新型产业用纺织品的应用实例

新型产业用纺织品的应用实例东华大学纺织学院（2016）现在是1页\一共有77页\编辑于星期一Contents2.量子隐身衣1.防火卷帘门3.多光谱隐身服

4.ETFE-乙烯-四氟乙烯共聚物

5.纤维缆在深水FPSO中的应用6.降落伞用纺织品现在是2页\一共有77页\编辑于星期一防火卷帘防火卷帘是一种适用于建筑物较大洞口处的防火、隔热设施，防火卷帘帘面通过传动装置和控制系统达到卷帘的升降，起到防火、隔火作用。防火卷帘门广泛应用于工业与民用建筑的防火隔断区，能有效地阻止火势蔓延，保障生命财产安全，是现代建筑中不可缺少的防火设施。现在是3页\一共有77页\编辑于星期一根据《GB14102-2005防火卷帘》，防火卷帘按照耐火极限分类，可分为：钢质防火卷帘钢质防火、防烟卷帘无机纤维复合防火卷帘无机纤维复合防火、防烟卷帘特级防火卷帘现在是4页\一共有77页\编辑于星期一钢制防火卷帘门钢制防火卷帘门是单板式的，其帘面一般是用0.5～1.5mm厚的薄钢板经剪裁轧制成的带状帘片串接而成，强度高，耐火性能和隔热性能却很差。现在是5页\一共有77页\编辑于星期一复合型钢制防火卷帘门现在是6页\一共有77页\编辑于星期一复合型钢质防火卷帘帘面是由两层薄钢带中间夹一层无机纤维隔热材料组成的复合夹芯帘片串接而成。目前各厂家使用的无机纤维隔热材料主要有岩棉、矿棉、玻璃棉或硅酸铝纤维(亦称陶瓷纤维)等。现在是7页\一共有77页\编辑于星期一无机纤维复合防火卷帘无机纤维复合防火卷帘是指用无机纤维材料做帘面（内配不锈钢丝或不锈钢丝绳），用钢质材料做夹板、导轨、座板、门楣、箱体等，并配以卷门机和控制箱所组成的能符合耐火完整性要求的卷帘。现在是8页\一共有77页\编辑于星期一现在是9页\一共有77页\编辑于星期一无机防火卷帘的组成如下：防火装饰布、防火热辐射布、防火棉毡、防火布、防火网、防火线现在是10页\一共有77页\编辑于星期一防火装饰布因其具有很好的装饰性、防火性、色彩鲜艳，故被用在高级无机防火卷帘的最外层作为装饰层。主要为彩色玻璃纤维布。防火热辐射布具有很好的热辐射性、光辐射性；同时具有防火、隔热、防腐性能。被用在无机防火卷帘的背火面，作热辐射层。主要有玻璃纤维铝箔布、其它防火纤维铝箔布。现在是11页\一共有77页\编辑于星期一防火棉毡具有很好的防火、隔热、防腐性能。故被用作无机防火卷帘的中间防火隔热层。主要有：陶瓷纤维棉毡、硅酸盐纤维棉毡。防火布因其具有很好的防火性、耐高温性。故被用作无机防火卷帘的中间防火保护层。主要产品有：陶瓷纤维布、硅酸盐纤维棉毡。现在是12页\一共有77页\编辑于星期一防火网用作无机防火卷帘帘面整体平整、固定。主要有：无机防火网（柔软型），金属防火网。防火线用作无机防火卷帘帘面缝制。现在是13页\一共有77页\编辑于星期一Quantumcloak

现在是14页\一共有77页\编辑于星期一量子隐形衣量子隐形衣，通过特殊的“量子隐形”材料实现隐形效果。该材料可折射周围光线来实现“完全隐形”。利用量子隐形衣，战场的士兵可以通过隐形来完成高难度的作战任务。现在是15页\一共有77页\编辑于星期一原理

