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1、第2 6 卷第2 期 2 0 0 5 年4 月 纺织学报 J o l l 丌l a l0 fT b x t i l eR e s e a r c h V 0 1 2 6 N 0 2 A p r ,2 0 0 5 篷面制品新进展 高宗文,赵家祥 ( 天津工业大学,天津3 0 0 1 6 0 ) 摘 要研究篷面制品开发和应用现状,指出篷面制品多样化、篷面结构巨型化和篷面材料功能化是其发展动向。 关键词产业用纺织品;篷面制品;功能织物 中图分类号:髑1 7 6 5文献标识码:A文章编号:0 2 5 3 。9 7 2 1 1 2 0 0 5 ) 0 2 0 1 4 4 0 3 N e w d e v
2、e l o p I 帅n to ft a r p 砌np r o d u c t s G A 0Z o n g w e n ,Z H A OJ i a - x i a n g ( 讹咖凡咖c n 记跏由e 倦妙,m ,毛汛 3 0 0 1 6 0 ,吼讹) A h s t r a “ B a s e do nt h ea n a l y s i so ft I l ep r e s e n td e v e l 叩m e n ta n d 印p l i c a I i o n s ,i n d i c a t e st I l a tt I l et a r p a u l j np r o
3、d u c l s 盯er e c 印t d e v e l o p m e n ti nt h e 出r e c t i o no fs e n ,i n gd i v e r s i 6 e d ,h u g e 卸dm l l l t i f u n c t i o n a la p p l i c a t i o n s K e yw O r d st e c h n i c a lt e x t i l e s ;t a 叩a u l i np m d u c t s ;f u n c t i o n a lf a b r i c s 近年内,膜构造体作为产业用纺织品的一类,频 繁出
4、现在国内外的报道中。所谓膜构造体是由织物 或皮革及其支撑件构成的结构物。这与古代帐篷形 体相似,同出一源,都是应用大面积织物的制品。基 于这种文化源流,认为这类制品译为篷面制品比较 贴切。本文综述了篷面制品的最新进展,以期对我 国开发这类产品有所促进。 1 篷面制品多样化 篷面结构古已有之,如帐篷、船帆、牛皮筏等。 其现代发展始自2 0 世纪5 0 年代的篷面建筑,至2 0 世纪8 0 年代,已形成多样化的应用现状:在空间领 域有气球、飞艇、降落伞和超轻型飞机等1 ;在海洋 领域有充气艇、消波堤、油篱笆、人工藻场、海上起重 机和水下储运袋等心1 ;在工业领域有输料软管、送 风软管等。特别是在建
5、筑领域,应用最为活跃b + 4 1 , 从结构式样上讲,有悬挂式、充气式、骨架式3 种结 构;从使用期限上讲,有临时性、永久性、半永久性3 种类型。至于典型范例,有礼堂、剧场、舞台、运动 场、体育馆、俱乐部、集会地等文体设施;有展馆、饭 店、商店、交易厅、存车场、购物中心等商展场地;有 仓库、车间、货场、温室、谷仓、养殖棚等工农业活动 区;有汽车站、停车场、候机房和休息室等交通转运 站。可谓形形色色、多种多样。进入2 1 世纪,这类 篷面制品推陈出新,竞相发展。篷面制品进入节能 作者简介:高宗文( 1 9 6 5 一) ,女,副编审。从事科技期刊编辑工作。 领域,意义重大。旧式风车从古代就用于
