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1第三章 纺织品在汽车舒适性方面的应用第三章 纺织品在汽车舒适性方面的应用2汽车乘坐舒适性包括行车平顺性、防噪声性、空气调节 性和可居住性等内容。 汽车行车平顺性能保证司乘人员不致因车身振动而 引起不舒服和疲劳的感觉,以及保持所运货物完全无损 的性能; 汽车的防噪性汽车采取减振、隔声、消声、控制乘 坐室共鸣和风振措施,控制车外噪声和车内噪声,保持 车内良好的听觉环境,保证车内语言清晰以及人们在车 内对车外各种音响信号的识别能力; 空气可调节性汽车的空调设备具有适当的换气量、 快速制冷和快速取暖的能力,保证车内空气经常保持司 乘人员舒适的状态。3汽车可居住性包括: 汽车具有必要的居住空间,保证乘员能根据需要 变换乘坐姿势,车内结构符合人体工程学的要求、 布局合理、操作机构方便省力、座椅可调以保证驾 驶员正常操纵; 室内结构造型符合美学要求,表面经过软化处 理,保证在汽车振动时能防止乘员不致因触及车内 设备而受伤; 视野宽阔,尽可能减少驾驶员看不见的死角,提 高乘员的外视能力,仪表和信号灯的视认性好,有 足够的夜间照明;4汽车可居住性包括: 有良好的密封性、隔热、隔振性、较低的噪声和 合适的音响; 合理的色彩,汽车车身和内饰件色彩设计能满足 人们的心理需求,从而减轻长时间行驶的疲劳,并 有利于保证行车安全。5一. 车内污染的来源与危害 车内污染物的种类包括物理污染、化学污染和生物 污染。 物理污染 主要包括:光照、电磁辐射、振动、噪声、温度、 湿度等物理因素 物理污染会给人体带来身体不适6 化学污染 主要包括:碳氢化合物、有机卤化物、有机硫化 物、有机酸和有机过氧化物等有机挥发物。其中游 离甲醛、苯、甲苯、二甲苯、甲苯二异氰酸、胺、 烟气烟碱对人体的危害最大。 有机挥发物会使人出汗异常、手足发冷、易疲劳、 失眠、烦躁、喉痛、口干、咳嗽、腹泻、便泌、恶 心、皮炎、哮喘以及自身免疫疾患等。7 生物污染 主要是微生物,包括各种致病病菌 生物污染对人体的危害主要表现为可传染,影响人 体免疫系统功能,造成人体患病。8人们日常生活中常接触的各种车辆主要污染物及车 内空气质量见表3-1所示。表3-1 车内主要污染物及空气质量等级 车辆类型 主要污染物 空气质量等级 私家车 苯、甲醛、烟碱、细菌、二氧化碳 良好(开窗时) 差(闭窗时) 出租车 细菌、一氧化碳、烟碱、尘土 良好 公共汽车 一氧化碳、二氧化碳、致病菌、可吸入颗粒物 差 9车内污染物的主要来源可以分为三个方面:车内装 饰材料释放出的有害气体、车内生物性污染、汽车 自身及车外污物进入车内。 汽车零部件和车内装饰材料所含有害物质的释放 汽车使用的塑料和橡胶部件、纺织品、油漆材料、 保温材料、粘合剂等材料中所含有机溶剂、助剂、 添加剂等挥发性成分,在汽车使用过程中释放到车 内环境,造成车内空气污染。 污染物主要有:甲醛、苯、甲苯、碳氢化合物、卤 代化合物等。10 车内生物性污染因子的来源具有多样性 人体代谢排泄有机物和无机物中,有极少一部分挥 发性很强,如:甲烷、丙酮、苯酚、挥发性脂肪 酸、氨、有机胺、硫化氢等; 来源于患有呼吸道疾病的病人的细菌、病毒,地毯 中滋生的尘螨。11 车自身或车外污染物进入车辆环境 汽车通过排气管、燃油蒸发等途径排放的污染物, 或汽车空调长期使用风道内积累的污物对车内空气 造成污染。污染物主要有碳氢化合物、一氧化碳、 氮氧化物、微生物、苯、烯烃、芳香烃等,都会使 车内空气质量变差甚至缺氧。 汽车如果密封不严,外界环境的污染物将进入车 内,造成车内空气污染,污染物主要有碳氢化合 物、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、颗粒物等。12二. 内饰材料中挥发性有机物对人体的危害 汽车的内饰件一般是指车厢的隔板、车门衬板、顶 篷内衬、仪表板总成、座椅装饰、座椅与靠垫、地 毯与脚垫、拉手、扶手与背扶手、车窗玻璃用隔热 防燥膜等零部件和材料。