于材料的不同會被不同程度地吸收,只有當材料的復介電常數(shù)和復磁導率足夠大時,電磁波才能被迅速有效地損耗現(xiàn)在是34頁\一共有77頁\編輯于星期一根據(jù)“火雞服”的性能并查閱相關文獻，我們大膽推測其隱身材料為納米材料納米材料隱身原因1.納米微粒尺寸遠小于紅外及雷達波波長2.納米微粒材料的比表面積比常規(guī)粗粉大3～4個數(shù)量級,對紅外光和電磁波的吸收率也比常規(guī)材料大得多應用材料現(xiàn)在是35頁\一共有77頁\編輯于星期一未來發(fā)展

近年來，研究人員通過納米技術、表面改性、多相復合、形貌優(yōu)化等技術手段，從微觀結構到宏觀形貌對材料的電磁頻譜特性參數(shù)進行控制，提出了多種復合吸波材料。如片狀納米晶鐵磁顆粒、納米纖維及薄膜、基于周期結構復合吸波材料等。

碳納米管、石墨烯等電介質(zhì)材料還可通過提供介電損耗來豐富吸收機制，改善吸波性能，是未來隱身材料的發(fā)展方向?，F(xiàn)在是36頁\一共有77頁\編輯于星期一ETFE-乙烯-四氟乙烯共聚物現(xiàn)在是37頁\一共有77頁\編輯于星期一EFTE是什么？建筑用裝飾用目錄復合材料現(xiàn)在是38頁\一共有77頁\編輯于星期一一張膜的演變現(xiàn)在是39頁\一共有77頁\編輯于星期一

ETFE（乙烯-四氟乙烯共聚物）膜材是繼PVC（e聚氯乙烯）膜材、PTFE(聚四氟乙烯)膜材之后用于建筑結構的第三大類產(chǎn)品，已在國外一些體育場館、溫室中得到應用。

PVC膜材是在聚酯織物基層上涂覆PVC，PTFE膜材是在玻璃纖維上涂覆PTFE涂層，而ETFE膜材沒有織物或玻纖基層，但是大家仍把它歸到膜材這一類別中。是什么？現(xiàn)在是40頁\一共有77頁\編輯于星期一

膜材料的重量只是傳統(tǒng)建筑材料的1/30，在實現(xiàn)建筑結構輕量化的同時，從根本上克服了傳統(tǒng)結構在大跨度（無支撐）建筑上實現(xiàn)時所遇到的困難，可創(chuàng)造巨大的無遮擋的可視空間。

建筑膜結構有多種類型，較為典型的有骨架式膜、充氣膜和張拉膜等。

骨架式膜結構是由鋼或其他材料構成的剛性骨架，膜張拉并置于骨架上構成，這種結構中膜材料主要起覆蓋屋面的功能，不是維持建筑結構穩(wěn)定的基本結構單元，典型的建筑有2008年北京奧運會的主體育場——“鳥巢”。

張拉索膜結構由穩(wěn)定的空間雙曲張拉膜面、支承桿系、支承索等構成，在現(xiàn)代膜結構建筑的發(fā)展初期具有舉足輕重的作用，其中織物膜材料是維持張拉膜結構最重要的結構單元，具有很高的力學性能要求。

充氣膜結構包括氣承式和氣囊式兩種，前者利用室內(nèi)外的空氣壓力差來支承建筑屋面，由于難以有效抵抗惡劣氣候條件，在20世紀80年代后期逐漸淡出人們的視野；后者利用不同形狀的雙層膜充氣氣囊承受載荷，過去在大跨度建筑中較少使用，但由于建筑技術的進步和輕質(zhì)高透光率ETFE膜（乙烯-四氟乙烯共聚物）的應用，近年來有了明顯的發(fā)展，如國家游泳館“水立方”

是什么？現(xiàn)在是41頁\一共有77頁\編輯于星期一國家游泳館水立方&EFET充氣膜EFET成就了08年奧林匹克公園的“天圓地方”，水立方打開了中國建筑用材的新篇章。建筑用現(xiàn)在是42頁\一共有77頁\編輯于星期一Whyme?Propoties

