苏州民用多功能石墨烯改性短纤

时间:2022年08月16日 来源:

竹浆纤维属于再生纤维素纤维,具有较好的除菌性能,自身的多孔结构使其具备较好的吸湿透气性,手感柔软,色彩靓丽,但也存在纤维强力低、韧性不高、易撕裂、湿态下尺寸稳定性差等不足。石墨烯改性涤纶具有良好的保温性能,能促进人体血液循环、缓解疲劳,迅速吸收人体皮肤散发的湿气和汗液对含有苯环、甲醛等有机污染物也具有较高的吸附速度和容量。石墨烯改性涤纶的断裂强度大于竹浆纤维。两种纤维混合后的可纺性与竹浆纤维纯纺相比变化不大,但成纱强力有不小的提高。竹浆纤维石墨烯改性涤纶混纺织物在实际生产中需面对以下难点:浆纱机浆槽粘度的控制;浆纱分绞浆斑问题;上浆率及纱线强力、毛羽等问题;边撑疵的控制和织造单纱疵点的控制;喷气卷取装置改造;面料颜色较深,在机布面质量需严格监控把关;修织过程中修痕易形成二次疵点等。羊毛/石墨烯改性涤纶混纺面料的色牢度与羊毛/涤纶混纺面料的色牢度相同。苏州民用多功能石墨烯改性短纤

石墨烯是目前电阻率较小的材料,将石墨烯与织物结合,可制备优异的抗静电、电磁屏蔽或者导电织物,可以应用于特殊行业,如将石墨烯与化纤共混纺丝,有可能制备出具有优异抗静电性能的采矿职业服面料。石墨烯改性纤维具有优异的抑菌性能、低温远红外功能,将石墨烯改性纤维应用到织物上,即可制备抑菌织物,相对于传统的应用无机、有机抑菌剂的抑菌纤维,石墨烯改性纤维基本没有细胞毒性,更适合与人体皮肤直接接触,具有亲肤养肤的作用。在不影响织物的舒适性、服用性能和洗涤的条件下,可将织物与微型芯片连接,制成穿戴式的智能电子服装。石墨烯改性纤维用于纺织材料中,可以制成更柔软、微小的电子元件,应用于智能服装中富有弹性、更柔韧、功能稳定性好,这些纺织品在医疗保健、高性能运动服、可穿戴的显示器及服装设备等方面拥有潜在的应用前景。江苏民用白色石墨烯复合纤维厂家由于石墨烯本身为高度取向的片层材料,因此石墨烯的加入可以有效地提高石墨烯改性纤维的整体取向度。

目前,关于石墨烯改性纤维材料的研究主要集中在石墨烯改性纤维的制备以及如何改善石墨烯改性纤维的力学性能,将石墨烯纳米片层优异的电学、热学和光学性能赋予宏观石墨烯改性纤维,而关于石墨烯改性纤维可纺性的研究较少。制备得到的石墨烯改性纤维虽然综合性能优异,但是,纤维可纺性较差,限制了石墨烯改性纤维在民用纺织服装领域的进一步开发利用。以普通纺丝原液为基体,通过添加石墨烯分散液制备石墨烯改性纤维不仅可以有效解决高纯度石墨烯纤维可纺性差的问题,而且石墨烯改性纤维具有优异的抑菌性能、防紫外性能和远红外性能等,在功能纺织品领域展示出良好的应用前景。针对目前石墨烯改性纤维外观多为单一黑色的问题,可以开发双层或多层织物,由2组及2组以上的经纱分别与2组及2组以上的纬纱进行交织,在组织结构上可以分成表层和里层2个层面或多个层面。利用各层之间的相对性,开发出色彩丰富,种类多样,具有特殊纹路效果的提花织物,如表里换层织物、接结双层织物、空气袋花纹织物、填芯凹凸纹织物和变层数多层织物等,实现石墨烯纺织品功能性和艺术性的完美结合。

