Kao važna klasa inteligentnih materijala, vodljiva vlakna su privukla široku pozornost krugova materijala u zemlji i inozemstvu. Njegovo istraživanje i razvoj su u usponu, a imaju dobre izglede za primjenu u odjeći, senzorima i industrijskom tekstilu. Vjeruje se da će se s napretkom znanosti i tehnologije pametni materijali nastaviti razvijati. Kao jedna od glavnih varijanti pametnog tekstila, vodljiva vlakna će zasigurno dobivati sve važniju poziciju u području materijala.
Elektrovodljivo vlakno obično se odnosi na vlakno čiji je specifični otpor ispod 107Ω·cm pod standardnim uvjetima (20 stupnjeva, 65% relativne vlažnosti). Kategorije su sljedeće: Slike
(1) Vodljivo vlakno tipa metalnog spoja, otpornost je 102-104Ω·cm, izrađeno je metodom predenja spoja za lokalno miješanje vodljivih čestica visoke koncentracije u vlakno, crne vodljive čestice koriste čađu, bijele serije koriste metalni oksid. Na primjer, površina antimonovog oksida koji sadrži malu količinu kositrenog oksida presvučena je titanijevim dioksidom, vlakno je relativno lagano, fleksibilan, periv i jednostavan za obradu; također može kemijski fiksirati spoj bakra ili metal za galvanizaciju kroz naknadnu obradu.
(2) Metalno vodljivo vlakno. Ova vrsta vlakana izrađena je korištenjem vodljivih svojstava metala. Glavna metoda je metoda izravnog izvlačenja, to jest, metalna žica se više puta provlači kroz matricu kako bi se dobilo vlakno promjera 4-16 μm.
(3) Vodljivo vlakno čađe
Korištenje vodljivih svojstava čađe za izradu vodljivih vlakana je starija i uobičajena metoda. Metoda se može podijeliti u sljedeće tri kategorije: Slika
① Metoda dopiranja: Nakon miješanja čađe i materijala koji -formira vlakno, čađa stvara strukturu kontinuirane faze u vlaknu, što vlaknu daje vodljivost. Ova metoda općenito koristi metodu predenja kompozitnog omotača-jezgre, koja ne utječe na izvorna fizička svojstva vlakna, ali također čini vlakno vodljivim.
② Metoda premazivanja: Metoda premazivanja je nanošenje čađe na površinu običnih vlakana. Metoda premazivanja može koristiti vezivo za spajanje čađe na površinu vlakana ili izravno omekšati površinu vlakana i spojiti je s čađom. Nedostatak ove metode je što čađa lako otpada, osjećaj ruke nije dobar, a čađu nije lako ravnomjerno rasporediti po površini vlakna.
③ Obrada karbonizacijom vlakana; neka vlakna, kao što su poliakrilonitrilna vlakna, celulozna vlakna, vlakna na bazi smole, itd., nakon tretmana karbonizacijom, glavni lanac vlakana čine uglavnom atomi ugljika, što vlakno čini vodljivim. Najčešća metoda je metoda karbonizacije akrilnih vlakana-na niskoj temperaturi. slika
(4) Vodljivo polimerno vlakno
Polimerni materijali obično se smatraju izolatorima, ali uspješan razvoj poliacetilenskih vodljivih materijala u 1970-ima razbio je to
tradicionalni način razmišljanja. Nakon toga, sukcesivno su rođeni polimerni vodljivi materijali kao što su polianilin, polipirol i politiofen. Ljudi provode struju do polimernih materijala.
Istraživanje performansi također je postalo opsežnije. Postoje dvije glavne metode za pripremu vodljivih vlakana pomoću vodljivih polimera: (1) Metoda izravnog predenja vodljivih polimernih materijala (2) Metoda naknadne-obrade.