6、灌溉,近代 用纤维强化树脂制作叶片,大直径风车的发电能力 已达到15 0 0k w 。2 0 0 2 年,日本足利工业大学使用聚 酯篷面材料设计了直径达5m 的三翼风车,因为轻 量化,即使风速很低也能转起来,可用于风力不强的 地方。关于使用篷面箱袋运送淡水和石油的研究早 已进行,美国、英国、日本还用篷面织物制作飞艇5J , 日本科技厅和邮政省委托航天宇宙技术研究所正进 行这一实用化研究。在篷面建筑中,用以罩住垃圾 处理场的设施近年内也很受推崇哺 。这种设施还能 防止污染气体扩散、防止烟尘飞扬、防止疾病传染、 防止鼠害和鸟害,并能美化环境。篷面建筑还用于 考古现场、施工场地等,不仅用途扩大,而且
7、数量增 加。2 1 世纪的篷面制品将适应环境、资源等问题, 推广应用到更多的领域,人们对其充满了幻想。比 如,着眼于宇宙空间的无重力情况,可以使用大型篷 面结构建立人类生活区;着眼于改变海流方向建造 人工养鱼场,可以在海岛间的水下拉起篷面屏幕;着 眼于改造沙漠地带的气候,可以从海滨向沙漠修一 条篷面通道引入海上潮湿的空气。 2 篷面结构巨型化 2 0 世纪,篷面制品的开发以大型化的篷面建筑 为主。1 9 7 0 年大阪国际展览会上,美国馆展厅采用 低坡度充气结构,建筑面积达94 0 0m 2 ,可以认为是 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase f
8、rom www.PDFWatermarkR to remove the watermark 2 0 0 5 年第2 期 纺织学报 当时的世界之最。日本也在2 0 世纪8 0 年代兴起篷 面建筑开发热,诸如东京圆屋顶和一些足球场、运动 场,建筑面积都在1 00 0 0 3 00 0 0m 2 之间b 。这种 大型化趋势在欧洲发展相对较晚,2 0 世纪9 0 年代 才建起第一座大型篷面剧场,这是一座位于德国汉 堡市港口区的拱顶式活动剧场,面积50 0 0m 2 。其拱 形网格棚架上附以2 层涂层织物,相距4 0 。8 0c m , 充满空气,起隔热隔声作用。近年来欧洲发展很快, 1 9 9 9 年
9、英国在格林威治地区建造了一座伞形篷面 建筑物,名为“米勒尼阿姆”,其直径为3 2 0m ,覆盖 面积约为8 00 0 0m 2 ,成为新的世界之最o 。这座建 筑是由高约1 0 0m 的1 2 根钢制柱体用缆绳吊起篷 面骨架,上铺涂敷聚四氟乙烯的玻璃纤维织物。其 结构严整,外形美观,而且设计合理。因为不使用空 气加压方式,故可节省电力,符合节能和环保的现代 理念。这一巨型化的篷面建筑对人类的开发意识有 很大的启迪。北欧诸国已开始在北极地带和欧洲大 陆北端建造直径达1k m 的巨型帐篷,以改造人类在 恶劣环境下的生活空间。飞艇也在向大型化发展, 因为平流层空气密度是地面空气密度的十四分之 一,所
10、以,用于电波中继的平流层飞艇要想得到必要 的浮力,就必须大型化。 3 篷面材料功能化 篷面材料最早使用天然纤维布和动物的皮,随 着其应用面的发展,对材料的性能要求更高。比如, 对于篷面建筑,需要高强度和高耐久性,需要柔软坚 韧和透光阻燃,并要求尺寸稳定且易加工。所以,围 绕着环境学、结构学研究工作的深入开展,需要不断 地开发新材料。聚酯长丝纤维强度高,耐气候性好, 尺寸稳定性好,在成本上也占有优势,用它织成宽幅 机织物,经纬纤维之间不易滑动,因而一直被用作简 易型和半永久型篷面建筑的首选材料。其涂层材料 有聚氯乙烯、乙烯一醋酸乙烯共聚物、聚氨酯、氯丁 橡胶等,但以聚氯乙烯为好。这种树脂柔软,易
11、着 色,易粘合,耐气候变化,故多与聚酯织物搭配使用。 据报道,欧洲所用篷面织物9 5 是涂敷聚氯乙烯的 聚酯织物。玻璃纤维强度高,尺寸稳定,不燃烧,抗 化学和微生物侵蚀,无日晒老化问题。与其搭配的 聚四氟乙烯涂层不仅强化上述性能,而且还起到耐 风蚀、有助于透光和保洁的作用。两者结合适用于 高拉伸强度的大型结构、半永久型和永久型结构。 篷面材料早已作过使用芳纶的论证,但因成本过高 而很少使用。随着芳纶工业化生产的发展,而今芳 纶已逐渐用到了篷面织物上来。并且,为了进一步 【1 4 5 】 增加强力和减轻质量,在巨型飞艇等高性能制品的 开发中,已开始使用性能超过芳纶的聚酰亚胺纤维 和P B 0 纤
