还原染料的近红外伪装性能研究

还原染料的近红外伪装性能研究

论文摘要

近年来,现代红外探测技术随着科技发展的日益完善,促使战争越发单向透明,常规的树林及夜色越来越不起作用,士兵的安全性也得不到有效保障,因此,红外伪装技术研究受到各国的重视。目前红外伪装主要以涂料实现,这是由于其操作工艺简单,不用过多地考虑被伪装物表面的材质,从而被广泛应用于飞机、坦克等军事装备上。然而对于士兵的伪装服来说,通过涂料实现伪装虽然较方便、经济,技术较成熟,但由于其涂层后面料吸湿性、透气性、柔软性等服用性能的下降,会影响士兵的穿着,因而,用染料实现近红外伪装成为当今的研究新潮。本论文研究通过还原染料染色赋予织物近红外伪装性能,利用反射光谱法分析树叶、泥土背景的反射特性,讨论染色过程添加剂、染料结构、染色浓度、织物组织结构等因素对近红外伪装的影响,找到近红外绿色伪装的关键性染料,并比较国内华元与国外DyStar公司部分还原染料的防近红外性能。在模拟绿色背景时,将棉和涤棉织物分别展开讨论,以棉织物为主,研究不同染料混合拼色对近红外伪装性能的影响;在涤棉织物的分析中首先对棉纤维和涤纶分别讨论,然后综合分析经分散/还原高温高压同浴法染色涤棉织物的近红外伪装性能,并讨论灰黑染料及炭黑作为添加剂对近红外伪装性能的影响,研究织物干湿程度对近红外伪装效果的影响。在模拟棕色背景时,对枯叶和泥土分别模拟,其中以枯叶为主,讨论染料配比、染色方法、浴比等因素对近红外伪装的影响;而模拟泥土背景时,通过超声浸染法研究炭黑对近红外伪装性能的影响。研究表明,采用还原4B蓝(或还原蓝CLF)、还原黄GCN、还原橄榄R、还原灰M可以拼色出具有近红外绿色伪装性能的棉织物;采用分散黄E-3GE、分散蓝ETD、还原4B蓝、还原蓝CLF、还原黄GCN、还原直接黑RB通过高温高压同浴法可拼色出具有近红外绿色伪装能力的涤棉织物;采用还原棕BR、还原黄G、还原橄榄R、还原红F3B、还原灰M可以拼色出具近红外棕色伪装性能的棉织物。其中还原4B蓝和还原蓝CLF是实现近红外绿色伪装的关键性染料。随着染料用量的增加,染色织物反射率减小,但用量不宜过大;而织物的组织结构对防近红外性能影响不大。染料的结构才是影响近红外反射光谱的主要因素,当染料组合一定时,反射光谱相差不大。在模拟背景反射光谱时,灰黑染料的加入可有效调节织物在可见光波段的反射率,而炭黑的加入则可有效调节染色织物在近红外波段的反射率,添加量不宜超过0.5%。另外,染色织物的干湿程度对近红外伪装也有影响,湿布更利于近红外绿色伪装的进行。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 1 绪论
  • 1.1 背景
  • 1.2 红外伪装技术的发展状况
  • 1.2.1 涂料技术的应用
  • 1.2.2 染料技术的应用
  • 1.3 还原染料的特殊性能
  • 1.3.1 还原染料的概念
  • 1.3.2 还原染料在军事上的应用
  • 1.4 伪装参比背景介绍
  • 1.5 实验原理及检测仪器简介
  • 1.5.1 实验原理
  • 1.5.2 检测仪器简介
  • 1.6 本课题研究意义和内容
  • 2 具有近红外绿色伪装性能还原染料的确定
  • 2.1 实验部分
  • 2.1.1 实验材料及仪器
  • 2.1.2 染色方法及工艺
  • 2.1.3 测试方法
  • 2.2 结果与讨论
  • 2.2.1 树叶近红外反射光谱
  • 2.2.2 染色添加剂对近红外伪装性能的影响
  • 2.2.3 染料结构对近红外伪装性能的影响
  • 2.2.4 染料用量对近红外伪装性能的影响
  • 2.2.5 棉布组织结构对近红外伪装性能的影响
  • 2.2.6 华元与Dystar还原染料近红外伪装性能的比较
  • 2.2.7 染色牢度
  • 2.3 本章小结
  • 3 棉和涤棉织物的近红外绿色伪装
  • 3.1 实验部分
  • 3.1.1 实验材料及仪器
  • 3.1.2 染色方法及工艺
  • 3.1.3 测试方法
  • 3.2 结果与讨论
  • 3.2.1 绿色背景棉织物的近红外伪装
  • 3.2.2 绿色背景涤棉织物的近红外伪装
  • 3.2.3 染色牢度
  • 3.3 本章小结
  • 4 棉织物的近红外棕色伪装
  • 4.1 实验部分
  • 4.1.1 实验材料及仪器
  • 4.1.2 染色方法及工艺
  • 4.1.3 测试方法
  • 4.2 结果与讨论
  • 4.2.1 棕色背景的反射光谱特性
  • 4.2.2 混合拼色模拟枯叶背景
  • 4.2.3 混合拼色模拟泥土背景
  • 4.2.4 染色牢度
  • 4.3 本章小结
  • 5 结论
  • 参考文献
  • 攻读学位期间发表的学术论文及专利
  • 致谢
  • 相关论文文献

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