功能化碳纳米管复合薄膜及其膜卷纱的电热性能

碳纳米管(CNT)具有优异的电学性能,为了更好地将其应用于纺织品加热领域,采用加捻CNT薄膜的方法制备膜卷纱,并通过预喷涂导电聚合物聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐) (PEDOT:PSS)溶液的方式进一步优化CNT膜卷纱的电热性能;随后分析PEDOT:PSS喷涂浓度对CNT薄膜及其膜卷纱的结构和导电性能的影响,以及施加不同电压条件下CNT薄膜及其膜卷纱的温度变化。结果表明:随着PEDOT:PSS质量分数从0.01%增加至1.4%,所喷涂的CNT薄膜电导率由344.2 S/cm逐渐增大至668.9 S/cm;当PEDOT:PSS质量分数为0.07%时,所制备的CNT复合膜卷纱具有优异的电热性能,当在其两端施加电压时,温度可到达214 ℃,响应时间为5 s,发热温度是其未加捻薄膜的1.6倍,具有较好的应用潜力和开发价值。     

改性PEDOT:PSS基热电非织造布的制备及其性能研究

为提高智能可穿戴电子设备的热电性能,采用正交试验优化原位聚合反应的工艺参数,并制备改性聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)基热电非织造布,通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、热电偶测温仪、万用电表等对热电非织造布进行表征和测试,研究了热电非织造布的结构和性能。结果表明：PSS质量浓度为10 g/L、过硫酸铵浓度为0.15 mol/L、氯化铁浓度为0.1 mol/L、离子液体双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺锌质量浓度为30 mg/mL条件下,改性热电非织造布热电性能最优,其塞贝克系数为18.13μV/K,电导率为2.85 S/cm,极大地提高了PEDOT类导电聚合物的热电性能,可用于制备智能可穿戴电子设备。     

复合导电织物的制备及其性能研究

为了改善聚合物基织物的导电性,发挥聚合物与还原氧化石墨烯(RGO)的协同作用,文章以涤纶织物为基底,采用浸渍法负载RGO和原位聚合法负载聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT︰PSS)与聚吡咯(PPy),制备了PPy/PEDOT︰PSS/RGO复合导电织物。采用正交试验合理设计氧化石墨烯(GO)、3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)、聚苯乙烯磺酸钠(PSS)和吡咯(Py)的摩尔浓度,借助扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪和万用电表对复合导电织物进行表征与分析。结果表明：当GO质量浓度为5 g/L,EDOT摩尔浓度为0.15 mol/L,PSS质量浓度为15 g/L,Py摩尔浓度为0.14 mol/L时复合导电织物体积电阻率最小,为0.88Ω·cm。     

间隔织物基光热-热电复合材料的制备及其性能

为提高柔性可穿戴供能设备的热电性能,首先利用NaOH和二甲亚砜(DMSO)共同掺杂聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)制备NaOH/DMSO/PEDOT:PSS热电膜,研究了NaOH及DMSO质量分数对PEDOT:PSS电导率、塞贝克系数以及功率因数的影响;然后以棉/涤纶间隔织物为基材,通过复合NaOH/DMSO/PEDOT:PSS并涂覆ZrC/聚氨酯(PU)光热层制备光热-热电复合材料,并对复合材料的形貌结构和热电性能等进行表征。结果表明:当添加质量分数为0.5%的NaOH及3.5%的DMSO时,NaOH/DMSO/PEDOT:PSS热电膜的功率因数达到最高,为25.6 μW/(m·K²),是纯PEDOT:PSS膜的2 327倍;光热-热电复合材料的塞贝克系数为35.5 μV/K,添加ZrC/PU光热层后复合材料在光照下产生的电压为无光热层复合材料的6.3倍。     