12、维。 篷面织物作为钢铁、木材、水泥、玻璃之后的第 5 种建筑材料。与玻璃相比,它既能透光,又有很好 的强度和柔性,特别是针对篷面制品的特殊要求,还 能赋予更多的功能。2 0 世纪8 0 年代篷面材料的功 能化注重阻燃性和保洁性,或者是在涂层中混入l O 3 0 弘m 的空心玻璃球,以增加层厚和改进日光反 射性,并阻止涂层中应力裂纹的扩展。近年来,这种 功能化涉及到耐腐蚀和尺寸稳定性以及透光性等制 品性能的高标准要求,产生了贴附传感器与计算机 连接监测篷面质量和用聚偏氟乙烯处理防止聚氯乙 烯涂层劣化等新技术。进入2 1 世纪,更大的热点是 保温性问题,它是采用对篷面织物进行泡沫涂层并 在泡沫中掺
13、入调温微胶囊的方法“ J 。这种微胶囊的 调温性是由于掺入高碳氢化合物相变物质而生成。 德国莱比锡材料研究与测试中心采用这种方法增加 篷面织物的蓄热性能,取得了很好的效果。气温很 低时,相变物质从液态变为固态,储存在其中的能量 就以热量的形式放出,使基材温度在相当时间内保 持不变。而当气温升高时相变物质又从固态变成液 态,需吸收热量来完成这种相变,故能限制篷面温度 的升高。这家研究与测试中心公布其研究成果是, 在1 5m m 涂层中掺入4 0g ,m 2 相变微胶囊的篷面材 料较普通单一篷面的保温性提高4 倍;掺入9 0g m 2 相变微胶囊时,篷面综合保温能力提高了8 倍。这 将大大地改善篷
14、面建筑的内气候,减少了能量消耗。 篷面材料还指向更高的功能化方向,比如,其上贴附 太阳能电池,可以大面积地将太阳能转变为电能。 太阳帆是在船帆面向太阳的一面贴附太阳能电池的 节能帆,飞艇、气球以及各种篷面建筑都可以通过贴 附太阳能电池获取动力,这将成为巧妙应用太阳能 的一种形式。 4 结束语 篷面制品是产业用纺织品应用的一个新领域, 它将展示出极为广阔的前景,目前正在推广之中,应 充分认识到这一类制品的价值。 参考文献: 1 赵家祥空间膜结构的开发与应用 J 产业用纺织品,1 9 8 9 , ( 5 ) :4 0 一4 1 2 赵家祥膜结构体在海洋开发中的应用 J 产业用纺织品, 1 9 8
15、9 。( 3 ) :2 9 3 1 ( 下转第1 4 8 页) 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 【1 4 8 】 纺织学报2 0 0 5 年第2 期 软,某些溶解性不好的染料还会造成浮色性色斑,操 作较难掌握。 2 3 高分子型阳离子匀染剂 高分子型匀染剂一般分子量为l0 0 0 20 0 0 ,属 于多元电解质型匀染剂,常见的是聚胺类或将其季 铵化的聚胺类,机理为亲纤维性匀染作用,如甲基化 聚乙烯亚胺或聚乙烯亚胺醋酸盐等。由于这类缓染 剂在染色中
16、只吸附在纤维表面,不扩散到纤维内部, 具有用量少,不损伤纤维的特点。 唐人成等人报道了双季铵盐型B 0 1 a 电解质 ( b o l 幽珊e l e c t m l y t e s ) 在腈纶染色中的应用o ,其结 构如下: c H 3B r c H 3B r 一 r 一H 如 斗一一 H 2 c H 3 C H 3 瓯娶 = H k 7 苄基季铵盐( I ) 和吡啶季铵盐( ) B o l a 电解质 均对腈纶的染色起缓染作用,B o l a 电解质改变了染 料的吸附性质,即降低了L a n g m u i r 染色饱和值,减小 了h I l g 咖i r 吸附在总吸附中的贡献。 对于苄基
