纺织行业在技术发展上,作为下游产业,随着人们日益增长的健康消费需求,纺织产品尤其是服装、床上用品等直接和皮肤接触的物品的健康性和环保性越来越受到重视,石墨烯优异的抗静电、防紫外线功能和远红外、吸湿性、抑菌性等方面的特性,可以在生物医用纺织材料、抑菌医用材料、功能服装家纺等领域作为新材料。我国是纺织大国,同时石墨烯在纺织领域的应用难度较小,因此石墨烯复合纤维在纺织行业具有较大的应用价值。石墨烯改性纤维是指利用石墨烯材料的特性对普通纤维进行有效的改性,在保持纤维原有性能的同时,再拥有石墨烯特殊功能的功能性纤维产品。目前石墨烯改性纤维在开发上有熔融纺丝法、溶液纺丝法、静电纺丝法等多种方法。石墨烯改性纤维不仅具有抗静电和防紫外线等功能,还能除菌抑菌、除臭和去除甲醛,达到净化空气的作用。苏州高性能纳米石墨烯复合涤纶纤维
在石墨烯改性吸湿排汗异形涤纶长丝的假捻变形加工中,由于丝束比表面积大,且纤维表面分布着大量的石墨烯颗粒,使丝束与接触部件摩擦力及所受空气阻力增大。因此,石墨烯改性异形丝生产速度不宜太高,控制在500~600m/min较为合适。拉伸比过高时,丝束加工易产生毛丝、毛圈及毛团,断裂强度降低;拉伸比过低时,丝束易逃捻产生僵丝、卷曲不良、染色段斑等,实际生产中,拉伸比控制在1.60~1.65,丝束外观及吸湿排汗效果较好。纤维中石墨烯的加入,可一定程度影响大分子排列的规整性,降低了丝条的软化点和熔点,因此后加工假捻过程中,一热箱和第二热箱温度较常规涤纶长丝低。另外,为提高纤维的毛细效应,丝条应保持较低的卷曲收缩率,所以在满足变形条件下,一热箱应尽量偏低使用。第二热箱起到松弛热定型作用,能够消除纤维的内应力,温度不宜过高或过低。生产实际表明,石墨烯改性吸湿排汗异形涤纶长丝生产中,一热箱控制在175~180°C,第二热箱控制在160~170°C范围内为宜。石墨烯改性长丝供应石墨烯改性聚酰胺纤维用于户外纺织品,不仅具有良好的耐日晒效果,抗静电性能也得到了提升。
纺织品抑菌机理:1、影响细菌细胞内代谢酶的活性;2、阻止细菌DNA复制与合成,阻碍孢子生长;3、与蛋白质反应,破坏细胞壁的合成。可利用抑菌材料改性普通纤维,将改性纤维纺纱后织成织物。石墨烯不仅具有导电性、导热性,还具有低温远红外功能和较强的抑菌性能。石墨烯改性纤维具有石墨烯的广谱抑菌性,其抑菌机理为:1、石墨烯通过破坏或氧化细胞内的结构或组分来扰乱微生物代谢性能;2、大量聚合的片层石墨烯把细胞包裹起来使其与外界环境隔离无法吸收营养,从而抑制细菌生长;3、其锋利的边缘对细菌进行物理切割,破坏了细菌的细胞膜从而达到抑菌作用;4、通过大规模直接抽提细胞膜上的磷脂分子来破坏细胞膜从而杀死细菌。
随着石墨烯研究的发展,石墨烯材料已经成为过去五年世界科技发展的热点,随着其性能的深入研究,产业化应用未来必将是市场热点。随着人类日益增长的健康消费需求,由石墨烯研发的越来越多与人类健康息息相关的功能性纺织品将走进百姓生活。我国石墨烯复合材料在纺织上的应用研究处于优先地位,当前已经有很多成熟的产品面世,例如石墨烯改性锦纶纤维、石墨烯改性涤纶纤维、石墨烯改性晴纶纤维等复合纤维用于服装、家纺、内衣等。石墨烯复合纤维具有抑菌、抗紫外线、传导清凉等功能,在床上用品、沙发、窗帘等产品上有很大的应用空间。石墨烯改性纤维的开发和研究对提升纺织服装行业创新能力、提高产品附加值、抢占市场先机有重要意义。
应用石墨烯改性纤维开发纺织面料,要准确把握其特性,与纺织技术创新及产品设计创新相结合,在保持纺织品各项基本性能的同时,使其具有石墨烯某一种或几种功能特质,有针对性地开发高质量功能性产品。所开发产品要具备并保留石墨烯的独特功能性,并且不降低纺织品的服用舒适性,同时结合企业优势产品类别,以合理的市场定位做好产品设计开发,拓宽市场接受面。石墨烯与传统纺织纤维材料复合改性的结合方式优异拓展了石墨烯在纺织领域的应用空间,石墨烯改性纤维可纺性良好,可与各类纤维混纺或交织,同时保留了石墨烯的低温远红外、抑菌、防静电等功能,更大面积、更方便地应用于服饰、家纺等领域。石墨烯可提高纤维的物理机械性能,赋予其导电性、导热性和紫外线防护功能等。苏州高性能纳米石墨烯复合涤纶纤维
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。苏州高性能纳米石墨烯复合涤纶纤维
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。苏州高性能纳米石墨烯复合涤纶纤维
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