石墨烯功能纤维

独特的能带结构赋予了石墨烯优异的热学性能、力学性能、电学性能和光学性能,使其在生物检测器件、储能材料、传感器、导电复合膜等领域具有广阔的应用前景。介绍了近年来石墨烯及复合纤维的各种制备方法和工艺,并分析对比了不同方法得到的纤维性能差异,综述了湿法纺丝、静电纺丝、电沉积法和化学气相沉积法等制备石墨烯纤维的成熟工艺,同时总结了影响石墨烯纤维性能的各种因素及其在柔性电子织物中的应用,最后对石墨烯纤维的发展方向进行了展望,为后续开展相关研究及石墨烯的应用提供参考。     

高性能石墨烯材料在纺织领域的应用进展

阐述了石墨烯材料在纤维类材料制备、功能性织物以及非织造布的生产等纺织领域的应用情况;综述了纯石墨烯纤维的多种制备方法以及采用聚合物、无机金属和无机非金属与石墨烯混合制备石墨烯复合纤维的研究;概括了石墨烯对织物的功能性研究,包括导电、阻燃、抗菌、抗紫外以及疏水方面的性能;介绍了采用直接浸渍法、自组装法以及真空抽滤法制备石墨烯非织造布,并对石墨烯在纺织领域的发展进行了展望。     

部分石墨烯复合纤维与制品的研发

为探究石墨烯在功能纤维及纺织品的多元应用,通过本课题组对石墨烯复合纤维及制品研发的总结,介绍了多元功能石墨烯复合纤维的制备与功能性研究,进一步明确复合纤维力学增强、阻燃、热稳定性、防紫外线、远红外发射等特性,以及耐日晒抗老化石墨烯锦纶长丝优良的机械性能;在多元功能石墨烯纺织品方面,进行了石墨烯紫外线防护织物、氧化石墨烯/壳聚糖复合导电织物、石墨烯复合远红外功能纺织品、氧化石墨烯/海藻酸钠复合膜和纳米二氧化锰/石墨烯改性织物的研发及其功能性能研究。石墨烯复合纤维及制品在远红外功能纺织品、个体防护及智能纺织品领域具有广阔的应用前景。     

石墨烯复合纤维及其功能性纺织品性能研究

文章阐述了石墨烯纺织品的应用前景,制备并表征了石墨烯和再生纤维素复合纤维,探究了石墨烯的含量对于纺织品性能的影响。研究结果表明,石墨烯和再生纤维素复合纤维具有优异的导电、导热和机械性能,显著提升了再生纤维素的各方面性能,使其在功能性纺织品领域具有广阔的应用空间。     

石墨烯在纺织材料基透明电极中的进展

石墨烯柔性复合透明导电复合材料具有优异的导电性能、透光性能、导热性能以及机械性能。文中介绍了石墨烯的结构、物理性质、制备方法以及在光电领域中的应用,指出了目前基于PET薄膜石墨烯材料研究中的不足以及未来发展方向。     

石墨烯在提高聚苯胺/芳纶复合纱线导电能力中的应用北大核心

为提高纱线导电能力,以芳纶长丝纱为基材,采用一种基于原位聚合法的纱线连续导电工艺,并以石墨烯为导电增强填充材料,制备了石墨烯@聚苯胺/芳纶复合导电纱线。研究了石墨烯对复合导电纱导电能力的增强效果,并分析了复合导电纱的结构与性能。研究结果表明:石墨烯在聚苯胺导电层内均匀分布,对提升复合导电纱的导电性能有积极作用;随着石墨烯含量的提高,聚苯胺/芳纶复合纱线的电导率逐渐提高,可达5.2 S/cm左右,较不添加石墨烯提高约400%。导电处理及石墨烯含量对复合导电纱线的强力没有产生明显的影响,但断裂伸长率稍有降低,初始模量有所提高。     

导电复合纤维基柔性应变传感器的研究进展

为促进导电复合纤维在柔性应变传感器领域的应用,从导电材料和柔性基体的结合方式出发,对传感器的制备方法进行综述分析,其制备方法主要分为3类,包括导电材料/柔性基体匀质复合纤维、导电材料包覆柔性纤维和柔性基体包覆导电纤维。在此基础上,对3类导电复合纤维传感器的性能进行比较分析,总结了各导电网络的传感性能。分析发现纤维的形变行为和导电网络的压阻效应决定了传感器的应变性能和敏感性,导电材料和柔性基体的界面作用是影响传感器稳定性和耐久性的关键因素,复合纤维及纤维集合体和多重导电的网络结构的研发有利于高性能传感器的开发。最后,介绍了导电纤维柔性应变传感器的应用情况和发展趋势,并提出了今后的研究方向。     

