碳纳米纤维的开发现状与应用前景

论述了碳纳米纤维制备新方法和碳纳米纤维的特性及应用前景，介绍了中科院物理所开创的碳纳米管沸腾床和移动床催化裂解制备新技术。指出静电纺丝技术可制得实心碳纳米纤维。文章还展望了碳纳米纤维在碳纳米管储氢、锂离子充电电池的电极材料、微区、放射性清洁及同位素分离、纺织混纺材料、高强度碳纤维复合材料、纳米电子器件、催化纤维和膜工业、可溶性碳纳米管试剂、碳纳米管肌肉等领域广阔的应用前景。     

碳纳米管纤维及其复合高导电纤维的研究进展

碳纳米管(CNTs)纤维作为碳纳米管的一维宏观组装材料,具有密度低、力学性质优良、导电性好、耐腐蚀性优异等性能,在航空航天、高铁、汽车及可穿戴电子产品等领域具有广泛的应用前景。然而由于纤维中碳纳米管间的范德华力相互作用较弱且电子和声子会发生显著散射,导致其电导率相对于金属材料有明显劣势,进而影响纤维应用。文章介绍了近年来碳纳米管纤维的制备及其复合高导电纤维的制备方法,期望能为高导电、高强力碳纳米管纤维连续生产的相关研究提供一些参考。     

混杂纤维增强结构隐身复合材料研究进展

混杂纤维增强结构-隐身一体化复合材料兼具良好的吸波性能和力学性能,因而被应用于隐身的多个领域。本文深入分析了电磁波与隐身材料的相互作用机理,明确了混杂纤维增强结构-隐身一体化复合材料的设计原理,研究了碳纤维取向、纤维混杂比、混杂结构对混杂纤维增强结构-隐身一体化复合材料吸波性能和力学性能的影响,并指出了目前存在的不足,以期为今后该类复合材料的结构设计提供借鉴。     

柔性抗冲击纺织材料及其结构的研究进展

针对软体柔性抗冲击纺织品轻质与高防护间的矛盾,综述了抗冲击纤维薄膜新材料、纤维表面改性及结构设计等方面的研究进展。分析了新型纤维薄膜材料包括石墨烯纤维及碳纳米管纤维的理论强度、制备方法及宏观制备存在问题;阐述了剪切增稠剂、纳米无机材料对纤维表面的改性应用的方法及抗冲击效果;阐明了单层织物结构、叠层结构等的结构优势及劣势以及气凝胶复合结构、硬软仿生结构在抗冲击方面的应用前景。研究认为:在满足抗冲击性能的前提下,通过表面改性、织物结构、层间结构、硬软结构等组合设计,可使其抗冲击性与舒适性协同;高纯度石墨烯、碳纳米管纤维和薄膜的宏量化无缺陷制备将是未来抗冲击纺织品超轻量化需要突破的技术瓶颈。     

静电纺丝法宏量制备纳米纤维的研究进展

针对静电纺丝纳米纤维宏量制备过程中的技术问题,系统介绍了近年来国内外提高静电纺产量的最新进展、关键方法与核心技术。围绕多针头和无针头 2 大类宏量制备技术,具体介绍了多种宏量制备方法的原理、结构和特点,从产业应用和学术研究的角度分别对其进行比较,深入分析涉及到的多种宏量制备技术和装置的优缺点,以期推动静电纺丝法制备纳米纤维的产业化和多功能纳米纤维的深入研究。分析表明,无针头类静电纺丝具有电场均匀、产量高等优点,将是静电纺纳米纤维宏量制备技术发展的主要方向,但无针头类静电纺丝的机制、模拟和产业化应用仍需深入研究。     

PBO纤维的国内外研究状况及应用前景

文章详细阐述了聚对苯撑并苯双噁唑（PBO）纤维国内外的发展历史及发展现状，并介绍了该材料的合成方法、纤维的结构特点、性能以及作为高性能纤维在军事及工业领域中的一些应用，描述和比较目前国内PBO纤维的研究现状，对国内的市场容量及前景进行预测。     

化学气相沉积炉内碳纳米管纤维运动的数值模拟

为探究气相沉积法制备的碳纳米管纤维在反应器中运动情况,应用计算流体力学软件模拟了反应器管腔中的气体流场情况,基于珠-杆模型对流场中碳纳米管纤维进行了动力学分析和运动模拟。通过迭代计算,得到了碳纳米管纤维的瞬时运动状态和不同初始位置的纤维头端运动轨迹。模拟结果反映了碳纳米管纤维在反应器中的运动情况,初步解释了碳纳米管纤维制备过程中“袜筒”结构的成因。     

