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。石墨烯改性纺织品在导电、防辐射、防紫外线、除菌、特殊防护和智能织物等领域有巨大的应用前景。苏南石墨烯复合锦纶短纤
石墨烯改性面料的产品设计主要受到纤维的两个因素影响。一是纤维颜色,石墨烯改性纤维本身呈现深灰色,无法通过前处理来漂去颜色,因而限定了成品面料的呈现效果。二是舒适性,石墨烯改性合成纤维化纤感强,对成品面料手感有一定影响,同时考虑其功能性的实现要求,石墨烯改性纤维尽量贴肤,以便于消费者直观感受功能效果。因此,研发石墨烯改性面料主要以深色为主,以覆盖石墨烯本身色泽为前提,或将石墨烯改性纤维本身作为面料的点缀色;织物组织结构以经纬纱异面分布的组织或双面组织为主,织物里层主要为石墨烯改性纤维,织物外层主要为棉纱或其他纤维,既有利于突破纤维颜色的限定,增加成品面料的颜色选择性,又在不影响服用功能性的前提下降低了成本。江南高性能石墨烯改性长丝石墨烯改性纤维比传统采用无机、有机抗菌剂的除菌纤维,基本没有细胞毒性,更适合与人体皮肤直接接触。
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
采用石墨烯改性涤纶长丝与精梳棉纱交织的床品面料,可充分发挥石墨烯涤纶纤维比较强的抑菌、除臭吸附、低温远红外发热等多项功能与涤纶本身具有的独特保形性、加之发挥棉纤维的吸湿性、舒适性及良染色性、以实现床品面料的多功能性与持久性、填补市场上此类产品的空白。精梳棉与石墨烯改性涤纶长丝交织多功能床品面料后整理时、须考虑到石墨烯改性涤纶长丝由于石墨烯的加入,同普通涤纶性能完全不同,在后整理时应对产品特点,合理调整工艺参数,如烧毛温度不能过高,采用酶退浆、半丝光,定形中应严格注意温度和速的控制等措施,以减少对石墨烯涤纶纤维损伤,确保其特有保健功能不受影响。精梳棉与石墨烯改性涤纶长丝交织多功能床品面料的生产工艺独特且合理,工艺流程短,生产效率高,生产成本较低,工艺实施方便,产品质量稳定。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。
在石墨烯添加量较低时,随着石墨烯含量的增加,纤维的强度提高。在添加石墨烯粉体质量分数为1.0%、纤维经3.8倍拉伸后,石墨烯改性纤维的断裂强度为2.8cN/dtex,断裂伸长率为46.2%。石墨烯粉体的加入提高了纤维整体的取向性,有利于提高纤维抗静电性能,在纤维高倍拉伸过程中石墨烯的取向度越高。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。在添加石墨烯粉体质量分数为1.0%,经3.8倍拉伸后,石墨烯改性纤维的取向因子为0.92,体积比电阻为3.29*107Ω·cm。在不断寻求创新的纺织纤维领域,石墨烯的出现,为其进一步发展提供了新的动力。江苏江南民用石墨烯改性涤纶纤维
石墨烯改性纤维具有很强的除菌性,灭菌率可达98%,且水洗100次后仍保持90%以上。苏南石墨烯复合锦纶短纤
石墨烯纺织品是指石墨烯材料与普通纺织品有效结合,在保持纺织品各项基本性能的同时,具有石墨烯某一种或几种独特性质的纺织产品。由于石墨烯纺织品在导电、防辐射、防紫外、抑菌们的生活。近年来,石墨烯在纺织领域的应用日益宽广,石墨烯制备高性能纺织纤维、导电织物、亲肤织物、智能纺织品等逐渐成为研究热点和重要课题。可以直接采用纺丝技术制备石墨烯纤维,高纯度石墨烯纤维具有优异的电学性能和力学性能等,在诸多领域显示出良好的应用前景,但要解决高纯度石墨烯纤维可纺性差的问题。石墨烯也可以和其他材料混合进行纺丝,或者对其他纤维进行改性整理,从而获得高性能的纤维。苏南石墨烯复合锦纶短纤
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