隐身衣即是具有隐身效果的“衣服”，穿上它的物体将无法被肉眼、雷达等观察或探测到。视觉隐身的原理实际上是引导光波等“转向”。人之所以能看到物体，是因为物体反射了不同色光。如果有一种材料敷在物体表面，能引着被物体阻挡的光波绕着走，仿佛没有任何阻挡，那么肉眼就会觉得物体似乎不存在了。现在是16页\一共有77页\编辑于星期一原理现在是17页\一共有77页\编辑于星期一材料

量子隐形伪装材料是由加拿大生物公司HyperstealthBiotechnology研发出名为“量子隐形”的先进材料（隐形面料），通过弯曲光线达到隐形目的。由于目前Hyperstealth公司仅在其官方网站上发布了一些“量子隐形”材料的效果图，而并没有披露更多的技术细节，因而对于具体的量子隐形材料，没有权威的介绍。基于国内对隐形材料的研究，我们推测此种量子隐形材料可能是使用“超材料”研制而成。现在是18页\一共有77页\编辑于星期一材料超材料（Metamaterial）是指具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料。超材料可研制出使光线弯曲的材料，理论学家认为,超材料能够被用来制造各种各样的隐形装置,这些装置能使物体周围的光等电磁波“绕道而行”,使物体变得不可见。现在是19页\一共有77页\编辑于星期一材料

图上显示的是由加州大学伯克利分校的研究人员开发的超材料的两个扫描电子显微镜图像——顶视图和侧视图。这种材料是由内嵌在多孔氧化铝内的平行纳米线组成。当可见光通过这种材料时，光线发生众所周知的负折射现象，运行方向向后偏转。现在是20页\一共有77页\编辑于星期一材料

超材料现在是21页\一共有77页\编辑于星期一“复仇女神”多光谱伪装服现在是22页\一共有77页\编辑于星期一简介美军隐身服新革命---火鸡服据美国《国防》月刊2014年1月号报道，戈尔公司（Gore）和雷文航空之星公司（RavenAerostar）联合推出了一款被称为“火鸡服（TurkeySuit)”的复仇女神多光谱伪装服，这款伪装服可以缩短近红外、短中长波红外传感器以及先进雷达技术的探测距离。现在是23页\一共有77页\编辑于星期一简介众所周知，利用热成像传感器能够对敌方士兵的动静进行准确监测，尤其是在可视距离较短的晚上，由于此前热成像传感器的售价非常昂贵，这也一度让美军在夜间作战中占据较大的优势。但是，如今的非法武装分子在网上就能买到热成像传感器，有的甚至只需安装一款热成像的应用即可，这也让美军不得不寻找能够提升士兵隐身效果的伪装服，而“火鸡服”就是为了满足这一需求而诞生的。

现在是24页\一共有77页\编辑于星期一简介图为士兵穿上火鸡隐身服后的效果现在是25页\一共有77页\编辑于星期一普通的隐身服在红外传感器和热传感器面前原形毕露性能特点现在是26页\一共有77页\编辑于星期一新隐身服在多种气候和天气条件下都有效，且隐身性好性能特点现在是27页\一共有77页\编辑于星期一其面料模仿树叶，这有助于隐藏身体轮廓，避免被发现.性能特点现在是28页\一共有77页\编辑于星期一隐身服还设计了网状结构，有助于透气,它的外层设计和透气性使他们在热天感觉凉爽性能特点现在是29页\一共有77页\编辑于星期一单体A新的“火鸡服”将热传感器的探测距离（约1524米）缩减超过一半性能特点现在是30页\一共有77页\编辑于星期一该套装由一件外套、一条裤子、一个兜帽和一个面罩组成，穿起来就像一件大衣，多个军种的士兵已经试穿了这种新伪装服.麦克德阿蒙说，戈尔公司最近将目标锁定在特种作战方面的顾客身上，但这套军服也适用于陆军狙击手和侦察队。每套服装售价2900美元（约合人民币1.8万元），但批量购买能便宜些。报道称，尽管公司已经卖出了许多复仇女神套装，但公司主管不愿透露顾客是谁以及购买数量。军事应用现在是31页\一共有77页\编辑于星期一这种新隐身服使用“复仇女神（NEMESIS）”材料，可以随意分解、驱散身体热量，这样一来，在被红外装置扫视后，使用者的轮廓就不会被看见。我们的目标是使这一系统基本上与你所看到的环境相吻合，你实际上想要一些地方热、一些地方冷。你想要它看起来不像人的身体，我们试图反射环境的热能并分散它。我们还试图让身体的热量仍能随意散出，这样它就不会全部朝着传感器方向散出。”

