石墨烯优异的物理化学性能,逐步成为纺织领域的研究热点,其被应用于功能纤维及智能纺织领域,比如抑菌性纤维织物、远红外纤维以及智能服装等。随着石墨烯在纤维领域研究的不断深入,其优异的比表面积使快速充电储能材料的出现成为了可能,其电化学性能将使得多功能智能纺织品的研究得到极大的发展。而石墨烯制备工艺的不断完善与简化,将使石墨烯得到更大面积地推广与应用。石墨烯改性纤维的制作方式主要是在纺丝过程中加入石墨烯的方式来完成的。通过加入石墨烯,赋予纤维防紫外线、保暖保温、抑菌防臭等功能。目前用于改性的纤维主要包括聚酯纤维、聚酰胺纤维和纤维素纤维。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,对拓宽纤维的应用领域有重要意义。南方防紫外线石墨烯复合锦纶纤维
石墨烯锦纶复合纤维,是将石墨烯与含有酰胺基团的热塑性树脂共混制备出的一种复合性纤维。用这种纤维制成的纺织品具有防水防风;耐磨性高;吸湿透气;超导抗静电等性能;石墨烯锦纶纤维的基体材料为聚酰胺切片,采用预制母粒工艺,将石墨烯均匀的分散在聚酰胺切片中,经熔融纺丝和后纺处理得到含有石墨烯的锦纶纤维。该工艺有效的解决了石墨烯密度小,表面能高易团聚,难以在切片中混合均匀的难题。从而将石墨烯的神奇功能带入到了锦纶纤维中。该石墨烯锦纶纤维与传统锦纶纤维相比,在远红外、抑菌抑菌性、抗紫外性等方面都有明显提高。江苏防静电石墨烯改性涤纶纤维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。
石墨烯改性中空涤纶短纤维断面呈中空状,表面均匀分布了石墨烯颗粒,中空结构赋予了纤维良好的保暖性、蓬松性等特点的性能和风格。采用中空纤维制备的面料,其高中空结构减少了面料的重量,并且能包含大量静止空气,使其织物在轻便的同时保暖性能却比普通同质面料提高;并且其产品作为面料带来更加丰厚爽滑的舒适手感。石墨烯改性中空涤纶短纤维强度高、弹性好、耐摩擦性好、耐腐蚀、具有低温远红外、抑菌抑菌、保暖透气、抗静电等多功能特性,可作为填充材料应用于棉被、睡袋、羽绒服等,对提升纺织工业创新能力和推动高附加值产品开发具有重大意义和市场价值。
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。石墨烯改性纤维制成的各类纺织品正加速走进中国人的生活。
借助交织纬长丝床品面料加工的一般原理,经纱选用精梳棉纱,纬纱采用石墨烯改性涤纶长丝,其线密度选用时,必须与经纱的线密相仿。床品面料的组织结构应以充分体现二种纤维原料的性能优势为原则,可选用平纹、斜纹及经面缎纹。经纱采用整经后上浆流程,纬纱直接使用。后整理时,需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,应合理调整工艺参数,如烧毛温度不能过高、采用酶退浆、半丝光,定型中应严格注意温度和车速的控制等措施,以减少对石墨烯改性涤纶纤维的损伤,确保其特有的保健功能不受影响。这种设计思路,可以充分说明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,生产成本低,工艺实施方便,产品质量稳定,石墨烯的功能得到很大程度的呈现。由于石墨烯本身为高度取向的片层材料,因此石墨烯的加入可以有效地提高石墨烯改性纤维的整体取向度。江苏苏南共混石墨烯复合纤维
石墨烯改性涤纶与普通涤纶比较,其力学性能变化较小,但比电阻大幅降低,有利于提高织物的抗静电性能。南方防紫外线石墨烯复合锦纶纤维
石墨烯织物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。石墨烯纺织品在导电、防辐射、防紫外线、抑菌、特殊防护和智能织物等领域都有巨大的应用前景。为此可将石墨烯应用于高级功能性面料加工上,如制备抑菌类保健织物,相对于传统的无机、有机抗菌剂,石墨烯基本没有细胞毒性,更适合与人体皮肤直接接触,具有亲肤养肤的作用,而且能保证抑菌效果会持续有效。目前市场上已有将石墨烯材料掺入高分子粉料中,通过现有纤维工厂进行熔融纺丝,生产出具备石墨烯多种功能的石墨烯复合纤维,如石墨烯复合涤纶、锦纶、氨纶、腈纶等长丝制品。将石墨烯复合纤维与精梳棉纱交织的保健型交织绸衬衫面料,而这类面料可充分发挥石墨烯纤维具有较强的抑菌除菌、除臭吸附、低温远红外发热等多项功能,加之发挥棉纤维具有良好的服用舒适性,可实现衬衫面料的高级化与保健化。借鉴色织衬衫面料加工的一般原理,开发出低特精梳棉纱与石墨烯改性长丝交织绸这类保健型衬衫面料,可填补市场上此类产品的空白。南方防紫外线石墨烯复合锦纶纤维
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