B1、DIN4102防火等級標準

幾乎不受任何化學試劑腐蝕、耐候性抗粘著表面使其具有高抗污，自潔性好，建筑表皮維護簡單

質(zhì)輕，韌性好、抗拉強度高、不易被撕裂，延展性大于400%建筑用能抵抗惡劣颶風冰雹等天氣維護建筑表皮簡單

自熄，難燃，無煙

能抵抗外力的沖擊

現(xiàn)在是43頁\一共有77頁\編輯于星期一建筑用現(xiàn)在是44頁\一共有77頁\編輯于星期一耐候性好實用&美觀裝飾用現(xiàn)在是45頁\一共有77頁\編輯于星期一裝飾用透光性高達90%，可呈現(xiàn)奇幻的燈光效果?，F(xiàn)在是46頁\一共有77頁\編輯于星期一主要應用于防腐蝕襯里具有聚四氟乙烯的耐腐蝕特性同時又有對金屬特有的較強粘著特性克服了聚四氟乙烯對金屬的不粘合性缺陷平均線膨脹系數(shù)接近碳鋼的線膨脹系數(shù)使ETFE（F-40）成為和金屬的理想復合材料，具有極優(yōu)良的耐負壓特性復合材料用現(xiàn)在是47頁\一共有77頁\編輯于星期一復合材料用具有優(yōu)良耐化學腐蝕性，防黏易清洗現(xiàn)在是48頁\一共有77頁\編輯于星期一鋼滾涂ETFE(F40)搭節(jié)復合材料用現(xiàn)在是49頁\一共有77頁\編輯于星期一復合材料用ETFE旋轉襯里設備現(xiàn)在是50頁\一共有77頁\編輯于星期一纖維纜在深水FPSO系泊中的應用現(xiàn)在是51頁\一共有77頁\編輯于星期一目錄引言纖維纜應用與研究聚酯纖維纜應用于深水FPSO系泊的優(yōu)勢人造纖維纜簡介聚酯纖維纜應用分析現(xiàn)在是52頁\一共有77頁\編輯于星期一引言由于石油資源的重要性和對它的需求不斷增加，迫使人們必須不斷地去尋找新的油氣資源。對于油田生產(chǎn)設施，大多采用浮式生產(chǎn)裝置，浮式生產(chǎn)設施中由于FPSO具有相對成熟的技術和自身獨特的優(yōu)勢。FPSO應用于深水作業(yè)與淺海作業(yè)相比，其中系泊系統(tǒng)是最主要的難點之一。但是隨著深海油氣田的開發(fā)，人造纖維纜將會逐步用于FPSO的系泊系統(tǒng)上?，F(xiàn)在是53頁\一共有77頁\編輯于星期一人造纖維簡介人造纖維的材質(zhì)目前海上常用的人造纖維纜繩材料主要有三種尼龍、聚丙烯和聚酯。

現(xiàn)在是54頁\一共有77頁\編輯于星期一人造纖維簡介人造纖維纜的結構各種常用的高模數(shù)纖維可以加工成不同結構的纜繩，其結構根據(jù)需要而定的。主要包括繞制、編織和平行繞制?，F(xiàn)在是55頁\一共有77頁\編輯于星期一纖維纜應用與研究學術性研究1989年，由英國的雷丁大學和GlobalMaritime公司牽頭對深水系泊腿的材料進行研究和實驗。結果證明：纖維纜作為系泊腿具有非常明顯的優(yōu)勢。1992年，由DelVecchio組織完成了一份關于纖維纜在深水系泊中的應用的更加完整的評估報告，充分闡述了纖維纜在深水系泊中的主要指標，包括其獨特的優(yōu)勢?，F(xiàn)在是56頁\一共有77頁\編輯于星期一纖維纜應用與研究

工程應用研究巴西國家石油公司專門針對3000m以上系泊系統(tǒng)的程序進行了研發(fā)。該程序包括以下5個部分：1、懸鏈散射無浮筒系泊系統(tǒng)

