石墨烯是一种新型纳米材料,它结构独特、性能优异,是目前发现的的二维自由态原子晶体,被称为“奇迹材料”。单纯的石墨烯纤维达不到可纺要求,而利用涤纶、锦纶、晴纶等与石墨烯复合制备出的石墨烯复合纤维,不但具有普通纤维的基本功能,而且还拥有石墨烯远红外、除菌等独特的功能,在功能纺织品中有广阔的应用前景。利用石墨烯复合纤维开发的秋冬季休闲服装面料,采用精梳棉、普通涤纶丝和石墨烯复合涤纶丝为原料,选用提花罗纹组织结构,经过抓毛等后整理,和克重近但不含石墨烯复合纤维的同种面料相比,保暖性更好,符合消费者队秋冬季面料质轻、保暖的需求。虽然由于石墨烯本身的颜色限制了其面料颜色大多为深色,但对于秋冬季面料来说这并不是问题,因此具有良好的应用前景。石墨烯的加入可赋予尼龙产品新的特性,如导电、防紫外线、热稳定性提高等。苏南高性能石墨烯复合涤纶长丝
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。江苏保暖石墨烯改性长丝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。
目前市场上已有将石墨烯材料渗入高分子粉料中,通过现有纤维生产线进行熔融纺丝,生产出具备石墨烯多项功能于一体的石墨烯复合纤维,如石墨烯复合涤纶、锦纶等长丝制品。采用石墨烯改性涤纶长丝与精梳棉纱交织的床品面料,可充分发挥石墨烯改性涤纶纤维的抑菌抑菌、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、舒适性及良好的染色性,以实现床品面料的多功能与持久性,填补市场上此类产品的空白。
石墨烯是新世纪来比较受关注的新材料之一,因其具有超高的比表面积、优异的力学性能、高导电率、高导热率、阻燃性和高阻隔性而在诸多领域具有广泛应用前景。但对于连续纺丝而言,石墨烯强烈的团聚性会在纤维中形成缺陷,使得纺丝过程断丝、毛丝的现象增多。因而很多研究就是抑制石墨烯的堆叠,如采用氧化石墨烯聚合,进行表面改性或者加入分散剂。比如将石墨烯粉体和pet进行熔融共混挤出造粒,再进行纺丝。但是常规石墨烯粉体均是由多层石墨烯堆叠而成,而这种堆叠无法在螺杆挤出的混合作用下分离,进而严重影响可纺性和连续性。或者将氧化石墨烯进行改性,干燥后再和pet进行共混造粒,并纺丝,虽然对氧化石墨烯改性有效降低了团聚,但是干燥后的改性粉体中石墨烯的团聚无法在熔融挤出的过程中解离,会导致纺丝板堵塞以及断丝现象。再或者用硅烷偶联剂对石墨烯进行处理,再和pet进行共混挤出。偶联剂能提高石墨烯和pet的相互作用,但是无法改变石墨烯堆叠的状态,纺丝的效果仍不好。综上,现阶段石墨烯改性涤纶纤维的制备始终无法从根本上解决石墨烯的堆叠问题,因而极大限制了高速、连续纺丝。将石墨烯按比例置入纤维中,可以赋予纺织产品远红外、持久抑菌、抗静电、防紫外、吸湿透气等性能。
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。石墨烯改性纤维能在智能服饰、运动服饰、**、医疗用品等方面打造出更多的高级功能纺织品。江南高性能石墨烯复合涤纶长丝
石墨烯改性纤维集低温远红外,除菌抑菌、抗紫外线、防静电等功能于一身,被誉为划时代的革新性纤维。苏南高性能石墨烯复合涤纶长丝
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。苏南高性能石墨烯复合涤纶长丝
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