目前,關于石墨烯改性纖維材料的研究主要集中在石墨烯改性纖維的制備以及如何改善石墨烯改性纖維的力學性能,將石墨烯納米片層優異的電學、熱學和光學性能賦予宏觀石墨烯改性纖維,而關于石墨烯改性纖維可紡性的研究較少。制備得到的石墨烯改性纖維雖然綜合性能優異,但是,纖維可紡性較差,限制了石墨烯改性纖維在民用紡織服裝領域的進一步開發利用。以普通紡絲原液為基體,通過添加石墨烯分散液制備石墨烯改性纖維不僅可以有效解決高純度石墨烯纖維可紡性差的問題,而且石墨烯改性纖維具有優異的抑菌性能、防紫外性能和遠紅外性能等,在功能紡織品領域展示出良好的應用前景。針對目前石墨烯改性纖維外觀多為單一黑色的問題,可以開發雙層或多層織物,由2組及2組以上的經紗分別與2組及2組以上的緯紗進行交織,在組織結構上可以分成表層和里層2個層面或多個層面。利用各層之間的相對性,開發出色彩豐富,種類多樣,具有特殊紋路效果的提花織物,如表里換層織物、接結雙層織物、空氣袋花紋織物、填芯凹凸紋織物和變層數多層織物等,實現石墨烯紡織品功能性和藝術性的完美結合。石墨烯改性纖維是由石墨烯與各類纖維復合而成的一種智能多功能纖維新材料。江蘇石墨烯改性錦綸纖維
石墨烯是目前自然界薄度、強度比較高的材料,強度比鋼材高200倍;同時它又有很好的彈性,拉伸幅度能達到自身尺寸的20%。作為目前發現的薄度、強度比較大、導電導熱性能較強的一種新型納米材料,石墨烯被稱為“黑金”,有科學家預言石墨烯極有可能掀起一場席卷全球的顛覆性新技術新產業,將“徹底改變21世紀”。石墨烯復合纖維產業化研究開發已取得重大突破,在聚酯、錦綸、腈綸、維綸、纖維素纖維、碳纖維上已開始應用。石墨烯纖維制成的纖維具有抑菌、抗熱、抗寒、抗切割、抗紫外線、抗靜電功能,同時還具有遠紅外發熱、和抗螨蟲的神奇效果。用石墨烯制成的復合纖維可以廣泛應用于服裝、家紡和各種工業布料,它顛覆了傳統纖維單一功能的局限性,體現出集多種功能于一身的高性能纖維的跨越發展,極大地改變傳統纖維的性能和用途,實現了從前列到功能,再到智能纖維和紡織品的華麗轉變。石墨烯纖維的開發和推廣,將迎來一個全新的功能纖維應用新時代。南方淺色石墨烯復合滌綸短纖石墨烯改性纖維不僅具有抗靜電和防紫外線等功能,還能除菌抑菌、除臭和去除甲醛,達到凈化空氣的作用。
隨著石墨烯研究的發展,石墨烯材料已經成為過去五年世界科技發展的熱點,隨著其性能的深入研究,產業化應用未來必將是市場熱點。隨著人類日益增長的健康消費需求,由石墨烯研發的越來越多與人類健康息息相關的功能性紡織品將走進百姓生活。我國石墨烯復合材料在紡織上的應用研究處于優先地位,當前已經有很多成熟的產品面世,例如石墨烯改性錦綸纖維、石墨烯改性滌綸纖維、石墨烯改性晴綸纖維等復合纖維用于服裝、家紡、內衣等。石墨烯復合纖維具有抑菌、抗紫外線、傳導清涼等功能,在床上用品、沙發、窗簾等產品上有很大的應用空間。
石墨烯織物是指石墨烯材料與普通紡織品有效結合,在保持紡織品各項基本性能的同時,具有石墨烯某一種或幾種獨特性質的紡織產品。石墨烯紡織品在導電、防輻射、防紫外線、抑菌、特殊防護和智能織物等領域都有巨大的應用前景。為此可將石墨烯應用于高級功能性面料加工上,如制備抑菌類保健織物,相對于傳統的無機、有機抗菌劑,石墨烯基本沒有細胞毒性,更適合與人體皮膚直接接觸,具有親膚養膚的作用,而且能保證抑菌效果會持續有效。目前市場上已有將石墨烯材料摻入高分子粉料中,通過現有纖維工廠進行熔融紡絲,生產出具備石墨烯多種功能的石墨烯復合纖維,如石墨烯復合滌綸、錦綸、氨綸、腈綸等長絲制品。將石墨烯復合纖維與精梳棉紗交織的保健型交織綢襯衫面料,而這類面料可充分發揮石墨烯纖維具有較強的抑菌除菌、除臭吸附、低溫遠紅外發熱等多項功能,加之發揮棉纖維具有良好的服用舒適性,可實現襯衫面料的高級化與保健化。借鑒色織襯衫面料加工的一般原理,開發出低特精梳棉紗與石墨烯改性長絲交織綢這類保健型襯衫面料,可填補市場上此類產品的空白。將石墨烯按比例置入纖維中,可以賦予紡織產品遠紅外、持久抑菌、抗靜電、防紫外、吸濕透氣等性能。
應用石墨烯改性纖維開發紡織面料,要準確把握其特性,與紡織技術創新及產品設計創新相結合,在保持紡織品各項基本性能的同時,使其具有石墨烯某一種或幾種功能特質,有針對性地開發高質量功能性產品。所開發產品要具備并保留石墨烯的獨特功能性,并且不降低紡織品的服用舒適性,同時結合企業優勢產品類別,以合理的市場定位做好產品設計開發,拓寬市場接受面。石墨烯與傳統紡織纖維材料復合改性的結合方式優異拓展了石墨烯在紡織領域的應用空間,石墨烯改性纖維可紡性良好,可與各類纖維混紡或交織,同時保留了石墨烯的低溫遠紅外、抑菌、防靜電等功能,更大面積、更方便地應用于服飾、家紡等領域。石墨烯改性聚酰胺纖維用于戶外紡織品,不僅具有良好的耐日曬效果,抗靜電性能也得到了提升。江蘇江南淺色石墨烯復合長絲
石墨烯改性纖維的制作方式主要是在紡絲過程中加入石墨烯的方式來實現的。江蘇石墨烯改性錦綸纖維
采用石墨烯改性滌綸長絲與精梳棉紗交織的床品面料,可充分發揮石墨烯滌綸纖維比較強的抑菌、除臭吸附、低溫遠紅外發熱等多項功能與滌綸本身具有的獨特保形性、加之發揮棉纖維的吸濕性、舒適性及良染色性、以實現床品面料的多功能性與持久性、填補市場上此類產品的空白。精梳棉與石墨烯改性滌綸長絲交織多功能床品面料后整理時、須考慮到石墨烯改性滌綸長絲由于石墨烯的加入,同普通滌綸性能完全不同,在后整理時應對產品特點,合理調整工藝參數,如燒毛溫度不能過高,采用酶退漿、半絲光,定形中應嚴格注意溫度和速的控制等措施,以減少對石墨烯滌綸纖維損傷,確保其特有保健功能不受影響。精梳棉與石墨烯改性滌綸長絲交織多功能床品面料的生產工藝獨特且合理,工藝流程短,生產效率高,生產成本較低,工藝實施方便,產品質量穩定。江蘇石墨烯改性錦綸纖維
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