石墨烯改性蚕丝的制备方法及其应用研究进展

为优化蚕丝纤维和石墨烯材料的相互结合作用并进一步增强和丰富蚕丝纤维的性能和用途,扩大其在纺织及生物医疗柔性可穿戴领域的应用,详细介绍了石墨烯及其衍生物材料通过内在改性法和外在改性法制备蚕丝材料的方法及应用,并对比分析了各种方法的优缺点,简要介绍了改性蚕丝材料中氧化石墨烯化学还原法和高温还原法的特点。阐述了在力学性能、导电性能、抗紫外线性能、抗菌性能、防污/防水性能等方面,石墨烯改性蚕丝的工作机制及研究进展。综述了石墨烯改性蚕丝材料的性能及其在智能传感器纺织品领域的应用现状,最后展望了石墨烯改性蚕丝材料的研究及发展方向,以期拓宽其应用。     

石墨烯与导电聚合物复合吸波材料的研究进展

首先简要介绍吸波材料的分类、吸波机理及电磁参数;其次研究分析石墨烯和导电聚合物材料的性能特点;然后详细探讨石墨烯与导电聚合物复合吸波材料的研究进展;最后,对石墨烯与导电聚合物复合材料的优缺点进行总结,并展望其未来发展趋势。     

石墨烯粘胶复合纤维的性能研究

探讨石墨烯复合纤维的性能。制备出不同比例的石墨烯粘胶复合纤维。通过扫描电子显微镜、红外光谱仪、X射线衍射仪等对纤维的微观形态和内部结构进行了表征;进一步研究了该纤维的强伸性能、阻燃性能和防紫外线性能。结果表明:石墨烯粘胶复合纤维较普通粘胶纤维具有更优异的机械性能;石墨烯的加入可明显改善纤维的阻燃性能;石墨烯粘胶复合纤维具有良好的防紫外线性能(UPF50)。认为:石墨烯粘胶复合纤维提高了普通粘胶纤维的附加值,使其在功能性防护纺织品领域具有较好的应用前景。     

石墨烯与纤维的高性能化

石墨烯是纤维材料的理想增强体,其在聚合物中的分散及与聚合物基体的相互作用是复合纤维制备的关键因素。从石墨烯／ 纤维复合纺丝工艺出发,介绍了国内外石墨烯纳米复合纤维的研究进展。主要包括石墨烯的性质及功能化改性工艺,石墨烯纤维以及石墨烯与聚合物复合制备复合纤维的制备方法,并讨论了石墨烯与柔性链聚合物纤维和刚性链聚合物纤维的纳米复合过程的不同。目前石墨烯／ 聚合物基复合纤维因成本高、制备工艺复杂,尚处于研究阶段,但随着工艺的不断发展,未来可在航天航空轻质复合材料、导电纤维及耐热纤维等领域发挥重要的作用。     

基于石墨烯材料及其复合物的纺织品抗菌整理研究

石墨烯材料包括石墨烯、氧化石墨烯和还原氧化石墨烯,具有非常优异的物理化学性能。总结了石墨烯材料及其抗菌复合物的性能特点及其在纺织品抗菌整理方面的应用,探讨了石墨烯及其复合物的抗菌安全性,并指出石墨烯材料及其复合物在纺织品抗菌整理方面的研究方向。     

功能化石墨烯改性水性涂料的应用探讨

石墨烯是一种新型的二维碳材料,具有优良的光学、电学、力学性能.近些年,随着石墨烯材料的兴起,有很多学者将石墨烯材料用于水性涂料改性研究,取得了较好的效果,制备出了多种功能化石墨烯改性水性涂料,比如改性水性聚氨酯涂料、改性水性环氧涂料、改性水性丙烯酸涂料和改性锌基水性涂料等几种.本文对以上几种功能化石墨烯改性涂料的研究进...     

柔性石墨烯/聚苯胺复合纤维的制备及电化学性能

为了开发柔性石墨烯基功能复合纤维材料,分别制备了氧化石墨烯和盐酸掺杂聚苯胺,将两者混合后利用湿法纺丝制备了氧化石墨烯/聚苯胺复合纤维,并通过化学还原得到石墨烯/聚苯胺复合纤维。对所制备的复合纤维结构、力学性能及电化学性能进行了表征和测试分析。结果表明,所制备的石墨烯基复合纤维由石墨烯片堆叠的蜂窝状框架和包裹的聚苯胺颗粒构成,氧化石墨烯/聚苯胺复合纤维断裂伸长率高达14.92%,还原后仍可保持在5.57%,断裂强度为25.55 MPa,其比电容可达72.95 mF/cm 2。说明复合纤维具有良好的柔韧性和优异的电化学性能,为其在柔性电极、智能可穿戴方面提供了开发应用的潜力。     