碳纳米管修饰3D纤维网基压力传感器的制备及性能

为改善纤维基传感器灵敏度低和响应范围窄等问题,提出了一种以3D纤维网为基材,采用超声辅助浸渍碳纳米管修饰纤维表面,构建出了3D纤维网络结构的压阻式压力传感器。介绍了3D纤维网传感器的制备过程,并对所制备的传感器形貌结构、力学传感性能及应用进行了测试与表征。结果表明：碳纳米管修饰3D纤维网的传感器灵敏度为3.53×10^-3kPa^-1,具有较好的线性度和较高的灵敏度;检测范围达到200 kPa;响应时间和回复时间分别为153 ms和226 ms;经过2 000次循环施加压力测试表现出较好的稳定性和耐久性。该传感器能够用于监测人体的运动,如手指弯曲、手腕弯曲、手指点击和脚跟压力等,在可穿戴电子织物领域具有广阔的应用前景。     

小麦蛋白复合纤维性能分析

正探讨小麦蛋白复合纤维的性能。介绍了小麦蛋白复合纤维的制备方法,采用电子显微镜对该纤维的形态结构进行了观察,选择了几种适合与小麦蛋白复合纤维混纺的纤维,测试并对比了其物理性能,分析了小麦蛋白复合纤维的染色性能。结果表明:小麦蛋白复合纤维的形态结构与黏胶纤维相似,其物理性能与其他几种纤维     

聚酰胺基碳纳米管复合纤维的研究现状与进展北大核心CSCD

碳纳米管的力学、电学及热学等性能可赋予聚酰胺纤维良好功能,且聚酰胺基碳纳米管复合纤维能够保持其功能的稳定性。然而,如何提高碳纳米管在聚酰胺基体中的分散效果、降低碳纳米管应用成本,是碳纳米管复合纤维及其纺织品的重要研究方向。因此,本文结合现阶段国内外聚酰胺基碳纳米管复合纤维及纺织品的研究现状,探讨影响聚酰胺基碳纳米管复合纤维结构性能的主要因素和应用前景,为推进碳纳米管在纺织领域中的发展应用提供参考。     

纤维素/碳纳米管复合纤维的制备及其功能化应用

针对导电材料填充纤维素复合纤维的强度与导电性能难以兼顾的问题,利用羧基改性碳纳米管能较好地分散在水中,以及低温(-10℃)条件下氢氧化钠/尿素溶液能较好地溶解纤维素这个特性,制备了纤维素/碳纳米管复合纺丝液,然后通过湿法纺丝制备了含有不同质量分数碳纳米管的复合纤维,对复合纤维的微观结构、力学性能以及电学性能进行表征。结果表明：由于纤维素与碳纳米管之间的强相互作用以及碳纳米管的取向,使复合纤维具有良好的力学性能和导电性能,当碳纳米管质量分数为20%时,复合纤维的断裂强度为165 MPa,电阻为3 kΩ;当电压升高到30 V时,复合纤维的温度在15 s内可上升到62.3℃,且吹气和浸入水中都能产生规律的电阻变化。     

可连续化生产的电刺激响应型液晶纤维制备及其性能

为解决电刺激响应液晶纤维在无外加电极下的柔性变色问题,提出一种同轴三明治结构的电致变色液晶纤维的制备方法.采用连续涂层法制备以导电纤维为内导电层,导电水凝胶为外透明导电层,聚合物分散液晶为电致变色层的电刺激响应液晶纤维.对导电纤维种类、聚合物分散液晶体系组分等对电刺激响应液晶纤维形貌和电致变色性能的影响规律进行分析.结...     