17、季铵盐B 0 1 a 电解质而言,随着中间烷 基链长的增加,L a n g 眦i r 吸附贡献增大,而吡啶季铵 盐B o l a 电解质的情况则反之。且苄基季铵盐B o I a 电解质的缓染作用大于吡啶季铵盐B 0 1 a 电解质。 2 4 环糊精 环糊精是通过生物技术,由环糊精葡基转移酶 降解多糖淀粉而制得的多聚环状葡萄糖。其中口一 环糊精特殊的环状结构可与大部分阳离子染料形成 包合物,使其在染色过程中缓慢释放,减慢上染速率 从而起匀染作用。且口一环糊精的使用,不影响染 料最终的表面色深值及染色牢度,但其不宜与表面 活性剂同时使用。B 一环糊精环的大小适中,在水中 溶解度大,能生物降解,在印
18、染加工中具有广泛的应 用前景1 。 - 一v | l - 3 研究展望 随着染整工艺的发展、各种新型纤维和混纺织 物的广泛使用,匀染剂的重要性日益显著,还原染料 和阳离子染料用匀染剂的发展有以下趋势。 3 1 开发新型、环保型匀染剂 随着I s 01 4 0 0 0 的颁布与实施以及国内外市场 对生态纺织品和环境保护越来越高的要求,环保型 助剂成为国内外纺织助剂厂商竞相开发的产品。由 于有些常用的匀染剂品种含有已经被要求禁用的烷 基酚聚氧乙烯醚类和可吸附的有机卤化物,因此新 的环保型匀染剂不断被开发。 3 2 开发专用匀染剂 开发专用匀染剂以适应新纺织纤维和新染整技 术的需要是匀染剂的发展方向
19、之一。各类新的纺织 纤维和新的染色工艺都需要相应配套的匀染剂才能 达到满意的染色效果。如超细纤维应用常规匀染剂 的使用效果不理想,需要新型专用匀染剂解决其匀 染问题。在汽巴精化公司的I T 染色工艺中也采用 专用的复配物作为匀染剂。 3 3 开发复配型匀染剂 利用表面活性剂的协同复配增效作用,将2 种 以上具有不同性能的助剂复配制成的新品种具有比 单组分更优异的性能,这是开发新型匀染剂的重要 方式。 参考文献: 1 郑毅敏还原染料纱线染色中变性剂A c 的应用 J 宁夏大学 学报( 自然科学版) ,1 9 9 9 ,2 0 ( 1 ) :7 2 7 4 2 张澍声纺织品用匀染剂 J 精细化工信
20、息,1 9 9 1 ( 5 ) :l 一1 1 3 刘增欣,王晓慧,刘文永,等超细腈纶纤维织物染整工艺研究 J 山东纺织科技,2 0 0 2 ,( 4 ) :1 8 一1 9 4 冯薇,傅德才季铵盐型阳离子匀染剂与复配物的研制及在腈 纶染色中的应用 J 染料工业,1 9 9 5 ,3 2 ( 3 ) :4 2 4 5 5 王振东,陈胜慧,宋如意,等新型阳离子匀染剂K Y 一1 的研制 与应用【J 印染助剂,2 0 0 2 ,】9 ( 3 ) :3 6 3 8 6 唐人成,滨田州博B 0 l a 电解质对阳离子染料在腈纶上吸附和 扩散的影响 J 纺织学报,2 0 0 0 ,2 1 ( 2 ) :
21、1 4 1 7 7 龙家杰,王惠珍,陈霞卜环糊精对阳离子染料的包合作用研 究 J 纺织学报,2 0 0 2 ,2 3 ( 4 ) :4 3 4 5 - m - Hn m I 【l n 一H - _ ”- ( 上接第1 4 5 页) 3 赵家祥篷面建筑 J 产业用纺织品,1 9 9 3 ,( 6 ) :4 7 6 南宏和膜构造物。最近动向 J 纤维机械学会志( 日) 4 赵家祥篷面织物 J 产业用纺织品,1 9 9 3 ,( 2 ) :7 一l O 2 0 0 2 ,5 5 ( 7 ) :1 1 1 5 5 南宏和膜构造物用纤维奄幻0 为2 1 世纪之梦 J 纤维学会 7 柴雅凌,金乃伯建筑用纤维膜材料 J 纺织导报,1 9 9 8 ,( 6 ) 志( 日) ,2 0 0 l ,5 7 ( 1 ) :2 4 6 8 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark
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