21世紀的新材料——石墨烯,是颠覆全球材料科學(xué)的一微文項劃時(shí)代的創新。石墨烯具有道理高強度、高模量、輕質、超薄、柔韌性好(hǎo)等特點,具有優異請民的透光性、透明度、導電、導熱、儲能(néng)、抗菌、防紫外線、防靜電性能商紅(néng),已在當代高科技計算機、信息産業、人工智能(nén木花g)、交通運輸、航天航空、國(guó)防影日軍工等領域得到(dào)較多的應用。
由于石墨烯是一種(zhǒng)片層的二維納米粒子,不存在類似于高聚物又自的分子鍊,因此直接制備石墨烯纖維存在一定的難度。目前很多關于石墨烯纖維的制備家草仍然僅限于實驗室階段,還(hái)靜站遠遠不能(néng)夠進(jìn)行實際應用與普及。而氧化石墨烯(GO)由于對那具有較為豐富的羧基、羟基以及環氧基,使其在溶劑中的分散性更好(h司都ǎo),因而實際應用中多以GO為主,再上通經(jīng)過(guò)後(hòu)期農物還(hái)原得到(dào)石墨月工烯(還(hái)原氧化石墨烯,RGO)。充分利用石墨烯的特性和功綠一能(néng),嫁接至紡織纖維和織物上,家長可擴大其用途,特别在高端紡織品的發(fā)飛就展和應用方面(miàn)潛力較大。
在纖維方面(miàn)的應用
随著(zhe)納米技術的不斷發(fā)展,通過(guò)將(jiāng)近樹石墨烯納米粒子引入到(dào)聚合物纖維基體中,可以開(k校高āi)發(fā)石墨烯/聚合物基複合纖維。石墨烯的引入,有利于改善聚合物纖維理南的強度、耐熱性、耐候性、抗靜電等諸多性能(néng),增強纖維區話材料整體性能(néng)和應用領域。
以石墨烯為載體複合的纖維有純棉、粘膠等纖維素纖維,滌綸、錦綸、腈綸術水、氨綸、芳綸、聚乙烯醇、海藻酸鈉、聚丙烯酸等合成(chéng)纖維。複合方法道場則有直接浸軋法、噴塗法、複配液法、整理法、交光子聯改性法等。石墨烯複合纖維可以充分發(f下醫ā)揮其優異的特性,而且因含量不高,成(chéng)本較低,同時(sh的不í)質量穩定、耐洗耐用。
石墨烯/二氧化錳複合纖維
(1)山東濟南聖泉集團與黑龍店年江大學(xué)將(jiāng)石墨烯船們與玉米芯纖維複合加工出一種(zh黃鐘ǒng)功能(néng)纖維,具有防紫外線、抗菌、抑菌等特性,她男适合服裝、車輛内裝飾、醫療器材、過(guò)濾等用途。
聖泉生物質石墨烯複合纖維及其應用聽讀
(2)韓國(guó)電子信息研究所與建國(guó)大學(xué)熱樹用牛血清蛋白納米膠塗抹覆蓋在棉和滌綸混紡紗線上,再用石墨烯塗層材料算窗包裹,可用于檢測空氣中有害物質并作智能(néng)過(guò)濾從事器使用。
(3)青島大學(xué)以傳統的粘膠紡絲液為基體用朋制成(chéng)的石墨烯/粘膠複合纖維,其導電村兵、熱學(xué)、抗菌性能(néng)均有顯著提高。該單位哥姐還(hái)制成(chéng)了石墨烯功能(néng)化海我鄉藻複合纖維。
(4)國(guó)外報道(dào),將(jiāng)碳納米管和石墨烯外舞片結合嵌入維綸中,獲得了高強度複合纖維,纖維剛性達1000J/g,遠超蜘鐵做蛛絲和芳綸1414。
(5)青島大學(xué)以石墨烯為耐日曬老化功能銀吃(néng)材料,與水溶性聚氨酯共混得到(d員年ào)功能(néng)性助劑,通過(guò)浸漬塗層技術塗覆玩身于錦綸長(cháng)絲表面(mi信嗎àn),制成(chéng)複合改性長(cháng)絲,改善了錦綸的耐日曬鐘又性能(néng)和導電性能(néng)。
在織物方面(miàn)的應用
利用石墨烯化合物對(duì)織物改性是石墨烯開(kāi)發(和術fā)的亮點。采用的方法有融合、接枝、浸潤、沉積、塗覆等,力求充分發(fā)分農揮石墨烯的優異特性,開(kāi)發(fā)新型功能(néng)性紡來們織品,如抗菌、防臭、防紫外線、防靜電、防火、防輻射功能(秒你néng)性服裝等;開(kāi)長山發(fā)産業用紡織品,如導電、過(guò)濾、穿戴設備、航天航海用紡織品在腦等。
石墨烯改善運動裝的保暖、抗菌、抗靜電煙通等性能(néng)
(1)開(kāi)發(fā)抗菌純棉織物。將跳人(jiāng)潤濕棉織物浸漬于GO和殼聚糖複配的抗菌整理少話液中,使其與棉纖維穩固結合,烘幹後(hòu)用保讀湖險粉還(hái)原,制成(chéng)有一定抗白鄉菌能(néng)力的棉織物。此外還(hái)有先用交聯劑件是浸泡織物作濾布,過(guò)濾GO水溶液,再和交聯劑固化得到件鄉(dào)抗菌織物。
(2)開(kāi)發(fā)電化學(xué)性能(nén村用g)優良的棉織物。以棉織物為基材、通過(guò)浸潤-幹燥法和化學(x他鐘ué)沉澱法,將(jiāng)GO和二氧化錳接枝于棉織物表面(mià看光n),制成(chéng)複合棉織物,再經(jīng)碳化費光處理,改善電化學(xué)性能(n什聽éng)。
石墨烯複合纖維在導電織物中的應用
(3)開(kāi)發(fā)保暖性好(hǎo)刀書可作穿戴設備傳感器的織物。與以上相似,通過(guò)浸潤塗法和原位化學(x厭話ué)沉積法將(jiāng)GO接枝到(dào)棉織物,再經(jīn一遠g)碳化處理使其具有良好(hǎo)的電熱和應力傳感性能(néng),适應都文制作加熱保溫、輕質薄型時(shí)尚服裝和可穿戴設備的傳感器等用途弟開。
石墨烯複合材料在智能(néng)裙裝上的應用(Cu話嗎teCircuit利用其導電性,通過(g男有uò)穿著(zhe)者的心跳可以控制LED燈的開(kāi來雜)和關)
(4)開(kāi)發(fā)石墨烯導熱織物大麗和防紫外線織物。把石墨烯納米片分散于樹脂溶液中整理,即可在一定程度上提高織多微物的導熱系數。通過(guò)優化石墨烯與聚氨酯水溶性複配液配比化現即可將(jiāng)棉織物改性成(chéng)防紫外線織物。
(5)開(kāi)發(fā)石墨烯阻燃織物。對(duì)氧化石墨烯進(歌區jìn)行氨基化改性處理絲織物可制成(c司件héng)阻燃織物。
2016慕尼黑ISPO上,Direc吃師ta Plus與Colmar聯間謝合推出石墨烯增強功能(néng)運動裝系列
(6)此外,石墨烯材料高強度、高模量、抗靜電、低密度(輕質間喝量)、耐壓力等優異特性,必將(jiāng)在紡機及配件領域獲得有益的也鐵啟示,如在羅拉、搖架、鋼絲圈、膠輥、膠圈、劍杆,和飛以及在集聚紡、渦流紡等方面(miàn)有所應用和發(fā日得)展。
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