聚合物基导电织物制备与应用研究

导电聚合物作为性能优异的导电高分子材料在柔性可穿戴电子纺织品中作用显著,聚吡咯、聚苯胺和聚（3,4-乙烯二氧噻吩）是3种较常见的导电聚合物。将聚合物基导电织物作为柔性电极,为传感器提供灵活性和可拉伸性,但其本征态聚合物制备织物的电导率较低,限制了其应用。文章在简述3种聚合物化学结构、导电机理等基本性质的基础上,重点介绍提高聚合物基织物电导率的不同方法及导电性能变化的机理,并对导电聚合物复合材料制成的柔性传感器的应用现状进行综述。提出聚合物导电织物在柔性传感器应用中存在的主要问题及其可行的研究发展方向。     

用低温界面聚合法制备多功能核壳结构热电织物

为制备导电率高且柔性的多功能热电织物,采用低温原位聚合法制备了对甲苯磺酸离子掺杂聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT:Tos)包覆聚丙烯纤维的核壳结构热电织物.借助扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、红外热成像仪对热电织物的结构和性能进行表征与分析.结果表明:热电织物兼具织物优异柔韧性和PEODT:Tos良好的导电...     

WO3/PEDOT:PSS复合薄膜在电致变色领域的研究进展

三氧化钨(WO₃)和聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)是典型的无机/有机电致变色材料。将两种材料结合可制得电致变色性能更好的复合薄膜。首先,阐述了几种常见WO₃/PEDOT:PSS复合薄膜的制备方法,从制备工艺和性能上分析了制备方法的差异;其次,从材料配比、变色机理、基材选择等方面总结了优化复合薄膜电致变色性能的几种途径;最后,讨论了复合薄膜存在的瓶颈问题和发展趋势,为多功能电致变色复合薄膜的制备提供参考。     

聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/棉复合织物的制备及性能

以棉布为基材、噻吩为单体,用浸渍烘干法和原位聚合法制得聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)/棉复合织物.测试导电织物的表面结构、耐摩擦性能、耐洗涤性能和热稳定性,得出最佳制备工艺:20℃,过硫酸铵0.05 mol/L,三氯化铁0.1 mol/L,3,4-乙烯二氧噻吩0.1 mol/L,聚苯乙烯磺酸钠10 g/L.与...     

羊毛纱线基有机/无机复合热电材料的制备及其性能

为解决传统热电材料柔性差、制备工艺复杂的问题,以羊毛纱线作为热电材料的基底,采用溶液法配制了一种由聚(3,4-乙基二氧噻吩)∶聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT∶PSS)、碳纳米管(CNT)、碲化铋(Bi₂Te₃)组成的有机/无机复合热电涂层,并通过浸涂法将其涂覆在羊毛纱线表面,成功制备了高性能热电纱线。对热电纱线的形貌特征进行分析,并对热电纱线的热电性能、弯曲力学性能以及耐水洗性能进行测试。结果表明：当CNT与PEDOT∶PSS的质量比为1∶4,且Bi₂Te₃的含量为20%时,复合涂层热电纱线的热电性能最好,此时热电纱线的功率因子为9.37μW/(m·K²),相应的电导率和塞贝克系数为5 775 S/m和40.3μV/K,经过数次弯曲循环及水洗测试后,电阻值仍然保持稳定。该方法为制备高性能纺织品基热电材料提供了新思路。     

碳纳米管/聚偏氟乙烯纳米纤维膜的制备及其压电性能

为提高聚偏氟乙烯(PVDF)的压电性能,采用静电纺丝法将碳纳米管(CNTs)引入到PVDF纳米纤维膜中制备CNTs/PVDF纳米纤维膜,并组装成三明治结构的柔性压电传感器,探究CNTs质量分数对CNTs/PVDF纳米纤维膜压电性能的影响.借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、万能试验机以及数字示波器对...     

Photovoltaic textile structure using polyaniline/carbon nanotube composite materials

In this paper, an investigation of flexible electrodes for photovoltaic textile structures utilizing polymer‐based organic materials is presented. The composite structure consisting of a blend of water dispersible carbon nanotube:polyaniline (CNT:PANI) components with poly(3,4 ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) was applied to be used as the hole collecting electrode in photovoltaic textile applications. Both photovoltaic textiles and conventional solar cells were fabricated by using a blend of poly(3‐hexylthiophene‐2,5‐diyl) (P3HT):(6,6)‐phenyl C61‐butyric acid methyl ester (PCBM). All devices were characterized by measuring current versus voltage characteristics under AM 1.5 conditions. The nanoscale morphology of the photovoltaic structures was investigated using scanning electron microscopy and atomic force microscopy.     