近年来,随着对石墨烯改性纤维不断的深入研究,石墨烯改性纤维在纺织领域也获得到了大面积的研究应用,特别是在功能纺织品研究方面展现出勃勃生机,其导热性、抑菌性、导电性、远红外性能、防紫外性能及电磁屏蔽性能得到大面积认可,各种功能性纺织品也不断涌现在消费者面前。石墨烯具有极高导热系,单层石墨烯的导热系数可达5300W/mK,甚至有研究表明其导热系数高达6600W/mK。与纯石墨烯相比,氧石墨烯的导热导率相对较低(0.14~2.87W/mK)。石墨烯改性纤维具有优异的抑菌性能,用其制成的织物,就是抑菌织物。石墨烯基本没有细胞毒性,相对于传统的抑菌整理剂,因此石墨烯改性纤维更适合与人体皮肤直接接触。石墨烯结构非常稳定,当施加外部机械力时,碳原子面就弯曲变形,从而使碳原子不必重新排列来适应外力,也就保持了结构稳定。这种稳定的晶格结构使碳原子具有优良的导电性。石墨烯的这种优良的导电性能应用到纺织品上得到优异的抗静电或者导电织物。在相同的石墨烯粉体含量条件下,提高石墨烯改性纤维的拉伸倍数,可以有效地提升纤维的抗静电性能。

石墨烯的优点是能赋予复合材料优良的力学、电学、热学、防辐射、抑菌等功能特性,具有远红外功能,对6~14μm远红外线的法向发射率达88%;具有抑菌功能,抑菌率达到99%;具有吸湿透气功能,吸收皮肤散发的湿气及汗液,使肌肤保持干爽;具有抗静电功能,低的表面电阻率能将静电荷迅速逸散,抑制和减少静电荷;还可以作为纳米增强多功能添加剂提高复合纤维的性能。缺点是石墨烯为黑色,无法实现靓丽颜色;材料中质量分数超过3%,会使织物强力降。在锦纶纤维中加入1%的功能化石墨烯,聚酰胺远红外辐照温升为1.6℃,提高了聚合物的防远红外功能。石墨烯梭织纤维由于石墨烯经过炭化为黑色,锦纶纤维添加石墨烯后,纤维也是黑色,因此在加工浅色及漂白色时,受到石墨烯锦纶纤维的影响石墨烯改性纤维在服装智能化方面的应用,有望重新定义服装与人之间的关系,是一片新的发展蓝海。苏州浅色高性能石墨烯复合锦纶长丝

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石墨烯是新世纪来比较受关注的新材料之一,因其具有超高的比表面积、优异的力学性能、高导电率、高导热率、阻燃性和高阻隔性而在诸多领域具有广泛应用前景。但对于连续纺丝而言,石墨烯强烈的团聚性会在纤维中形成缺陷,使得纺丝过程断丝、毛丝的现象增多。因而很多研究就是抑制石墨烯的堆叠,如采用氧化石墨烯聚合,进行表面改性或者加入分散剂。比如将石墨烯粉体和pet进行熔融共混挤出造粒,再进行纺丝。但是常规石墨烯粉体均是由多层石墨烯堆叠而成,而这种堆叠无法在螺杆挤出的混合作用下分离,进而严重影响可纺性和连续性。或者将氧化石墨烯进行改性,干燥后再和pet进行共混造粒,并纺丝,虽然对氧化石墨烯改性有效降低了团聚,但是干燥后的改性粉体中石墨烯的团聚无法在熔融挤出的过程中解离,会导致纺丝板堵塞以及断丝现象。再或者用硅烷偶联剂对石墨烯进行处理,再和pet进行共混挤出。偶联剂能提高石墨烯和pet的相互作用,但是无法改变石墨烯堆叠的状态,纺丝的效果仍不好。综上,现阶段石墨烯改性涤纶纤维的制备始终无法从根本上解决石墨烯的堆叠问题,因而极大限制了高速、连续纺丝。苏州民用多功能石墨烯改性短纤

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