纤维材料改性的发展趋势及关注点

纤维材料的改性技术是与新型纤维材料的开发、先进制造加工技术、先进检测表征技术及纤维的产业应用密不可分,同步发展的。近年来,国内外在新纤维的研制、通用纤维材料的改性、功能纤维及高性能纤维的开发等方面均取得了突破性的进展,纺丝及后加工方法越来越多地采用了现代制造、加工、改性方法,以及不同方法的集成。结合纤维材料改性的发展趋势,分析讨论了纤维改性中的问题及关注点。     

剪切增稠液/纤维复合材料防弹性能的研究进展

为促进对剪切增稠液(STF)与高性能纤维复合形成具有高效力学响应和能量吸收机制的智能抗冲击防护材料的性能研究和应用,综述了STF流变性能、STF/纤维复合材料力学性能及其抗弹道冲击机制的研究进展,分析了STF原料选择、复合材料体系构建原理及制备方法。针对STF/纤维复合材料的弹道冲击过程和特点及其在高速冲击下的反应机制,探讨影响弹道冲击性能的因素并提出解决方案。展望了高响应度的柔性智能STF/纤维防弹复合材料的研究发展方向,指出对柔性智能STF/纤维防弹复合材料的表征和评价方法尚需完善,基于三维自增强结构、纤维材料与STF界面结合性、流变滑移及摩擦特性是未来防弹复合材料的研究重点。     

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。     

发光纤维用纳米铝酸盐发光材料的研究进展

发光纤维是一种光致发光、可循环使用的功能性纤维材料,可广泛用于服装、家居装饰、交通、防伪等不同领域。受激发光照后呈现不同光色是源于添加了稀土长余辉发光材料,其中以黄绿光的铝酸锶制备的纤维使用最为广泛。纳米铝酸盐系长余辉发光材料发光性能优良,在制备纤维方面有较好的应用。为了更好促进发光纤维产品的研发,本文从光谱波长、余辉性能和发射强度阐述了纳米铝酸盐稀土长余辉发光材料的发光特性,总结了不同制备方法的特点和发展现状,对其未来研发应用趋势进行了展望,并从发光材料粒径大小、纤维中含量、相容性方面提出了要求。     

聚氨酯基碳纳米管-液态金属导电纤维的制备及其性能

为改善碳纳米管(CNT)作为导电填料弹性性能不足的问题,以CNT和液态金属(LM)为导电填料,热塑性聚氨酯(TPU)为基体,选用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂,去离子水为凝固浴,通过湿法纺丝制备了CNT/LM/TPU导电纤维,并研究了LM和CNT 2种导电填料对纤维结构和性能的影响。结果表明:当导电填料LM质量分数为40%,CNT质量分数为10%时,CNT/LM/TPU纤维的力学性能大幅度提升,断裂强度为10.16 MPa,断裂伸长率为252%;CNT/LM/TPU纤维具有良好的导电性能,其电导率为5.41 S/m,可以用作导线点亮电路,在100%和200%的拉伸应变下电路仍有电流通过,且经20次循环拉伸后仍具有稳定的电阻回复性;此外,该纤维还具有良好的抗菌性能,对金黄色葡萄球菌的抑菌率达到92.61%。     

纺织新产品的开发(四):差别化合纤产品

合纤差别化率的高低是衡量合纤生产技术水平高低的主要标志，文章主要介绍了细旦和超细旦丝、三异纤维、变形丝、弹性纤维、复合纤维等差别化合纤的性能，并从衣料等方面介绍了产品的开发过程，叙述了织前准备、织造生产中的要点。     

湿法水刺可分散材料的结构与性能及其发展趋势

针对现有一次性湿纸巾使用后不可降解,且丢入抽水马桶易堵塞城市管道等难题,从制备工艺、纤维构成、材料属性与用途等角度阐述新型可分散可降解湿法成网水力缠结湿纸巾基材,同时比较分析该材料结构特征及其使用性能（湿强,分散和手感）。结果表明：材料由长短纤维缠绕抱合构成,具有非织造材料与纸二者属性,长纤维（短切再生纤维素纤维）缠绕抱合作为纤维增强影响着材料的湿强和分散性,材料手感与梳理水刺材料接近。最后对该材料发展趋势,从短切纤维优化、辅助增强体应用与设备工艺改进等角度进行系统阐述。     

吸波铁纤维的结构及性能

目前吸波材料应用的范围主要集中在硬质材料上,用铁纤维开发满足特殊军事环境下的柔性吸波织物具有重要的研究意义。针对铁纤维的吸波性能和可纺性能,对铁纤维的微观形态、微区成分元素种类、含量进行了测试。实验表明圆铜法生产的铁纤维截面呈不规则异形,纵向有多道沟槽,其微观形态和组分对纤维吸波性能具有促进作用。对直径10μm 铁纤维与直径18μm 不锈钢纤维的机械性能、摩擦性能进行了对比,预测了铁纤维顺利纺纱的可行性。