防电磁辐射纺织品
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背景
• 电子、电器设备的大量使用， 电磁波大幅增加 • 影响电子设备的正常工作 • 影响人们日常生活 • 严重影响人体健康（电磁波致 病效应随着磁场振动频率的增 大而增大）
1
电磁辐射的基本概念
• 电磁波的产生
变化的电场 产生 变化的磁场
Biblioteka Baidu
• 周期和频率 • 电磁波的传播
横波，能产生反射、折射、衍射、干涉等 现象，传播不需任何介质，真空中也能传 播。
12
织物涂镀法
• 织物镀层
化学镀是将铜、镍等金属镀覆在织物上（其主 要基材是涤纶、芳族聚酰胺、玻璃和碳纤维织 物），在表面再涂上树脂，能获得均匀的镀层， 不会大幅度地恶化纤维的其他良好性能，如密 度、柔软性和手感。 可采用一般纺织技术加工而成，但镀覆的金属 层厚度一般在3um以下，屏蔽效果有限，且结 合力较差金属很容易脱落，存在金属离子污水， 至今未得到广泛的应用。
将导电纤维与常规纺织纤维混纺成纱，然后采用机织或针织工 艺生产出具有优良电磁屏蔽功能的织物。 用做带电作业服、电磁辐射防护服、保密室墙布和窗帘等。导 电纤维可与其他纤维以混纺、交捻、交编、交织等方式混用。
• 复合型分子导电纤维
以高分子材料为主体，加入多种纳米级的导电 物质（如炭黑、石墨、金属微粉、金属氧化物 等）纺丝而成。 功能性纳米粉体尺寸小，在高温纺丝时热稳定 性好，制得的纤维具有良好导电性和铁电性， 且纤维不失去原有的强度、延伸性、耐洗性和 耐磨性。
• 屏蔽效能的分类
0—10dB几乎没有屏蔽作用；10—30dB有较小的屏蔽作用； 30—60dB中等屏蔽效能，可用于一般工业或商业用电子产品； 60—90dB屏蔽效能较高，可用于航空航天及军用仪器设备的屏 蔽；90dB以上的屏蔽材料则具有最佳屏蔽效能，适用于要求苛 刻的高精度、高敏感度产品。
5
防辐射纤维的分类
织物涂镀法
• 织物涂层
在涂层剂中加入已分散好的电磁波吸收剂或导 电磁性物质，经涂层整理、热处理后就可在织
物表面包覆一层具有电磁波屏蔽的薄膜。
优点：由于金属用量较少，所以该类产品的重 量最轻，与普通纺织品非常接近。 不足：由于金属与纤维间的结合力较小，所以 加工性差，屏蔽效能一般，不透气，手感差， 产品通常颜色较为单一，涂层容易脱落，其屏 蔽效果耐久性不佳，应用前景黯淡。
7
电磁辐射防护织物的制备方法
• 金属纤维
主要有金属箔与有机纤维复合丝、金属化纤维、纯金属纤维3 类。 1. 金属箔与有机纤维复合丝
如我国军用81型伪装网，在基础布中夹织有铝涤复合丝，并 通过合理设计，成网后不仅能有效预防雷达侦察，而且耐受恶 劣气候条件性好。
2. 金属纤维
用镍、铜等金属覆盖在合成纤维上，沉积0.02~2.5um的金属 层，形成表面金属化纤维，并用丙烯酸类等树脂作保护膜。日 本称其为金属化纤维。金属化纤维经纺织加工成屏蔽布，对 106~3*1010Hz高频电磁波的屏蔽率可达99.90%~99.99%。
• 耐辐射纤维 • 复合型防辐射纤维
通过往纤维中添加其他化合物或元素使该纤维具有耐辐射 的性能。
• 导电型吸波纤维
凭借低电阻导电材料对电磁辐射的反射作 用，在导体内产生与原电磁辐射相反的电 流和磁极化，形成一个屏蔽空间，从而减 弱外来电磁辐射的危害。
6
电磁辐射防护织物的制备方法
• 防电磁辐射纤维与基体纤维混纺织
4
屏蔽效果的表示方法
• 屏蔽效能SE
指空间某点屏蔽前的场强E0和H0和屏蔽后改点场强Es和Hs之比， 一般以dB为单位。 对电场 SEe=20*lg（E0/Es），对磁场 SEm=20*lg（H0/Hs）。 也可以用空间某点屏蔽前的能量We0和Wm0与屏蔽后改点的能量Wes 和Wms之比，用dB单位表示。 对电场 SEwe=10*lg（We0/Wes），对磁场 SMwm=10*lg（Wm0/Wms）。
10
电磁辐射防护织物的制备方法
• 离子化纤维
通过低温等离子处理，连续进行表面沉积来 实现纤维金属化。
产品以吸收为主，通过离子加速运动使得电 磁辐射能变成热能散发掉，从而避免二次污 染，净化了空气。
多离子织物柔软舒适，色泽均匀、耐洗等特 点，由其制作的防护服不仅有防护性，同时 具有优良服用性能。
11
成纺织用纤维材料，如金、银等金属，但使用范围较小。
