在石墨烯添加量較低時,隨著石墨烯含量的增加,纖維的強度提高。在添加石墨烯粉體質量分數為1.0%、纖維經3.8倍拉伸后,石墨烯改性纖維的斷裂強度為2.8cN/dtex,斷裂伸長率為46.2%。石墨烯粉體的加入提高了纖維整體的取向性,有利于提高纖維抗靜電性能,在纖維高倍拉伸過程中石墨烯的取向度越高。在相同的石墨烯粉體含量條件下,提高石墨烯改性纖維的拉伸倍數,可以有效地提升纖維的抗靜電性能。在添加石墨烯粉體質量分數為1.0%,經3.8倍拉伸后,石墨烯改性纖維的取向因子為0.92,體積比電阻為3.29*107Ω·cm。石墨烯紡織品在抗靜電、防紫外、除菌和智能織物等領域有巨大的應用前景,未來它將全新地改變我們的生活。江蘇蘇州防紫外線石墨烯復合滌綸短纖
石墨烯復合纖維主要用于研究開發功能性和高性能纖維兩個領域。功能性纖維包括保暖保溫、防紫外線、防靜電、電磁屏蔽、抑菌防臭、導熱等方面的復合纖維。高性能纖維包括高模量、輕質、高導電、超電容、高儲能、高光導等方面的復合纖維以及今后可替代碳纖維的復合纖維。利用石墨烯對纖維改性是石墨烯開發的亮點。力求充分發揮石墨烯的優異特性,開發新型功能性紡織品,如抑菌、防臭、防紫外線、防靜電、防火、防輻射功能性服裝等;開發產業用紡織品,如導電、過濾、穿戴設備、航天航海用紡織品等。隨著人們日益增長的健康消費需求,使用石墨烯等新材料的功能性紡織品將走進越來越多的老百姓的生活中,市場前景廣闊。推進石墨烯與紡織業深度融合,往智能化、可穿戴、高科技的方向發展,已是應對新一輪科技變革的必然要求。江蘇蘇州白色石墨烯改性纖維石墨烯改性纖維具有很強的除菌性,滅菌率可達98%,且水洗100次后仍保持90%以上。
石墨烯優異的物理化學性能,逐步成為紡織領域的研究熱點,其被應用于功能纖維及智能紡織領域,比如抑菌性纖維織物、遠紅外纖維以及智能服裝等。隨著石墨烯在纖維領域研究的不斷深入,其優異的比表面積使快速充電儲能材料的出現成為了可能,其電化學性能將使得多功能智能紡織品的研究得到極大的發展。而石墨烯制備工藝的不斷完善與簡化,將使石墨烯得到更大面積地推廣與應用。石墨烯改性纖維的制作方式主要是在紡絲過程中加入石墨烯的方式來完成的。通過加入石墨烯,賦予纖維防紫外線、保暖保溫、抑菌防臭等功能。目前用于改性的纖維主要包括聚酯纖維、聚酰胺纖維和纖維素纖維。
石墨烯改性錦綸纖維可與普通纖維,包括天然纖維進行混紡或交織,例如與棉進行交織,制成的面料經過前處理、染色、后整理等一系列工藝流程后,面料的色牢度、抗起毛起球性、水洗尺寸變化等物理性能良好,同時保持了石墨烯原料良好的除菌性能及遠紅外性能,為開發石墨烯改性纖維面料提供了參考價值。但是,由于石墨烯本身的顏色為黑色,在面料開發時,藏青、黑色、深灰色等顏色的面料比較容易,而淺色以及漂白產品的開發則受到一定限制,在后續進行石墨烯改性纖維功能性面料產品開發時應予以充分重視。石墨烯無機粉體具有優異的片層二維取向性,因此通過進一步的拉伸,可以提高石墨烯改性纖維的整體取向性。
石墨烯改性錦綸纖維表面凹凸不平,較粗糙且均勻分布著顆粒,與常規錦綸纖維比,回潮率較高,斷裂強力與斷裂伸長較小,收縮率較低,仍具有良好的可織性。石墨烯復合纖維可制成花式紗線、毛條或長絲,通過多針道大圓機、人造毛皮機以及毛圈機等針織設備,結合不同結構或花型生產各類針織毛呢產品。通過實驗研究煮呢、定型與蒸呢對產品性能的影響,結果顯示柔軟劑的種類以及高溫高壓的條件會對織物性能有一定的影響,特別是電學性能;采用正交試驗的方法研究后整理工藝,結果顯示后整理工藝在保證織物手感與風格的條件下,堅持低溫、平幅的原則。新型多功能薄型針織毛呢具有良好的保暖性能與除菌性能,抗靜電性能有所改善。當石墨烯改性錦綸在織物表面的覆蓋率越高時,織物的升溫速率越快,最高溫度值越大,紅外熱成像圖片的顏色更深,保溫率及單位克羅值都較大,織物具有遠紅外發射性能,同時,面料的抗靜電性能得到改善;隨著石墨烯改性錦綸質量百分比的增加,針織毛呢的抑菌率隨之提高,石墨烯改性錦綸使針織毛呢具有較持久的除菌性能,且當石墨烯改性錦綸質量分數達到18%,針織毛呢即有較好除菌性能。石墨烯的加入可賦予尼龍產品新的特性,如導電、防紫外線、熱穩定性提高等。南方高性能石墨烯改性錦綸纖維
多功能、多類別、多層次、低能耗、低成本是石墨烯改性纖維被市場和消費者接受的關鍵。江蘇蘇州防紫外線石墨烯復合滌綸短纖
石墨烯具有優異的導電性能,石墨烯粉體在纖維中取向度越高,越有利于纖維中形成導通的電子傳輸網絡,從而提高纖維的抗靜電性能。在較低的拉伸倍數下,由于石墨烯粉體本身具有二維的取向性,因此石墨烯粉體含量的增加可有效提高纖維的取向度,有利于提高纖維的抗靜電性能,在石墨烯質量分數增加到1.0%,拉伸倍數為3.2時,纖維的體積電阻率由4.14*1010Ω·cm降低到3.06*108Ω·cm;在高拉伸倍數下,由于受纖維拉伸過程中聚合物變細,使石墨烯粉體呈纖維方向排列,纖維的取向因子增加,同時纖維的體積電阻率相應降低,在石墨烯質量分數為1.0%、纖維拉伸倍數由3.2倍提高到3.8倍時,石墨烯改性纖維的體積電阻率降低到3.29*107Ω·cm。因此在增加石墨烯粉體含量的基礎上,通過提高纖維拉伸倍數,可有效地使石墨烯片層材料取向,從而增加石墨烯片層之間的導通結構,提高纖維的抗靜電性能。江蘇蘇州防紫外線石墨烯復合滌綸短纖
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