其中有的是纺织制品,有 的是非纺织品(如塑料、木质、金属、涂料、无机 矿物如玻璃、生物体材料如动物皮革)。 主要装饰材料的主要有毒有害物质成分见表3-2所示。13表3-2 主要装饰材料的主要有毒有害物质成分 装饰材料名称 主要有害成分 地板背底胶 乙酸乙烯酯 涂料 甲醛、甲苯、乙苯、二甲苯、甲苯二异氰酸酯、重金属、 TVOC 化纤地毯、羊毛地毯甲醛、苯乙烯、4-苯基环乙烯、TVOC 地毯衬垫 甲醛、丁基羟基甲苯、4-苯基环乙烯、TVOC 地毯胶黏剂 甲醛、2-乙基己醇、TVOC 壁布 甲醛、甲苯、二甲苯、乙苯、重金属、氯乙烯、TVOC 木质人造板 甲醛、苯、甲苯、乙氧基乙酸、TVOC 石棉制品 石棉尘 溶剂型胶黏剂 甲醛、苯、甲苯、二甲苯、甲苯二异氰酸酯、TVOC 水基型胶黏剂 甲醛、苯、甲苯、二甲苯、TVOC 注:挥发性有机物(Volatile Organic Compounds, VOC) ,目前已鉴定出500多种, 一般不逐个分别表示,以TVOC表示其总量。 14石棉是天然的纤维状的硅酸盐类矿物质的总称。石 棉由于具有良好的隔热性、耐磨性、耐腐蚀性、绝 缘性等特性而广泛的应用于建设材料、电器制品、 汽车、家庭用品等。 极其微小的石棉纤维飞散到空中,被吸入到人体的 肺后,经过20到40年的潜伏期,很容易诱发肺癌等肺部疾病。这就是在世界各国受到不同程度关注的 石棉公害问题。15游离甲醛(HCHO)会对周围的环境产生污染,恶化车内环境,破坏车内清新的空气,损害人们的健 康。甲醛对人体的急性毒作用,主要表现为对眼 睛、皮肤、黏膜的刺激作用,引起眼睛痛、流泪、 皮炎等症状。表3-3 空气中不同甲醛浓度对人体的刺激作用 空气中的甲醛浓度(mg/m3)机体刺激反应 1.2 眼、鼻、咽喉轻度不适,能忍受8h 2.43.6 轻度流泪,一般可耐受30min 12 大量流泪 1224 鼻与咽喉严重灼伤、流涕、呼吸困难、咳嗽 60120 510min发生支气管和肺部严重损害 16目前调查表明,甲醛对人体健康的影响,主要是对 眼睛的刺激作用,还会引起呼吸道疾病,甚至诱发 癌症,应引起高度重视。大多数国家规定的最大容 许浓度为0.10.13mg/m3。 我国室内装饰装修材料有害物质限量GB-18680-2001规定:地毯中和地毯衬料中甲醛释放量 0.05mg/m2h。以上数据可供汽车内饰设计的参考。17挥发性有机物会引起人体免疫功能失调,影响中枢 神经系统功能,严重时可能会损伤肝脏,引起造血 系统出现变态反应等。 车用纺织品: (1)采用绿色纺织品,消除因非绿色纺织品造成 的车内空气污染源; (2)功能性纺织品的开发与应用:抗菌、消臭、 光催化、负离子、防螨虫、防静电、过滤材料等 等。18绿色纺织品 选用绿色原料,在原料生产过程中不接受对人体 有危害的原料与助剂,不排放对环境有害的物质; 采用绿色的纺织染加工,采用环境友好的各类纺 织助剂以及各类印染助剂,采用高效、低能耗、低 噪音、低排放安全型的生态纺织加工机械,以保证 在生产过程中对环境不会造成不利影响; 满足绿色消费,纺织品的使用及护理对消费者的 安全和健康及环境不造成损害; 实施绿色废弃或回收,该类纺织品废弃以后可以 合理利用或能在自然条件下降解,对环境不造成新 的污染。19抗菌纺织品的开发与应用 加工方法: 制备抗菌纤维改变化学纤维的成分结构,在化 纤母粒中添加功能性金属元素、氧化物等,采用共 混纺丝制成永久性抗菌纤维,抗菌纤维具有广谱抗 菌,抗菌效率高、抗菌效果持久,对人体安全无害 的特点。 纺织品的后整理采用抗菌整理剂对纺织品进行 后整理。20表3-4 抗菌性的特性比较 特性 有机系列天然系列无机系列抗菌力 抗菌范围 持久性 耐热性 耐药性 气味颜色等 污染等 价格 安全性 注:表示优良,表示可以,表示很差。 无机类抗菌剂主要用于制造抗菌等功能纤维,也 可用于织物后整理; 有机和天然产物抗菌剂既可用于制造功能纤维, 也可用于织物后整理。