2、張力腿系統(tǒng)3、水下浮筒式張力腿系統(tǒng)4、順應式系統(tǒng)（系泊纜分組布置）5、為油田系泊安裝提供支持的專用系統(tǒng)。現(xiàn)在是57頁\一共有77頁\編輯于星期一纖維纜應用與研究工程應用研究對于這些系泊方式的開發(fā)，主要內(nèi)容包括：材料特性、設計程序、安裝和維護等。材料特性進一步評估張力腿系泊浮式裝置的系泊纖維纜與吃水變化的負載特性之間的關系；評估纖維纜的最小張力對疲勞特性的影響。設計程序提供指導文件的開發(fā)；通過模型產(chǎn)生模型試驗結果，分析結果；針對一種系泊方式，在一定條件下分析半潛式裝置的相關參數(shù)；固定點系統(tǒng)的開發(fā)與分析安裝維護對系泊系統(tǒng)的預安裝程序開發(fā)；安裝工具和優(yōu)化系泊纜繩的開發(fā)；調(diào)查和開發(fā)纖維纜和鋼纜的檢驗工具；建立系泊纜繩各部分的標準；現(xiàn)在是58頁\一共有77頁\編輯于星期一聚酯纖維纜應用于深水FPSO系泊的優(yōu)勢

比起鋼質(zhì)性泊纜1、重量輕，對于浮式裝置的載重量損失??；2、占用海床面積??；3、安裝更容易；4、較好的儲能效用；5、陳本較低比起其他纖維纜1、模數(shù)相對合理；2、爬行量較低；3、防爬行斷裂性較好；4、疲勞性能較好；5、對于纜繩的伸縮受力敏感度低；6、滯后性低現(xiàn)在是59頁\一共有77頁\編輯于星期一聚酯纖維纜應用分析聚酯纖維纜世界范圍的應用分析1、采用多股并行的方式制造，較繞制的方式更好；2、高效的聚酯纖維纜繩對于超過500米深的浮式裝置而言是一種非常好的解決方案；3、這種纜繩的安裝需要特殊的處理方式；4、目前，對于深水浮式裝置的系泊系統(tǒng)，在海底用垂直載荷錨來固定纖維纜是最理想的系泊方式?，F(xiàn)在是60頁\一共有77頁\編輯于星期一聚酯纖維纜應用分析聚酯纖維纜在我國的應用分析對于我國目前正在服役的FPSO系泊系統(tǒng)，渤海灣由于作業(yè)水深比較淺，均采用YOKE形式系泊，轉塔直接固定在導管架上；對于南中國海，大都采用內(nèi)轉塔懸錨腿（除已經(jīng)退役的南海發(fā)現(xiàn)號）。聚酯纖維纜在深水的應用是一項重要的課題。在借鑒目前國外現(xiàn)有工程經(jīng)驗的同時，還應該從理論上進行深入研究，從纜繩的材料、性能特點、海上安裝和維護等方面著于。盡早使其應用于生產(chǎn)服務，充分發(fā)揮它的優(yōu)勢?，F(xiàn)在是61頁\一共有77頁\編輯于星期一高性能纖維在降落傘中的應用現(xiàn)在是62頁\一共有77頁\編輯于星期一降落傘材料發(fā)展歷史1輕薄柔軟；2高強重化,即材料在具有高強力的同時,必須重量輕；3彈性好,不但要求良好的彈性變形,也要求良好的回彈性；4優(yōu)越的抗環(huán)境能力。降落傘材料的基本要求：現(xiàn)在是63頁\一共有77頁\編輯于星期一降落傘傘繩傘衣研究新進展現(xiàn)在是64頁\一共有77頁\編輯于星期一傘繩現(xiàn)在是65頁\一共有77頁\編輯于星期一Kevlar芳綸纖維具有耐高溫、耐高壓、耐磨耗，耐熱性，耐化學腐蝕，阻燃性，機械性能好等優(yōu)點。凱夫拉纖維有極高的強度，大于28克／旦，是優(yōu)質(zhì)鋼材的5-6倍，模量是鋼材或玻璃纖維的2-3倍，韌性是鋼材的2倍，而重量僅為鋼材的1/5.凱夫拉的連續(xù)使用溫度范圍極寬，在﹣196℃至204℃范圍內(nèi)可長期正常運行。在150℃下的收縮率為0，在560℃的高溫下不分解不熔化，且具有良好的絕緣性和抗腐蝕性，生命周期很長?，F(xiàn)在是66頁\一共有77頁\編輯于星期一Kevlar傘繩現(xiàn)在是67頁\一共有77頁\編輯于星期一UHMWPE超高相對分子質(zhì)量聚乙烯纖維的特點是質(zhì)輕，相對密度只有0.97，可浮于水面，不受水的影響，有很強的抵抗化學品的能力，還有非常強的抗磨損能力和很好的抵抗彎曲疲勞能力，強度很高，同等線密