花状氧化石墨烯原位展开共聚聚酰胺6及其功能纤维

为实现复合纤维中石墨烯的分子级分散,从而改善现有石墨烯复合纤维制成率低、强度低、耐用性差等问题,提出了一种原位展开共聚的机制,使得聚酰胺6(PA6)分子接枝的石墨烯片能够均匀分散在体系内,从而批量制备多功能PA6/石墨烯纤维,建立起全新的纤维制备-加工-性能一体化系统,实现了多功能性和高力学性能的兼顾。结果表明：在聚合过程中,花状氧化石墨烯呈现出逐步展开、分散的形貌变化,同时参与聚合反应中;反应结束后,PA6分子均匀接枝在石墨烯片表面,并诱导PA6发生了晶型转变;加入0.1%石墨烯后复合纤维单丝的拉伸强度相比纯PA6纤维提高25.4%,拉伸模量提高49.5%;此外,石墨烯复合PA6面料兼具优异的抗菌、抗病毒、远红外发射、负离子发生、防紫外线等功能,具有广阔的市场前景。     

基于石墨烯及其衍生物的电化学传感器在食品检测中的研究进展

电化学传感器具有成本低、灵敏度高、选择性好、效率高等优势,已被广泛应用于食品分析检测领域,石墨烯比表面积大、电化学窗口宽、电子迁移速率快,已成为构建电化学传感器的理想材料.本文检索了近3年Web of Science英文数据库和中国知网中文数据库发表的有关石墨烯电化学传感器在食品检测中的研究,综述了石墨烯及其衍生物材料...     

石墨烯在防腐防污涂料中的应用

随着石墨烯技术的问世,很多行业展开了对石墨烯的研究.石墨烯是一种新型材料,化学性质非常稳定,具有较强的抗氧化性,不易因外界因素的影响而发生变化,并且,石墨烯在处于氧气、水等腐蚀介质中时具有较强的抗渗透性.研究人员将其加入到防腐涂层中进行研究,并起到了良好效果,本文将以此为主题进行介绍.     

石墨烯基新型抗菌材料的研究进展

为更好地解决单一材料在抗菌领域所面临的局限性问题,对石墨烯基新型抗菌材料的研究展开论述。介绍了石墨烯材料在抗菌方面广谱抗菌、物理和化学作用等的特点,重点阐述了石墨烯及其衍生物的接触切割、包覆作用、氧化应激作用等抗菌机制。然后分析了石墨烯与纳米材料、壳聚糖、季铵盐、卤胺等复合后的研究进展,为其发展提供了参考意义。最后总结了石墨烯基复合抗菌材料在纺织中的研究进展以及当前研究中仍然存在的一些问题,并展望其未来的发展方向。研究表明：将石墨烯材料与其它抗菌材料复合,所得材料可充分发挥各组分之间的协同抗菌作用,其发展较为迅速;然而,尽管石墨烯基新型抗菌材料发展迅速,但其实现产业化仍面临诸多挑战,未来应侧重于优化其制备工艺、抗菌机制等方面,使其向绿色、环保方向发展。     

涤纶基纳米铜/还原氧化石墨烯复合材料的制备及其电磁屏蔽性能

为制备具有电磁屏蔽性能且质轻、柔软的复合材料,以涤纶织物为基材,采用浸轧法将纳米铜乳液和氧化石墨烯负载到织物中,并通过化学法还原氧化石墨烯,制备涤纶基纳米铜/还原氧化石墨烯复合材料。借助扫描电子显微镜、红外光谱仪、X射线衍射仪等对复合材料进行表征,分析了纳米铜乳液粒径、质量分数及氧化石墨烯质量分数对复合材料电磁屏蔽性能的影响。结果表明:在纳米铜乳液平均粒径为93.7 nm、质量分数为20％,氧化石墨烯质量分数为8％条件下制备的复合材料具有良好的电磁屏蔽性能,其最小反射损耗值为–38.06 dB;与普通涤纶织物相比,复合材料亲水性能提高,手感良好,断裂强力略有降低。     

石墨烯和氧化石墨烯在纺织印染中的应用

石墨烯及其氧化物具有优异的机械、电学、热学、抗菌性能。简单介绍了石墨烯的结构、性能;重点阐述了石墨烯、氧化石墨烯在纺织、印染领域中的应用,包括石墨烯纤维、石墨烯抗菌织物、石墨烯抗静电织物、染料吸附等方面。石墨烯在纺织、印染领域的应用前景广阔,值得深入研究。