石墨烯改性纖維材料研究與開發(fā)應用是當前我國紡織行業(yè)發(fā)展的重點,石墨烯被公認為是“徹底改變21世紀的新材料”,用石墨烯改性錦綸,制成的石墨烯錦綸既保留了錦綸的自身優(yōu)點,又引入了石墨烯的優(yōu)良特性。石墨烯錦綸具有抗靜電、抗紫外線、抑菌抑菌、低溫紅外、耐磨耐腐等特點,應用領域大面積。石墨烯錦綸纖維可與棉、莫代爾、竹纖維、粘膠等纖維混合紡紗,使纖維特性得到優(yōu)化與互補,織成的織物面料具有石墨烯的優(yōu)良特性,同時耐磨保形、穿著舒適。但是,由于石墨烯錦綸纖維表面摩擦系數(shù)小、抱合力差,這不僅關系其后道加工能否順利進行,嚴重影響其成紗質量,因此還需要對石墨烯錦綸纖維紡織品的開發(fā)以及產業(yè)化生產進行更深入的研究。石墨烯改性纖維主要是對常規(guī)纖維的改性。改性后的纖維增加了多種功能,對拓寬纖維的應用領域有重要意義。民用納米石墨烯復合纖維
石墨烯是一種由碳原子組成的二維納米材料,具有優(yōu)良的光學、電學、力學特性、熱性能和較高的比表面積的新型碳材料。石墨烯改性黏膠纖維是以普通黏膠紡絲原液為基體,通過添加石墨烯分散液制備而成。不僅解決了高純度石墨烯纖維可紡性差的問題,且在保持紡織品各項基本性能的同時具有石墨烯某一種或幾種獨特性質的紡織產品。石墨烯改性纖維具有優(yōu)異的除菌性能、防紫外線性能和遠紅外性能等,與純棉纖維混紡,織造出既具有棉的外觀、手感和親水性,又具有除菌抑菌、親膚透氣、防紫外線和抗靜電等功能的紡織品,在功能性紡織品領域展示出良好的應用前景。白色民用石墨烯復合滌綸纖維隨著生活水平和健康意識的逐年提高,以石墨烯材料為載體開發(fā)新型功能性紡織品,已成為石墨烯應用開發(fā)亮點。
石墨烯錦綸復合纖維,是將石墨烯與含有酰胺基團的熱塑性樹脂共混制備出的一種復合性纖維。用這種纖維制成的紡織品具有防水防風;耐磨性高;吸濕透氣;超導抗靜電等性能;石墨烯錦綸纖維的基體材料為聚酰胺切片,采用預制母粒工藝,將石墨烯均勻的分散在聚酰胺切片中,經熔融紡絲和后紡處理得到含有石墨烯的錦綸纖維。該工藝有效的解決了石墨烯密度小,表面能高易團聚,難以在切片中混合均勻的難題。從而將石墨烯的神奇功能帶入到了錦綸纖維中。該石墨烯錦綸纖維與傳統(tǒng)錦綸纖維相比,在遠紅外、抑菌抑菌性、抗紫外性等方面都有明顯提高。
石墨烯功能纖維的優(yōu)異抑菌抑菌性能可以明顯消除因細菌產生的異味,同時在一定程度上可以避免細菌繁殖,起到降低再次傳播的風險。從而降低皮膚疾病發(fā)病風險,加速皮膚創(chuàng)傷恢復速度,改善個人衛(wèi)生條件,為健康保駕護航。石墨烯獨特的納米級邊緣,大比表面積以及表面官能團能夠切割、包裹細菌,催化細菌的氧化應激,從而達到抑制細菌生長的抑菌效果。雖然其抑菌機理學界仍在積極研究,但是其作為一種抗菌劑,既不會產生耐藥性,也不像重金屬離子一樣對環(huán)境、人體造成威脅,已經展現(xiàn)出極其誘人的前景。其織物成品檢驗報告:三項主要抑菌項目檢測中,金黃色葡萄球菌抑菌率達到98.7%(行業(yè)標準為80%)、大腸桿菌抑菌率達到93.7%(行業(yè)標準為70%)、白色念珠菌抑菌率達到90.4%(行業(yè)標準為60%);均已達到業(yè)內優(yōu)先水平。石墨烯無機粉體具有優(yōu)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。
石墨烯是目前電阻率較小的材料,將石墨烯與織物結合,可制備優(yōu)異的抗靜電、電磁屏蔽或者導電織物,可以應用于特殊行業(yè),如將石墨烯與化纖共混紡絲,有可能制備出具有優(yōu)異抗靜電性能的采礦職業(yè)服面料。石墨烯改性纖維具有優(yōu)異的抑菌性能、低溫遠紅外功能,將石墨烯改性纖維應用到織物上,即可制備抑菌織物,相對于傳統(tǒng)的應用無機、有機抑菌劑的抑菌纖維,石墨烯改性纖維基本沒有細胞毒性,更適合與人體皮膚直接接觸,具有親膚養(yǎng)膚的作用。在不影響織物的舒適性、服用性能和洗滌的條件下,可將織物與微型芯片連接,制成穿戴式的智能電子服裝。石墨烯改性纖維用于紡織材料中,可以制成更柔軟、微小的電子元件,應用于智能服裝中富有彈性、更柔韌、功能穩(wěn)定性好,這些紡織品在醫(yī)療保健、高性能運動服、可穿戴的顯示器及服裝設備等方面擁有潛在的應用前景。石墨烯改性纖維可紡性良好,可與各類纖維混紡或交織,同時保留石墨烯的低溫遠紅外、抑菌、防靜電等功能。民用高性能石墨烯改性長絲
可以采用石墨烯粉體質量分數(shù)為5.0%的石墨烯母粒來制備石墨烯改性PET纖維。民用納米石墨烯復合纖維
石墨烯改性中空滌綸短纖維斷面呈中空狀,表面均勻分布了石墨烯顆粒,中空結構賦予了纖維良好的保暖性、蓬松性等特點的性能和風格。采用中空纖維制備的面料,其高中空結構減少了面料的重量,并且能包含大量靜止空氣,使其織物在輕便的同時保暖性能卻比普通同質面料提高;并且其產品作為面料帶來更加豐厚爽滑的舒適手感。石墨烯改性中空滌綸短纖維強度高、彈性好、耐摩擦性好、耐腐蝕、具有低溫遠紅外、抑菌抑菌、保暖透氣、抗靜電等多功能特性,可作為填充材料應用于棉被、睡袋、羽絨服等,對提升紡織工業(yè)創(chuàng)新能力和推動高附加值產品開發(fā)具有重大意義和市場價值。民用納米石墨烯復合纖維
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