基于鍍銀紗線的加熱織物制備及其熱力學性能研究與仿真.pdf

1、智能加熱服裝能夠為生活和工作在低溫環(huán)境下的人們提供積極保暖，改善穿著者的熱舒適性，而且局部積極保暖服裝服飾能夠有效緩解患有風濕性疾病患者的疼痛。柔性加熱元件是智能加熱服裝的重要組成部分，然而目前還未見到文獻對柔性加熱織物的安全性、舒適性和加熱性能進行系統(tǒng)的研究?；诖耍疚牟捎米灾鏖_發(fā)的織物熱性能測試儀對鍍銀紗線、集成鍍銀紗線的加熱織物和服裝的加熱性能（包括平衡溫度、升溫速率、功率密度和表面溫度均勻性等指標）進行了系統(tǒng)的研究。
　

2、　本文首先研究了鍍銀紗線的熱穩(wěn)定性、耐水洗性和表面的熱場分布與負載電壓之間的曲線等性能指標。實驗選用的三種鍍銀紗線（試樣一和試樣二:28.2tex和19.7tex的鍍銀縫紉線，試樣三:9.7tex的鍍銀紗線），實驗結(jié)果顯示了隨著老化時間和老化溫度的增加，鍍銀紗線斷裂強力和導電性都會降低。在老化溫度為80℃，老化時間為360h時，試樣一、試樣二和試樣三的電阻分別從30Ω，37.78Ω和82.36Ω升高到128.65Ω，2187.24Ω和5

3、61.52Ω，其增幅分別為328.83％，5689.99％和581.82％。在80℃，100℃，120℃度環(huán)境溫度下執(zhí)行360h的老化之后，三種試樣的斷裂強度分別降低了26.24％，26.46％和27.19％。在經(jīng)過10次水洗之后，三種試樣的電阻分別升高了34.37％、130％和294.2％。在5V負載電壓下，三種試樣的平衡溫度分別為65.47℃，48.82℃和27.63℃。
　　為了評估鍍銀紗線的安全性，有必要了解鍍銀紗線在不同

4、負載下其內(nèi)部和表面溫度場的變化規(guī)律，因此，我們構(gòu)建了鍍銀紗線的熱力學數(shù)學模型和有限元模型，依據(jù)測試的數(shù)據(jù)，采用根據(jù)實際測試經(jīng)驗值擬合散熱系數(shù)h值的方法對模型中應用到的散熱系數(shù)值進行推導，比傳統(tǒng)依據(jù)平均值的方法模型計算結(jié)果偏差的標準方差降低了至少1.59％，計算結(jié)果偏差部分小于7.7％，實驗結(jié)果顯示了構(gòu)建模型的有效性，該模型能夠為加熱織物和加熱服裝的設(shè)計開發(fā)提供了實驗和理論依據(jù)。
　　為了探索最優(yōu)的鍍銀紗線加熱織物的集成方法和制備工

5、藝，采用了針織、機織和刺繡三種方法制備柔性加熱織物，三種方法制備的加熱織物的平衡溫度與加熱織物的功率密度密切相關(guān)，在5V負載電壓下，三種方法制備的試樣平衡溫度都能達到60度以上，鍍銀紗線的間隔越小，表面溫度越均勻，刺繡法能夠?qū)㈠冦y紗線以任意的方式繼承到不同的織物基底上，針織和機織加熱織物的制備工藝相對更為復雜，對鍍銀紗線的集成方式控制不如刺繡法，并且機織加熱織物的制備會浪費更多的鍍銀紗線。隨后，將鍍銀紗線加熱織物與聚吡咯涂層加熱織物的性