MnO_2、石墨烯针织物电热及传感性能分析

为研究纳米石墨烯和Mn O_2整理针织物的电热和感应性能,通过浸润涂覆、化学沉积和炭化方法对针织物进行处理,利用透射电子显微镜和原子力显微镜分析氧化石墨烯微观结构,采用扫描电子显微镜分析炭化针织物的表观形态和内部结构;并对试样的电热及感应性能进行测试。结果表明:经炭化处理后的Mn O_2、氧化石墨烯针织物展现出良好的电热和应力感应性能,整理后的织物可以应用于加热保温服装和可穿戴感应设备等。     

电子束辐照技术在纺织领域的应用

电子束辐照技术具有生产效率高、应用范围广、环境友好等特点,在纺织行业的发展中起到了促进作用。文章从纤维改性、纺织品后整理、污染物处理三方面介绍了电子束辐照加工的应用情况,为进一步研究提供一定参考。     

阻燃纤维素织物的热防护性能数值预测

阻燃纤维素织物被视为应对紧急火灾和易燃气体泄漏等险情的热防护服的重要组成材料。它不仅可以屏蔽外界高温和强热量,而且具有穿着舒适的特点。对阻燃纤维素织物的热防护性在理论上进行推断。建立了由阻燃纤维素织物,空气间隙层和人体组成的微系统构成的的耦合传热模型,并通过有限元法(FEM)对其数值求证。位于阻燃纤维素织物和人类皮肤之间的空气间隙层的热传递包括热传导和热辐射。当人体皮下血液流通时,其热传递模型同时得到建立。皮肤表面温度曲线和皮肤烧伤等级可从上述模型中推断得出。此外,还探究了热源温度、织物厚度和空气间隙层厚度对阻燃纤维素织物热防护性能的影响。     

壳聚糖/聚乙烯醇复合纳米导电纤维的制备及性能表征

以壳聚糖(CS)、聚乙烯醇(PVA)和纳米石墨粉(G)为原料,利用静电纺丝技术分别制备了壳聚糖/聚乙烯醇共混纳米纤维及壳聚糖/聚乙烯醇/纳米石墨粉复合纳米纤维,采用原位聚合法在纤维表面聚合导电聚合物聚苯胺,得到具有优良导电性能的聚合CS/PVA和聚合CS/PVA/G复合纳米纤维。通过扫描镜、X射线衍射、红外光谱等测试手段对纤维的形貌和结构进行表征。结果表明,聚苯胺均匀包覆在经原位聚合的复合纳米纤维表面,提高了纤维的导电性能,纳米石墨粉与聚苯胺形成插入化合物进一步提高了纤维的导电性能。     

石墨烯/聚二甲基硅氧烷三维非织造结构压阻柔性压力传感器

压阻式压力传感器是可穿戴器件中的关键元件。由于优异的弹性性能,本文以三维聚酯非织造布作为基材,还原氧化石墨烯(rGO)作为活性材料,聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为柔性材料,组装三维(3D)压阻式压力传感器。该传感器具有良好的感应特性,包括短响应时间(120ms)和微弱的迟滞性(6.8%)。此外,该压力传感器可以用于检测人体的关节以及喉咙的运动情况。因此,该压阻传感器成本低、灵敏度高、耐久性优良,可以作为穿戴智能设备的理想的三维压阻式压力传感器。     

湿法纺丝工艺制备聚丙烯腈/氧化石墨烯复合纤维及性能研究

选取聚丙烯腈(PAN)和氧化石墨烯(GO)共混复合,通过湿法纺丝工艺技术,制备不同氧化石墨烯固含量的聚丙烯腈/氧化石墨烯复合纤维。基于非溶剂致相分离理论,以二甲基甲酰胺(DMF)/水混合体系作为凝固浴,非溶剂扩散到聚丙烯腈纤维中使得聚丙烯腈快速凝固。本文通过SEM、FTIR对复合纤维形态和结构进行了表征。DMA测试结果表明,GO固含量为1wt.%的复合纤维拥有最好的热机械性能,储能模量达到5.5GPa,损耗因子tanδ为0.139。     

聚氨酯弹性导电复合纤维的制备与性能研究

以聚氨酯为弹性结构相,纳米炭黑为导电功能相,基于非溶剂致相分离原理,通过湿法纺丝工艺制备纳米炭黑/聚氨酯弹性导电纤维,并研究不同炭黑含量(10%~50%)复合纤维的力学性能及导电性能。结果表明:复合纤维的导电性随着炭黑含量的增加而得到显著提高。炭黑的质量分数为40%时,复合纤维的电导率为7.6S/m,具有良好的导电性能,其力学性能变差,但不影响使用。在智能纺织品、传感器等方面有很好的应用前景。     

二氧化锰/还原氧化石墨烯复合纳米材料电-热转化特性

采用天然石墨为原料,利用修正的Hummers法,成功合成氧化石墨烯(GO)。通过浸轧-烘干-焙烘、原位液相沉积和碳化工艺制备出MnO_2@C和MnO_2/rGO@C碳化样品,并与纯棉织物(C)碳化样品进行对比测试分析。采用SEM、EDS、XRD、ICP和元素分析等技术手段对碳化样品的表观形态、内部结构、元素组成及配比进行系统表征分析,并对其电-热转化特性进行探究。测试结果表明:棉织物表面附着的GO能为MnO_2纳米粒子提供更多沉积位点,其MnO_2沉积量是纯棉织物的2.4倍。经碳化处理后,GO还原为石墨烯,样品导电性能大幅度提高,电导率由38S/m(C)提高到90S/m(MnO_2/rGO@C)。此外,MnO_2/rGO@C具有突出的电-热转化特性。在外加电压~15V时,5min内,其温度可逐步递增至稳态最大值54℃。认为该研究成果可应用于智能保暖服饰的开发和能量转换领域,具有广阔的应用前景。     

基于石墨烯整理的远红外发射棉织物

采用石墨烯/聚氨酯复配液作为功能整理剂对棉织物改性整理,获得具有远红外发射功能的棉织物。以石墨烯纳米片(G)作为功能整理剂,水溶性聚氨酯(PU)为粘合助剂,通过复配液整理法对棉织物进行改性整理获得功能织物并研究其性能。采用扫面电子显微镜(SEM)、高分辨率透射显微镜(HR-TEM)和傅里叶红外分析光谱(FTIR)对自制石墨烯及改性棉织物的表观形态和内部结构进行表征;通过远红外发射率和红外热成像技术表征改性棉织物的远红外发射性能。结果表明,石墨烯改性棉织物的远红外发射率明显提高,经3次处理后其远红外发射率达0.911,比市面上已有的远红外发射纺织品的发射率还高。     

石墨烯在纺织上的应用研究

阐述了石墨烯的结构性能、制备与表征方法,介绍了当前石墨烯及其衍生物在新型纺织材料、功能纺织品等方面应用的研究进展,包括石墨烯新型纤维、石墨烯功能织物。石墨烯在纺织领域的应用前景广阔,对新型功能纺织品研发生产具有重要意义。