由于金属纤维表面摩擦系数大和比重达，抗弯刚度、弹性恢复差， 抱合力较小，导致其可纺性差。与其他纤维混纺、交织难以匀化；梳理 时易打结，纺细号纱有困难；织物水洗后易起皱，且难以熨烫平整，影 响织物风格。金属纤维不能上色，露在纱表面的部分会影响织物的外观， 特别是对浅色织物的影响更大，限制了它在纺织加工中的应用。目前采 用拉夹法来牵切不锈钢纤维丝束，以改善金属纤维的可纺性。
8
•金属纤维
3.纯金属纤维 具有本质意义的金属纤维是全部采用金属材料制成的纤维，如采 用铅、铜、铝、不锈钢等材料制成的纤维。金属纤维具有最高的导电率， 优良的耐热、耐化学腐蚀性，其柔软性、纤度也能接近一般纤维。采用 99.9%纯度的镍制成8um左右的镍纤维，可与棉、麻、丝、毛及多种化纤 混纺，其产品除了有防电磁波辐射危害外，还具有抑制典型病菌，做到 了人体调理和人体防护的有机结合。其他一些延展性较好的金属也可制
2
电磁屏蔽的作用原理
• 电磁屏蔽
指以某种材料制成的屏蔽壳体将需要屏蔽 的区域封闭起来，形成电磁隔离，即外来 的辐射电磁场不能进入这个区域。
• 电磁屏蔽作用原理
采用低电阻值的导体材料，利用电磁波在
屏蔽导体表面的反射、在导体内部的吸收 及传输过程的损耗而产生屏蔽作用。
3
屏蔽效果的表示方法
• 传输系数T
9
电磁辐射防护织物的制备方法
• 结构型导电聚合物纤维
指不需要加入其他导电性物质而依靠成纤聚合物 本身结构即具有导电性的物质，其导电性优良持 久。 如20世纪80年代初日本研制出的含Cu9S5导电腈 纶。 由于这类聚合物通常为不溶、不熔性物质，或由 于分子量低，热、光稳定性差，加上加工成型困 难，所以要广泛应用还需进一步研究。
指空间某点屏蔽后的场强Es和Hs与改点屏蔽前的场强E0和H0之比。
• 功率耦合传输系数Tp
指空间某点屏蔽后的功率密度Ps与改点屏蔽前的功率密度P0之比。
• 能量耦合传输系数Tw
指空间某点屏蔽后的能量Wes和Wms与改点屏蔽前的能量We0和Wm0之 比。 对电场 Twe=10*lg（Wes/We0），对磁场 Twm=10*lg（Wms/Wm0）
• 电子、电器设备的大量使用， 电磁波大幅增加 • 影响电子设备的正常工作 • 影响人们日常生活 • 严重影响人体健康（电磁波致 病效应随着磁场振动频率的增 大而增大）
1
电磁辐射的基本概念
• 电磁波的产生
变化的电场 产生 变化的磁场
Biblioteka Baidu
• 周期和频率 • 电磁波的传播
横波，能产生反射、折射、衍射、干涉等 现象，传播不需任何介质，真空中也能传 播。
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织物涂镀法
• 织物镀层
化学镀是将铜、镍等金属镀覆在织物上（其主 要基材是涤纶、芳族聚酰胺、玻璃和碳纤维织 物），在表面再涂上树脂，能获得均匀的镀层， 不会大幅度地恶化纤维的其他良好性能，如密 度、柔软性和手感。 可采用一般纺织技术加工而成，但镀覆的金属 层厚度一般在3um以下，屏蔽效果有限，且结 合力较差金属很容易脱落，存在金属离子污水， 至今未得到广泛的应用。
将导电纤维与常规纺织纤维混纺成纱，然后采用机织或针织工 艺生产出具有优良电磁屏蔽功能的织物。 用做带电作业服、电磁辐射防护服、保密室墙布和窗帘等。导 电纤维可与其他纤维以混纺、交捻、交编、交织等方式混用。
• 复合型分子导电纤维
以高分子材料为主体，加入多种纳米级的导电 物质（如炭黑、石墨、金属微粉、金属氧化物 等）纺丝而成。 功能性纳米粉体尺寸小，在高温纺丝时热稳定 性好，制得的纤维具有良好导电性和铁电性， 且纤维不失去原有的强度、延伸性、耐洗性和 耐磨性。
• 屏蔽效能的分类
0—10dB几乎没有屏蔽作用；10—30dB有较小的屏蔽作用； 30—60dB中等屏蔽效能，可用于一般工业或商业用电子产品； 60—90dB屏蔽效能较高，可用于航空航天及军用仪器设备的屏 蔽；90dB以上的屏蔽材料则具有最佳屏蔽效能，适用于要求苛 刻的高精度、高敏感度产品。
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防辐射纤维的分类
织物涂镀法
• 织物涂层
在涂层剂中加入已分散好的电磁波吸收剂或导 电磁性物质，经涂层整理、热处理后就可在织
物表面包覆一层具有电磁波屏蔽的薄膜。
