紅外迷彩偽裝織物研究與實(shí)踐.pdf

1、紅外偽裝織物的研究歷來都受到各國軍方的高度重視。開發(fā)具有高性能的紅外防偽服裝不僅可以提高士兵在戰(zhàn)場上的生存能力和安全性，而且能夠極大地增強(qiáng)部隊(duì)的戰(zhàn)斗力。近年來，隨著紅外熱成像技術(shù)的發(fā)展和探測器材的使用，迷彩作訓(xùn)服不僅要具備近紅外偽裝能力，而且還應(yīng)具備熱紅外偽裝能力，這樣才能滿足不同環(huán)境條件下軍事作戰(zhàn)的需求。本文根據(jù)紅外物理學(xué)和電磁波輻射理論，針對人體紅外偽裝織物展開研究。在近紅外迷彩偽裝方面，以綠色樹葉為模擬對象，分別使用分散和還原染料

2、對滌、棉織物進(jìn)行染色試驗(yàn)，重點(diǎn)研究了染料結(jié)構(gòu)與染色織物反射光譜之間的相互關(guān)系；在熱紅外偽裝方面，采用化學(xué)鍍技術(shù)制備出了具有良好導(dǎo)電性和電磁波屏蔽性能的低發(fā)射率織物，同時(shí)還制備出了金屬化空心微珠，并將其添加到涂層劑中，制作了具有熱防護(hù)功能的防偽織物。 以自然界中常見的綠色樹葉為背景顏色，選用分散、還原染料對滌、棉織物進(jìn)行染色試驗(yàn)。結(jié)果表明，采用分散藍(lán)E-4R、分散黃E-3RL和分散黑S-2BL可以拼色出具有近紅外綠色偽裝能力的滌綸

3、織物；采用還原嫩黃L-2LY、還原黃L-LDY、還原藍(lán)L-MG(或汽巴能藍(lán)83962)和還原橄欖R也可以拼色出具有近紅外綠色偽裝功能的棉織物。分散藍(lán)E-4R和還原藍(lán)L-MG是實(shí)現(xiàn)近紅外綠色偽裝的關(guān)鍵性染料。隨著分散藍(lán)E-4R(或還原藍(lán)L-MG)染料用量的增加，反射率逐漸減小，但吸收峰位置并未發(fā)生改變。當(dāng)染料用量為1～2％owf時(shí)，染色織物的反射光譜與綠色樹葉的反射光譜在0.67～0.78μm(A區(qū))重合。拼色織物的近紅外反射光譜與所使用

4、的染料結(jié)構(gòu)有關(guān)，其由最靠近長波方向的染料的反射光譜決定。當(dāng)染色配方相同時(shí)，織物組織對近紅外反射光譜影響不大。對于滌棉混紡織物，滌綸纖維染色與否對近紅外綠色偽裝性能影響很小，而主要取決于棉纖維的染色性能。 采用化學(xué)鍍方法實(shí)現(xiàn)了滌綸織物表面化學(xué)鍍鎳、鍍銅和鍍銀，制備了低發(fā)射率織物，同時(shí)還獲得了優(yōu)良的導(dǎo)電性能和電磁波屏蔽性能。試驗(yàn)結(jié)果表明，紗線結(jié)構(gòu)和織物緊度對纖維表面金屬鍍層的包覆有一定影響。當(dāng)增重率基本相同時(shí)，酸性鍍鎳織物的電磁波屏

5、蔽效能明顯大于堿性鍍鎳織物。隨著鍍層厚度的增加，表面電阻有所減小，電磁波屏蔽效能開始時(shí)增加比較明顯，隨后趨于某一穩(wěn)定值。化學(xué)鍍鎳、鍍銅織物的耐磨性很好，鍍銀織物的耐磨性較差。不同還原劑化學(xué)鍍銀層的表面形貌、晶粒大小有所不同，銀元素含量都在95％以上，結(jié)晶度都在45～60％之間，其中蔗糖鍍銀表面光滑、晶粒最小，肼鍍銀晶粒較大，其他還原劑鍍銀晶粒居中。當(dāng)增重率基本相同時(shí)，蔗糖鍍銀織物電磁波屏蔽性能最好，屏蔽效能可以達(dá)到75dB以上，其次為肼

6、、酒石酸鉀鈉和甲醛鍍銀織物，葡萄糖鍍銀織物電磁波屏蔽效果較差。超聲波輔助條件下化學(xué)鍍銀最佳工藝配方為：硝酸銀5.4g/L，氨水12g/L，蔗糖25g/L，氫氧化鉀為3.5g/L，乙醇100ml/L，pH值12.5，溫度35℃。 采用化學(xué)鍍技術(shù)對空心微珠表面分別包覆了金屬鎳、銅和銀，制備了質(zhì)輕、低發(fā)射率的粉體及其功能涂層織物。試驗(yàn)結(jié)果表明，空心微珠化學(xué)鍍前處理對鍍層質(zhì)量影響很大。使用偶聯(lián)劑可以改善化學(xué)鍍層的牢度，提高沉積速度。不同

7、還原劑化學(xué)鍍銀微珠表面形貌有明顯區(qū)別，晶體結(jié)構(gòu)和單質(zhì)銀相似，均為面心立方結(jié)構(gòu)，其中葡萄糖鍍銀微珠外觀光亮，表面最為致密。當(dāng)添加量相同時(shí)，葡萄糖鍍銀微珠屏蔽效果好于酒石酸鉀鈉鍍銀微珠，而且隨著填加量的增加，電阻率逐漸降低，屏蔽效能增大。織物經(jīng)空心微珠涂層整理后，熱防護(hù)性能得到提高，當(dāng)添加量相同時(shí)，熱防護(hù)大小順序?yàn)椋何村兛招奈⒅椋酒咸烟清冦y微珠＞鍍銅微珠＞鍍鎳微珠。 使用特制的黑體樣品爐和紅外光譜輻射計(jì)，測試了常見的棉、毛、亞麻、滌

8、、錦、滌棉、毛滌織物，化學(xué)鍍鎳、鍍銅、鍍銀織物，以及各種涂層織物在8～14μm波段的熱紅外輻射特性，并建立了測量數(shù)學(xué)模型。試驗(yàn)結(jié)果表明，透過率隨著織物緊度的增加而減小，當(dāng)棉織物緊度小于65％，滌綸織物緊度小于75％時(shí)，對透過率影響比較大。對于非常緊密的織物，紅外線透過率也不為零。紗線毛羽對紅外線透過率影響較大，棉織物的透過率曲線呈下凹形，滌綸織物的透過率曲線呈直線形。當(dāng)緊度相同時(shí)，棉織物的透過率要小于滌綸織物的透過率。透過率隨著織物厚度

9、的增加而減小，兩者符合負(fù)指數(shù)關(guān)系。在厚度相差不大時(shí)，透過率與面密度呈負(fù)線性關(guān)系。發(fā)射率指標(biāo)能夠表征不同纖維材料的紅外輻射特性，其大小順序?yàn)椋哄\綸織物＞滌綸織物＞毛織物＞棉織物＞化學(xué)鍍金屬織物。混紡織物的發(fā)射率由組成該織物的纖維材料決定。涂層織物的發(fā)射率很大程度上受粘合劑的影響。在8～14μm波段，對于相同的材料，織物顏色對發(fā)射率影響很小。提高表面反射能力，可以明顯地降低織物的發(fā)射率。在200℃以下，織物紅外線透過率和發(fā)射率基本沒有變化。