21无机抗菌剂主要是利用银、铜、锌、钛、汞、铅 等金属及其离子的杀菌或抑菌能力制得的抗菌 剂。 Pb、Hg:毒性较强,不适合;Cu:带有较深的颜色,使用受限制;Ag:无毒、无色、抑菌能力较强,应用多。22银盐具有很强的光敏反应,遇光或长期保存极易变 色,接触水时Ag易析出而导致抗菌有效期短。人们采用内部有空洞结构而能牢固负载金属离子的 材料或能与金属离子形成稳定鳌合物的材料作为载 体等手段来解决这些问题。 根据载体的类型,可分为沸石抗菌剂、硅胶抗菌 剂、膨润土抗菌剂、磷酸复盐抗菌剂等。23 有机类抗菌剂季铵盐类 代表性品种是3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基 十八烷基氯化铵(DC-5700),化学结构为:NCH2C18H37CH3CH3SiH3COOCH3OCH33Cl24左端的三甲氧基硅烷基具有硅烷偶合性,当用水稀释 时,由于甲氧基的水解和析出甲醇形成硅醇基,此硅 醇基与纤维之间发生脱水缩和反应,使整理剂分子以 共价键牢固地结合在纤维表面。 经水稀释后形成硅醇基的同时,阳离子因纤维表面带 负电荷而被吸引,形成离子键结合,加上整理剂分子 间发生脱水缩和反应,在纤维表面上形成坚固的薄膜。 该整理剂在纤维表面上以共价键和离子键两种结合方 式形成耐久性优良的抗菌表面膜。25纤维在水中的带电状况26 茶叶 茶多酚(Green Tea Polyphenols,GTP) 甲壳质chitin和壳聚糖chitosan既可用于制造抗菌纤维,也可制成抗菌整理剂处理织 物27OOOOOHCH2OHOHNHOHCH2OHNHCH2OHOHNHOHNHCH2OHCCH3OCOCH3COCH3CCH3OOOOOHnchitin28OOOOOHCH2OHOHNH2OHCH2OHNH2CH2OHOHNH2OHNHCH2OHCCH3OOOOOHnchitosan29抗菌剂的种类不同,其抗菌作用机理亦不同。 无机抗菌剂 金属离子溶出型抗菌机理:在使用过程中抗菌剂缓慢 释放出金属离子,能破坏细菌的细胞膜或细胞原生质 活性酶的活性; 活性氧抗菌机理:在光的作用下,抗菌剂和水或空气 作用,生成的活性氧O2-和OH具有很强的氧化还原作用,产生持久的抗菌效果(光催化剂)。30 有机硅季铵盐类抗菌剂可作用于细菌细胞的表层, 破坏细胞壁和细胞膜。 作用方式: 1.抗菌剂的阳离子吸引带负电荷的细菌细胞壁,其长链烷基破坏细菌的细胞壁而杀死细菌; 2.抗菌剂的阳离子吸引带负电荷的细菌细胞壁,长链烷基接触细菌细胞壁的另一侧,由于受抗菌剂阳离 子的吸引,负电荷减少,继而细胞壁破裂,内溶物 渗出而死亡。31 壳聚糖类抗菌剂 分子结构中含有多个羟基、氨基等极性基团,有极 强的水合能力,分子结构中的质子化氨基(带正 电)能通过吸附带负电荷微生物离子与细胞壁的阴 离子成分结合,阻碍细胞壁的生物合成,从而抑制 微生物的生长。32织物抗菌性的测试方法及标准 定量测试法 优点:定量、准确、客观; 缺点:时间长、费用高。 定性测试法 优点:费用低、速度快; 缺点:不能定量测定抗菌活性,结果不正确。33美国AATCC Test Method 90(Halo Test,晕圈法, 琼脂平皿法) (定性测试法) 美国AATCC Test Method 100(菌数测定法) Antibacterial Finishes on Textile Materials: Assessment of (定量测试法) 美国AATCC Test Method 147(平行划线法) Antibacterial Activity Assessment of Textile Materials: Parallel Streak Method (定性测试法) 振荡瓶法,Shake Fla
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