优点：由于金属用量较少，所以该类产品的重 量最轻，与普通纺织品非常接近。 不足：由于金属与纤维间的结合力较小，所以 加工性差，屏蔽效能一般，不透气，手感差， 产品通常颜色较为单一，涂层容易脱落，其屏 蔽效果耐久性不佳，应用前景黯淡。
7
电磁辐射防护织物的制备方法
• 金属纤维
主要有金属箔与有机纤维复合丝、金属化纤维、纯金属纤维3 类。 1. 金属箔与有机纤维复合丝
如我国军用81型伪装网，在基础布中夹织有铝涤复合丝，并 通过合理设计，成网后不仅能有效预防雷达侦察，而且耐受恶 劣气候条件性好。
2. 金属纤维
用镍、铜等金属覆盖在合成纤维上，沉积0.02~2.5um的金属 层，形成表面金属化纤维，并用丙烯酸类等树脂作保护膜。日 本称其为金属化纤维。金属化纤维经纺织加工成屏蔽布，对 106~3*1010Hz高频电磁波的屏蔽率可达99.90%~99.99%。
• 耐辐射纤维 • 复合型防辐射纤维
通过往纤维中添加其他化合物或元素使该纤维具有耐辐射 的性能。
• 导电型吸波纤维
凭借低电阻导电材料对电磁辐射的反射作 用，在导体内产生与原电磁辐射相反的电 流和磁极化，形成一个屏蔽空间，从而减 弱外来电磁辐射的危害。
6
电磁辐射防护织物的制备方法
• 防电磁辐射纤维与基体纤维混纺织
4
屏蔽效果的表示方法
• 屏蔽效能SE
指空间某点屏蔽前的场强E0和H0和屏蔽后改点场强Es和Hs之比， 一般以dB为单位。 对电场 SEe=20*lg（E0/Es），对磁场 SEm=20*lg（H0/Hs）。 也可以用空间某点屏蔽前的能量We0和Wm0与屏蔽后改点的能量Wes 和Wms之比，用dB单位表示。 对电场 SEwe=10*lg（We0/Wes），对磁场 SMwm=10*lg（Wm0/Wms）。
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电磁辐射防护织物的制备方法
• 离子化纤维
通过低温等离子处理，连续进行表面沉积来 实现纤维金属化。
产品以吸收为主，通过离子加速运动使得电 磁辐射能变成热能散发掉，从而避免二次污 染，净化了空气。
多离子织物柔软舒适，色泽均匀、耐洗等特 点，由其制作的防护服不仅有防护性，同时 具有优良服用性能。
11
成纺织用纤维材料，如金、银等金属，但使用范围较小。
由于金属纤维表面摩擦系数大和比重达，抗弯刚度、弹性恢复差， 抱合力较小，导致其可纺性差。与其他纤维混纺、交织难以匀化；梳理 时易打结，纺细号纱有困难；织物水洗后易起皱，且难以熨烫平整，影 响织物风格。金属纤维不能上色，露在纱表面的部分会影响织物的外观， 特别是对浅色织物的影响更大，限制了它在纺织加工中的应用。目前采 用拉夹法来牵切不锈钢纤维丝束，以改善金属纤维的可纺性。
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•金属纤维
3.纯金属纤维 具有本质意义的金属纤维是全部采用金属材料制成的纤维，如采 用铅、铜、铝、不锈钢等材料制成的纤维。金属纤维具有最高的导电率， 优良的耐热、耐化学腐蚀性，其柔软性、纤度也能接近一般纤维。采用 99.9%纯度的镍制成8um左右的镍纤维，可与棉、麻、丝、毛及多种化纤 混纺，其产品除了有防电磁波辐射危害外，还具有抑制典型病菌，做到 了人体调理和人体防护的有机结合。其他一些延展性较好的金属也可制
2
电磁屏蔽的作用原理
• 电磁屏蔽
指以某种材料制成的屏蔽壳体将需要屏蔽 的区域封闭起来，形成电磁隔离，即外来 的辐射电磁场不能进入这个区域。
• 电磁屏蔽作用原理
采用低电阻值的导体材料，利用电磁波在
屏蔽导体表面的反射、在导体内部的吸收 及传输过程的损耗而产生屏蔽作用。
3
屏蔽效果的表示方法
• 传输系数T
9
电磁辐射防护织物的制备方法
• 结构型导电聚合物纤维
指不需要加入其他导电性物质而依靠成纤聚合物 本身结构即具有导电性的物质，其导电性优良持 久。 如20世纪80年代初日本研制出的含Cu9S5导电腈 纶。 由于这类聚合物通常为不溶、不熔性物质，或由 于分子量低，热、光稳定性差，加上加工成型困 难，所以要广泛应用还需进一步研究。
指空间某点屏蔽后的场强Es和Hs与改点屏蔽前的场强E0和H0之比。
• 功率耦合传输系数Tp
指空间某点屏蔽后的功率密度Ps与改点屏蔽前的功率密度P0之比。
• 能量耦合传输系数Tw
指空间某点屏蔽后的能量Wes和Wms与改点屏蔽前的能量We0和Wm0之 比。 对电场 Twe=10*lg（Wes/We0），对磁场 Twm=10*lg（Wms/Wm0）