——戈尔公司的先进军用产品业务主管约翰·霍尔库姆相关评价现在是32页\一共有77页\编辑于星期一相关评价戈尔公司设计的服装可以在不同的气候和天气条件下即刻发挥作用，不过也有例外。如，它在高温的沙漠里就无法发挥作用，因为在这种环境下，生命有机体的温度要比周边环境冷得多。

——戈尔公司的先进军用产品业务主管约翰·霍尔库姆现在是33页\一共有77页\编辑于星期一多光谱伪装服的隐身原理材料对入射电磁波实现有效吸收，即将电磁波能量转换为热能或其它形式的能量而损耗掉。应用原理进入材料的电磁波由于材料的不同会被不同程度地吸收,只有当材料的复介电常数和复磁导率足够大时,电磁波才能被迅速有效地损耗现在是34页\一共有77页\编辑于星期一根据“火鸡服”的性能并查阅相关文献，我们大胆推测其隐身材料为纳米材料纳米材料隐身原因1.纳米微粒尺寸远小于红外及雷达波波长2.纳米微粒材料的比表面积比常规粗粉大3～4个数量级,对红外光和电磁波的吸收率也比常规材料大得多应用材料现在是35页\一共有77页\编辑于星期一未来发展

近年来，研究人员通过纳米技术、表面改性、多相复合、形貌优化等技术手段，从微观结构到宏观形貌对材料的电磁频谱特性参数进行控制，提出了多种复合吸波材料。如片状纳米晶铁磁颗粒、纳米纤维及薄膜、基于周期结构复合吸波材料等。

碳纳米管、石墨烯等电介质材料还可通过提供介电损耗来丰富吸收机制，改善吸波性能，是未来隐身材料的发展方向。现在是36页\一共有77页\编辑于星期一ETFE-乙烯-四氟乙烯共聚物现在是37页\一共有77页\编辑于星期一EFTE是什么？建筑用装饰用目录复合材料现在是38页\一共有77页\编辑于星期一一张膜的演变现在是39页\一共有77页\编辑于星期一

ETFE（乙烯-四氟乙烯共聚物）膜材是继PVC（e聚氯乙烯）膜材、PTFE(聚四氟乙烯)膜材之后用于建筑结构的第三大类产品，已在国外一些体育场馆、温室中得到应用。

PVC膜材是在聚酯织物基层上涂覆PVC，PTFE膜材是在玻璃纤维上涂覆PTFE涂层，而ETFE膜材没有织物或玻纤基层，但是大家仍把它归到膜材这一类别中。是什么？现在是40页\一共有77页\编辑于星期一

膜材料的重量只是传统建筑材料的1/30，在实现建筑结构轻量化的同时，从根本上克服了传统结构在大跨度（无支撑）建筑上实现时所遇到的困难，可创造巨大的无遮挡的可视空间。

建筑膜结构有多种类型，较为典型的有骨架式膜、充气膜和张拉膜等。

骨架式膜结构是由钢或其他材料构成的刚性骨架，膜张拉并置于骨架上构成，这种结构中膜材料主要起覆盖屋面的功能，不是维持建筑结构稳定的基本结构单元，典型的建筑有2008年北京奥运会的主体育场——“鸟巢”。

张拉索膜结构由稳定的空间双曲张拉膜面、支承杆系、支承索等构成，在现代膜结构建筑的发展初期具有举足轻重的作用，其中织物膜材料是维持张拉膜结构最重要的结构单元，具有很高的力学性能要求。

