采用共混改性的方法,先以石墨烯粉体与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)共混挤出制备石墨烯母粒,再以石墨烯母粒和PET切片共混纺丝制备石墨烯改性PET纤维,研究了石墨烯粉体在石墨烯母粒中的过滤性,以及石墨烯添加量对改性PET纤维的机械性能、取向度以及抗静电性能的影响.结果表明:石墨烯粉体在母粒中质量分数为5.0%时具有较好的过滤性能;石墨烯的引入会降低PET纤维的强度,但随着石墨烯粉体添加量的增加,可以增强改性PET纤维的力学性能,同时可以提高纤维的整体取向性和抗静电性能,且拉伸倍数的增加也可以有效地提升改性PET纤维的抗静电性能;在石墨烯粉体质量分数为1.0%、纤维经3.8倍拉伸时,石墨烯改性PET纤维的断裂强度为2.8cN/dtex,断裂伸长率为46.2%,取向因子为0.92,体积比电阻为3.29×107Ω·cm.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。江苏民用石墨烯复合纤维供应
石墨烯的电学、力学、热学等性能优异。采用传统纺丝液为基体,添加稳定分散的石墨烯悬浮液制备低石墨烯含量复合纤维,可有效解决高纯度石墨烯纤维可纺性差的问题,为生产性能优良的耐久性石墨烯功能纺织品奠定基础。经研究表明,石墨烯复合纤维的力学性能、电学性能以及光学性能都十分优异,具有远红外、抗静电、除菌等特殊性能。目前针织毛呢的生产设计以美观性、抗皱、易护理等方面为主,随着人们观念的转变,轻薄、时尚、功能多样的毛呢面料开发成为行业发展的一大方向。人们不仅希望衣物保暖,同时希望摒弃传统毛呢服装的臃肿和厚重,穿着更加舒适,这就要求毛呢面料不仅轻薄,还要有一定的保暖性能。另外,当天气干燥时服装易产生静电,特别是化纤类服装,这样的静电会影响人的机体生理平衡,干扰人的情绪等。多功能性的轻薄毛呢面料亟待设计与开发。从以上可看出,石墨烯复合纤维具有优异的远红外等性能,能够指导轻薄且保暖的针织毛呢的开发。另外,石墨烯复合纤维的良好电学性能可以降低针织毛呢产品静电对人体的伤害,同时除菌性能又使得针织毛呢更加健康、卫生。浅色纳米石墨烯复合锦纶短纤石墨烯粉体含量的增加可有效提高纤维的取向度,有利于提高纤维的抗静电性能。
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
石墨烯容易团聚,在一般溶剂中的分散性较差,如何将石墨烯制备得到宏观可见的纤维类材料的同时,又保留石墨烯独特的优异性能,成为目前开发石墨烯功能纤维的一大难题。石墨烯纤维的制备主要涉及纯石墨烯纤维和石墨烯复合纤维两大类。相对于纺制单纯的石墨烯纤维难度较大且性能单一的缺陷,通过开发石墨烯与其他基体材料进行共混获得复合纤维,这更利于石墨烯材料在纺织领域的用。根据与石墨烯进行混合基体材料的不同,石墨烯复合纤维可分为:石墨烯/聚合物复合纤维、石墨烯/无机金属复合纤维、石墨烯/无机非金属复合纤维三大类。石墨烯改性纤维主要是对常规纤维的改性,改性后的纤维增加了多种功能,对拓宽纤维材料的应用有重要意义。
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。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。苏州石墨烯改性短纤厂家
石墨烯改性纤维具有广谱除菌、持久性、天然性,不会形成耐药性,具有良好的生物兼容性。江苏民用石墨烯复合纤维供应
石墨烯具有优异的导电性能,石墨烯粉体在纤维中取向度越高,越有利于纤维中形成导通的电子传输网络,从而提高纤维的抗静电性能。在较低的拉伸倍数下,由于石墨烯粉体本身具有二维的取向性,因此石墨烯粉体含量的增加可有效提高纤维的取向度,有利于提高纤维的抗静电性能,在石墨烯质量分数增加到1.0%,拉伸倍数为3.2时,纤维的体积电阻率由4.14*1010Ω·cm降低到3.06*108Ω·cm;在高拉伸倍数下,由于受纤维拉伸过程中聚合物变细,使石墨烯粉体呈纤维方向排列,纤维的取向因子增加,同时纤维的体积电阻率相应降低,在石墨烯质量分数为1.0%、纤维拉伸倍数由3.2倍提高到3.8倍时,石墨烯改性纤维的体积电阻率降低到3.29*107Ω·cm。因此在增加石墨烯粉体含量的基础上,通过提高纤维拉伸倍数,可有效地使石墨烯片层材料取向,从而增加石墨烯片层之间的导通结构,提高纤维的抗静电性能。江苏民用石墨烯复合纤维供应
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