Primjena vodljivih vlakana
Vodljive tkanine izrađene od vodljivih vlakana imaju izvrsne funkcije kao što su električna vodljivost, toplinska vodljivost, zaštita i apsorpcija elektromagnetskih valova, itd., i široko se koriste u vodljivim mrežama i vodljivim kombinezonima u elektronici i energetskoj industriji; električna odjeća, električne grijaće površine i električni grijaći zavoji u medicinskoj industriji; zrakoplovstvo, elektromagnetski zaštitni pokrov za zrakoplovnu i preciznu elektroniku, itd. Vodljiva vlakna mogu se koristiti u područjima kao što su antistatički tekstil, tekstil protiv-elektromagnetskog zračenja, pametni tekstil i vojni tekstil.
Antistatički tekstil
Vodljivo vlakno je funkcionalno vlakno s elektroničkom vodljivošću kao mehanizmom, koje eliminira statički elektricitet elektroničkom vodljivošću i koronskim pražnjenjem. Budući da vlakno sadrži slobodne elektrone, njegova antistatička svojstva ne ovise o vlažnosti; Liheng vodljiva vlakna imaju kratak polu-život punjenja, u svakom slučaju, mogu eliminirati statički elektricitet u vrlo kratkom vremenu i koristiti vodljiva vlakna za sprječavanje stvaranja statičkog elektriciteta i Opasnost ima širok raspon prilagodljivosti okolišu. U skladu s vodljivošću vodljivih vlakana i strukturom tkanine, antistatički učinak može se postići miješanjem 0,05% do 5% vodljivih vlakana u opće vlakno. Radna odjeća izrađena od vodljivih vlakana s antistatičkim učinkom, prikladna za naftna polja, preradu nafte, rudnike ugljena, elektronsku industriju, industriju fotoosjetljivih materijala i druge zapaljive i eksplozivne prilike, a također je prikladna za sterilnu odjeću bez-prašine ili posebne filterske materijale. Pričekajte.
Tekstil protiv-elektromagnetskog zračenja
Elektromagnetska zaštita je upotreba vodljivih materijala niske-otpornosti za reflektiranje i vođenje elektromagnetskih struja i stvaranje struje i magnetske polarizacije suprotne izvornom magnetskom polju unutar vodljivog materijala, čime se smanjuje učinak zračenja izvornog elektromagnetskog polja. Vodljiva vlakna koja se koriste kao zaštita od elektromagnetskog zračenja zahtijevaju vrlo nizak otpor, obično samo 10-6 do 10-2Ω/cm. Posljednjih godina, zbog široke primjene elektroničke i električne opreme i komunikacijske opreme, smetnje elektromagnetskog zračenja uzrokovale su neispravan rad opreme, prepreke za sliku i zvuk, te štetu ljudskom tijelu itd., što je pobudilo pozornost ljudi na razvoj materijala za elektromagnetsku zaštitu. slika
Korištenjem elektromagnetskih zaštitnih svojstava vodljivih vlakana, može se koristiti za izradu elektromagnetskih štitova za precizne elektroničke komponente, visoko{0}}strojeve za zavarivanje itd., za izradu zidova i stropova kuća s posebnim zahtjevima i zidnih obloga koje apsorbiraju radiovalove. U Japanu se vodljiva vlakna presvučena bakrom na površini miješaju ili izrađuju u ne-tkane tkanine, koje se sada naširoko koriste kao materijali za zaštitu i apsorpciju elektromagnetskih valova, kao što su poklopci za brodove koji apsorbiraju elektromagnetske valove.