多轴向导电芳纶增强复合材料及其电磁屏蔽性能

为提高芳纶的导电能力,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处理方法制备芳纶/聚苯胺复合导电纱线。并以导电芳纶为增强体,以不饱和聚酯树脂为基体,制备了二轴向、三轴向和四轴向导电芳纶增强复合材料,研究了其电磁屏蔽性能。结果表明:经导电处理后,芳纶纤维表面附着一层导电聚苯胺,其电导率可达1.4~1.9 S/cm,力学性能稍有下降;多轴向导电芳纶增强复合材料其屏蔽效能值随着导电芳纶轴向数和排列密度的增大而提高,当导电芳纶排列密度达到70 根/(5 cm)时,四轴向导电芳纶增强复合材料对0.1~1.5 GHz范围内电磁波的平均电磁屏蔽效能达到22 dB。     

废纺再生毡基材料的制备及其性能

为减少废旧纺织品对环境造成的污染,提高废旧纺织品的回收利用率,实现资源利用的最大化,以废旧纺织品经机械处理后得到的回收涤纶、回收麻纤维及低熔点涤纶短纤为原料,采用梳理成网与热风黏合联合工艺,制备再生毡基材料,然后通过正交试验进行工艺优化,并对其厚度、面密度、蓬松度、力学性能、保温性和透气性进行分析,得到最佳制备工艺：回收麻纤维、回收涤纶和低熔点涤纶短纤质量比为15:40:45,温度为180 ℃,时间为8 min,压力为200 N。结果表明：再生毡基材料的厚度为7~10 mm,面密度为300~450 g/m2 ,蓬松度为15~30 cm3/g,透气率为900~1100 mm/s;该再生毡基材料可用于汽车内饰和其他功能性材料的基材。     

四氧化三铁/壳聚糖/聚乙烯吡咯烷酮复合纳米纤维膜的制备及其表征

以壳聚糖/聚乙烯吡咯烷酮作为壳层,以四氧化铁/聚乙烯吡咯烷酮作为芯层,通过同轴静电纺丝的方法制备了一种新型的四氧化铁/壳聚糖/聚乙烯吡咯烷酮复合纳米纤维膜。采用扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）、X-晶体衍射仪（XRD）和振动样品磁强计（VSM）对所制备的复合纳米纤维膜的形貌、物相组成及磁性能进行表征。实验结果表明：所制备的复合纳米纤维膜表面光滑,纤维粗细均匀,直径分布在350-800 nm之间,四氧化铁以结晶态分布在纤维中,复合纳米纤维膜具有超顺磁性,有望成为生物医药领域中的一种优良复合材料。     

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。     

不同牵伸倍率下聚酯复合纤维的微观结构与性能

为研究聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚对苯二甲酸丙二醇酯(PET/PTT)并列型复合纤维制备工艺与其结构及性能之间的关系,借助二维广角X射线衍射仪、差示扫描量热仪等对未牵伸以及2.35～3.35倍牵伸纤维的结晶取向性能、热性能、力学性能以及卷曲性能进行测试与分析。结果表明：随着牵伸倍率的增加,PET/PTT复合纤维内部单组分结晶度变化有所差异,PET组分结晶度由43.04%增至45.73%,但PTT组分的结晶度几乎不变,其取向度由82.3%增大至89.2%,然后保持稳定,说明牵伸诱导取向达到饱和;同时,取向度的增大也导致PET/PTT复合纤维的弹性模量由16.8 cN/dtex增加到23.1 cN/dtex,断裂强度由2.9 cN/dtex增加到3.5 cN/dtex,但断裂伸长率由52.6%下降到38.6%;牵伸倍率的增加导致双组分纤维结构差异明显,使复合纤维的卷曲性能更加优异。     

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。