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。江苏苏南保暖石墨烯改性锦纶纤维
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。防静电石墨烯改性锦纶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。
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。
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。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。
石墨烯改性功能面料:是由石墨烯改性纤维与其他纺织印染工艺结合。石墨烯改性功能面料的优势:石墨烯具有抑菌性,采用千分之几含量的改性石墨烯通过原位聚合工艺制取的尼龙和涤纶纤维材料,具有明显的抑菌性。石墨烯能吸收和辐射高达40%的远红外线,人体远红外线的吸收机制是通过人体组织的细胞分子中的碳-碳,碳-氢键,氧-氢键等的伸缩振动,其谐振波大部分在3-15微米,和远红外线的波长和振幅相同,引起共振共鸣。石墨烯加热发射的4-16微米远红外波,能有效生成身体细胞核酸蛋白质等生物分子等功能。服饰表面抗静电性能提高后,对于纺织品会造成一系列综合性能的提升,能将表电阻从1012提升到106,以人体皮表电阻一致。降低织物表面由于静电产生的长期聚集造成的灰尘粘附、污染物的粘附。经过检测,在模拟人体远红外波段的远红外辐照升温实验中,在实验时间内比其他面料升高了2.8左右(测试时环境温度为20)。所以适用于易归纳、轻盈便携和蓄热保暖为主打的轻型羽绒服、棉服。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。江苏江南多功能石墨烯复合长丝
石墨烯改性纤维是指石墨烯与普通纤维结合,在保持纤维基本性能的同时,具有石墨烯独特性质的纤维。江苏苏南保暖石墨烯改性锦纶纤维
石墨烯改性锦纶纤维可与普通纤维,包括天然纤维进行混纺或交织,例如与棉进行交织,制成的面料经过前处理、染色、后整理等一系列工艺流程后,面料的色牢度、抗起毛起球性、水洗尺寸变化等物理性能良好,同时保持了石墨烯原料良好的除菌性能及远红外性能,为开发石墨烯改性纤维面料提供了参考价值。但是,由于石墨烯本身的颜色为黑色,在面料开发时,藏青、黑色、深灰色等颜色的面料比较容易,而浅色以及漂白产品的开发则受到一定限制,在后续进行石墨烯改性纤维功能性面料产品开发时应予以充分重视。江苏苏南保暖石墨烯改性锦纶纤维
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