Tekstilni senzor
Fleksibilno vodljivo vlakno izrađeno je od senzorskog tekstila na principu elektroničkih senzora. Ima prednosti lakoće i prenosivosti i naširoko se koristi u raznim područjima. Fleksibilni nosivi senzori uglavnom su namijenjeni detektiranju i praćenju raznih ljudskih aktivnosti i imaju širok raspon primjena u detekciji pokreta, nadzoru osobnog zdravlja, inteligentnim robotima i interakciji -čovjeka s računalom. slika
Tradicionalni senzori naprezanja, kao što su oni temeljeni na metalnoj foliji i poluvodičima, ne mogu se primijeniti na fleksibilne nosive senzore jer nemaju dobru fleksibilnost i imaju mali raspon detekcije (<5%). Some nanomaterials have been applied to various flexible strain sensors, such as carbon nanotubes, graphene and metal nanowires, because of their good mechanical flexibility and electrical conductivity. Although some progress has been made, there are still two main problems today: one is that it is difficult to obtain high sensitivity and a large sensing range at the same time; the other is that the current flexible sensors have many functions and single functions, for example, they can only sense tensile strain. It cannot sense other deformations such as bending and torsion at the same time, so it is not suitable for sensing complex and delicate human activities. Japan Taiyo Industry Co., Ltd. uses carbon fiber to develop a sensor that detects the maximum strain, which can be used for safety diagnosis of structures such as buildings, roads, factories, airplanes, and ropeways.
Vojni tekstil
Budući rat za vojne tekstile bit će rat informiran pod visoko-tehnološkim uvjetima. U takvim ratovima, tempo operacija je brz, učestalost ofenzivnih i obrambenih prijelaza je brza, a ratna situacija se brzo mijenja, a tradicionalna borbena oprema vojnika čini se ozbiljno zaostalom. Za poboljšanje sveobuhvatnih borbenih sposobnosti vojnika na suvremenom bojištu potrebno je unaprijediti sposobnost vojnika za prikupljanje, obradu i prijenos informacija, kako bi vojničko razumijevanje situacije na bojištu dosegnulo višu razinu. Informacijska odjeća izrađena od vodljivih vlakana upravo to ispunjava. Jedan zahtjev. slika
Većina vodljivih vlakana osjetljiva je na struju i toplinu. Tkanina satkana od vodljivih vlakana može spriječiti izviđanje termovizijskom opremom, a od nje se može napraviti termovizijska zaštitna odjeća za pojedine vojnike. Vodljiva vlakna se miješaju s niskim dielektričnim supstratima kao što su smola i guma kako bi se napravili materijali koji apsorbiraju elektromagnetske valove, koji mogu apsorbirati radarske valove, izbjeći radarsko praćenje i postići svrhu nevidljivog oružja i opreme. Vojna uniforma koja mijenja-boje koju su razvile Sjedinjene Države ima za cilj dodati vodljivi krug sastavljen od vodljivih vlakana na tkaninu. Kontrolom temperature mijenja se termokromna tinta u vojnoj uniformi, tako da se boja vojne uniforme mijenja prema boji vanjskog okruženja. Ekološki reaktivna kamuflaža.
Druge uporabe vodljivih vlakana
Ostale primjene Odabirom funkcionalnih vodljivih aditiva mogu se pripremiti vlaknasti materijali s drugim funkcijama osim vodljive funkcije, kao što su antibakterijski i daleko infracrveni. Japanska Mitsubishi Corporation koristi kompozitnu tehnologiju predenja za miješanje bijelih vodljivih keramičkih čestica visoke-koncentracije u jezgri kako bi vlakno postalo vodljivo. U isto vrijeme, budući da dodane keramičke čestice imaju karakteristike pretvorbe svjetlosti-u-toplinu, nakon miješanja ovog vlakna s konvencionalnim vlaknima u količini od 10%, temperatura tkanine može se podići na 28 stupnjeva pod izvorom svjetlosti. Ovo vlakno ne samo da čini da se nositelj osjeća toplo, već je nakon pranja vodom vrijeme sušenja na suncu 2/3 vremena sušenja konvencionalnih vlakana. Brzo{11}}sušenje je dodatna karakteristika ovog vlakna. Budući da su vodljive čestice ovog vlakna u jezgri vlakna, uobičajena obrada, pranje, bojanje itd. neće utjecati na vodljivost vlakna.
