民生特用高分子材料與應用--穿上身的高科技
講者: 楊偉達 博士
任職:
a、 工業技術研究院 材料與化工研究所
b、 電子材料及元件研究組
c、 高寬頻先進構裝材料研究室 主任
上課時間:100.10.06(9:20-12:10)
紡織品應用領域
紡織品的功能:
調節:防水透溼、溫度調節、保暖/涼感
保護:外力防護、極端環境條件保護
運動休閒:水上漂
醫療:醫療防護、創傷敷材
水處理:濾材、污水處理、汙染清除
建築:布膜結構
能源/電子:太陽能
調節用途紡織品:防水透溼原理
調節:防水透溼、溫度調節、保暖/涼感
保護:外力防護、極端環境條件保護
運動休閒:水上漂
醫療:醫療防護、創傷敷材
水處理:濾材、污水處理、汙染清除
建築:布膜結構
能源/電子:太陽能
調節用途紡織品:防水透溼原理
Gore-Tex薄膜(ePTFE)每平方英吋有9億個微孔(孔徑約1~2um) ,可讓汗氣通過,但液態水卻無法進入。
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調節用途紡織品:溫度調節
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調節用途紡織品:涼感/保暖
原理:纖維中空結構包含大量空氣,即具有輕質與保暖效果
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保護用途紡織品:外力防護
液態裝甲:D3O
一種高分子材料,當它受到撞擊時,微粒就會在瞬間把纖維鎖住不動,並且把撞擊力道從撞擊點分散到整個面。
Kevlar的發現:
斯蒂芬妮‧柯歐拉克(Stephanie Kwolek)
卡內基技術學院(現為卡內基-梅隆大學(Carnegie–Mellon University))化學學士
1946 年進入杜邦公司當研究助理
1963年發明克維拉及其他纖維(美國專利第 3,094,511 號,3,380,969 號及 3,819,587 號)。
強硬度比當時所有的有機聚合物高10倍、比鋼鐵高5倍,是當時具有最高硬度且質量輕的人造纖維,耐高溫,而質量比玻璃纖維(fiberglass)還輕。它的用途除防彈背心外、還包括保護手套、安全帽、消防隊用的衣服、汽車剎車墊、輪胎(汽車與腳踏車)、輪船、輕便飛行器、海底電纜、橋梁等。
主要弱點:鹼性環境下或暴露於氯及紫外線之下時將漸漸被分解
液態裝甲:D3O
一種高分子材料,當它受到撞擊時,微粒就會在瞬間把纖維鎖住不動,並且把撞擊力道從撞擊點分散到整個面。
Kevlar的發現:
斯蒂芬妮‧柯歐拉克(Stephanie Kwolek)
卡內基技術學院(現為卡內基-梅隆大學(Carnegie–Mellon University))化學學士
1946 年進入杜邦公司當研究助理
1963年發明克維拉及其他纖維(美國專利第 3,094,511 號,3,380,969 號及 3,819,587 號)。
強硬度比當時所有的有機聚合物高10倍、比鋼鐵高5倍,是當時具有最高硬度且質量輕的人造纖維,耐高溫,而質量比玻璃纖維(fiberglass)還輕。它的用途除防彈背心外、還包括保護手套、安全帽、消防隊用的衣服、汽車剎車墊、輪胎(汽車與腳踏車)、輪船、輕便飛行器、海底電纜、橋梁等。
主要弱點:鹼性環境下或暴露於氯及紫外線之下時將漸漸被分解
Kevlar應用:取代戰艦裝甲
戰場實錄:1987年U.S Navy FFG-31 Stark 遇襲
1987年5月17日夜裡,伊拉克空軍幻象F-1EQ戰機未宣戰即對史塔克號發射兩枚飛魚反艦飛彈,雙雙命中
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保護用途紡織品:極端環境條件保護
難燃材料
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變色龍Cosplay:軍用變色織物
變色纖維是一種具有特殊組成或結構,在受到光、熱、水分、不同酸鹼性或輻射等外界條件刺激後可以自動改變顏色的纖維。
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運動休閒用途紡織品
Ion-Mask Technology軍用超耐久撥水處理製程
1.將任何鞋子放入處理箱
2.抽真空
3.注入等離子(Plasma)
4.注入氟碳單體
5.取出完成
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這次的主題的主要是在說如何有效利用纖維,包括有透溼防水布的原理以及不同的織物特性加了一些什麼材料可以達到什麼效果,像是透溼防水的原理:只是用了一個簡單的技術塗佈在織物上面那重點就是那層塗層的東西,能讓身上的水蒸氣排出體外但是又可以阻擋外來的風或是雨滴,經過耐水壓或撥水性等等測試, kevlar這東西加在 纖維或是用在軍艦打戰時可以發會出什麼功效,變色纖維是隨著溫度而改變織物的顏色在戰鬥時也是一大突破的技術,當然最重要的是防火衣材加了難燃材料進入纖維裡,讓纖維碳化而不是燒了之後會慢延或是變成球狀可以有效的用在救火材料上,鞋子則是加了許多可以讓鞋底舒適的材質久站之後不會酸痛,纖維的用途真的非常廣,如何在這個領域上發現新的東西那纖維變不在是夕陽產業而是新的纖維科技的開始。