充气膜结构包括气承式和气囊式两种，前者利用室内外的空气压力差来支承建筑屋面，由于难以有效抵抗恶劣气候条件，在20世纪80年代后期逐渐淡出人们的视野；后者利用不同形状的双层膜充气气囊承受载荷，过去在大跨度建筑中较少使用，但由于建筑技术的进步和轻质高透光率ETFE膜（乙烯-四氟乙烯共聚物）的应用，近年来有了明显的发展，如国家游泳馆“水立方”

是什么？现在是41页\一共有77页\编辑于星期一国家游泳馆水立方&EFET充气膜EFET成就了08年奥林匹克公园的“天圆地方”，水立方打开了中国建筑用材的新篇章。建筑用现在是42页\一共有77页\编辑于星期一Whyme?Propoties

B1、DIN4102防火等级标准

几乎不受任何化学试剂腐蚀、耐候性抗粘着表面使其具有高抗污，自洁性好，建筑表皮维护简单

质轻，韧性好、抗拉强度高、不易被撕裂，延展性大于400%建筑用能抵抗恶劣飓风冰雹等天气维护建筑表皮简单

自熄，难燃，无烟

能抵抗外力的冲击

现在是43页\一共有77页\编辑于星期一建筑用现在是44页\一共有77页\编辑于星期一耐候性好实用&美观装饰用现在是45页\一共有77页\编辑于星期一装饰用透光性高达90%，可呈现奇幻的灯光效果。现在是46页\一共有77页\编辑于星期一主要应用于防腐蚀衬里具有聚四氟乙烯的耐腐蚀特性同时又有对金属特有的较强粘着特性克服了聚四氟乙烯对金属的不粘合性缺陷平均线膨胀系数接近碳钢的线膨胀系数使ETFE（F-40）成为和金属的理想复合材料，具有极优良的耐负压特性复合材料用现在是47页\一共有77页\编辑于星期一复合材料用具有优良耐化学腐蚀性，防黏易清洗现在是48页\一共有77页\编辑于星期一钢滚涂ETFE(F40)搭节复合材料用现在是49页\一共有77页\编辑于星期一复合材料用ETFE旋转衬里设备现在是50页\一共有77页\编辑于星期一纤维缆在深水FPSO系泊中的应用现在是51页\一共有77页\编辑于星期一目录引言纤维缆应用与研究聚酯纤维缆应用于深水FPSO系泊的优势人造纤维缆简介聚酯纤维缆应用分析现在是52页\一共有77页\编辑于星期一引言由于石油资源的重要性和对它的需求不断增加，迫使人们必须不断地去寻找新的油气资源。对于油田生产设施，大多采用浮式生产装置，浮式生产设施中由于FPSO具有相对成熟的技术和自身独特的优势。FPSO应用于深水作业与浅海作业相比，其中系泊系统是最主要的难点之一。但是随着深海油气田的开发，人造纤维缆将会逐步用于FPSO的系泊系统上。现在是53页\一共有77页\编辑于星期一人造纤维简介人造纤维的材质目前海上常用的人造纤维缆绳材料主要有三种尼龙、聚丙烯和聚酯。

现在是54页\一共有77页\编辑于星期一人造纤维简介人造纤维缆的结构各种常用的高模数纤维可以加工成不同结构的缆绳，其结构根据需要而定的。主要包括绕制、编织和平行绕制。现在是55页\一共有77页\编辑于星期一纤维缆应用与研究学术性研究1989年，由英国的雷丁大学和GlobalMaritime公司牵头对深水系泊腿的材料进行研究和实验。结果证明：纤维缆作为系泊腿具有非常明显的优势。1992年，由DelVecchio组织完成了一份关于纤维缆在深水系泊中的应用的更加完整的评估报告，充分阐述了纤维缆在深水系泊中的主要指标，包括其独特的优势。现在是56页\一共有77页\编辑于星期一纤维缆应用与研究

工程应用研究巴西国家石油公司专门针对3000m以上系泊系统的程序进行了研发。该程序包括以下5个部分：1、悬链散射无浮筒系泊系统

2、张力腿系统3、水下浮筒式张力腿系统4、顺应式系统（系泊缆分组布置）5、为油田系泊安装提供支持的专用系统。现在是57页\一共有77页\编辑于星期一纤维缆应用与研究工程应用研究对于这些系泊方式的开发，主要内容包括：材料特性、设计程序、安装和维护等。材料特性进一步评估张力腿系泊浮式装置的系泊纤维缆与吃水变化的负载特性之间的关系；评估纤维缆的最小张力对疲劳特性的影响。设计程序提供指导文件的开发；通过模型产生模型试验结果，分析结果；针对一种系泊方式，在一定条件下分析半潜式装置的相关参数；固定点系统的开发与分析安装维护对系泊系统的预安装程序开发；安装工具和优化系泊缆绳的开发；调查和开发纤维缆和钢缆的检验工具；建立系泊缆绳各部分的标准；现在是58页\一共有77页\编辑于星期一聚酯纤维缆应用于深水FPSO系泊的优势

比起钢质性泊缆1、重量轻，对于浮式装置的载重量损失小；2、占用海床面积小；3、安装更容易；4、较好的储能效用；5、陈本较低比起其他纤维缆1、模数相对合理；2、爬行量较低；3、防爬行断裂性较好；4、疲劳性能较好；5、对于缆绳的伸缩受力敏感度低；6、滞后性低现在是59页\一共有77页\编辑于星期一聚酯纤维缆应用分析聚酯纤维缆世界范围的应用分析1、采用多股并行的方式制造，较绕制的方式更好；2、高效的聚酯纤维缆绳对于超过500米深的浮式装置而言是一种非常好的解决方案；3、这种缆绳的安装需要特殊的处理方式；4、目前，对于深水浮式装置的系泊系统，在海底用垂直载荷锚来固定纤维缆是最理想的系泊方式。现在是60页\一共有77页\编辑于星期一聚酯纤维缆应用分析聚酯纤维缆在我国的应用分析对于我国目前正在服役的FPSO系泊系统，渤海湾由于作业水深比较浅，均采用YOKE形式系泊，转塔直接固定在导管架上；对于南中国海，大都采用内转塔悬锚腿（除已经退役的南海发现号）。聚酯纤维缆在深水的应用是一项重要的课题。在借鉴目前国外现有工程经验的同时，还应该从理论上进行深入研究，从缆绳的材料、性能特点、海上安装和维护等方面着于。尽早使其应用于生产服务，充分发挥它的优势。现在是61页\一共有77页\编辑于星期一高性能纤维在降落伞中的应用现在是62页\一共有77页\编辑于星期一降落伞材料发展历史1轻薄柔软；2高强重化,即材料在具有高强力的同时,必须重量轻；3弹性好,不但要求良好的弹性变形,也要求良好的回弹性；4优越的抗环境能力。降落伞材料的基本要求：现在是63页\一共有77页\编辑于星期一降落伞伞绳伞衣研究新进展现在是64页\一共有77页\编辑于星期一伞绳现在是65页\一共有77页\编辑于星期一Kevlar芳纶纤维具有耐高温、耐高压、耐磨耗，耐热性，耐化学腐蚀，阻燃性，机械性能好等优点。凯夫拉纤维有极高的强度，大于28克／旦，是优质钢材的5-6倍，模量是钢材或玻璃纤维的2-3倍，韧性是钢材的2倍，而重量仅为钢材的1/5.凯夫拉的连续使用温度范围极宽，在﹣196℃至204℃范围内可长期正常运行。在150℃下的收缩率为0，在560℃的高温下不分解不熔化，且具有良好的绝缘性和抗腐蚀性，生命周期很长。现在是66页\一共有77页\编辑于星期一Kevlar伞绳现在是67页\一共有77页\编辑于星期一UHMWPE超高相对分子质量聚乙烯纤维的特点是质轻，相对密度只有0.97，可浮于水面，不受水的影响，有很强的抵抗化学品的能力，还有非常强的抗磨损能力和很好的抵抗弯曲疲劳能力，强度很高，同等线密