Проводящие волокна как важный класс интеллектуальных материалов привлекли широкое внимание специалистов по материаловедению в стране и за рубежом. Его исследования и разработки находятся на подъеме, и у них есть хорошие перспективы применения в одежде, датчиках и промышленном текстиле. Считается, что с развитием науки и техники умные материалы будут продолжать развиваться. Проводящие волокна, как одна из основных разновидностей умного текстиля, несомненно, займут все более важную позицию в области материалов.
Электропроводящее волокно обычно относится к волокну, удельное сопротивление которого ниже 107 Ом·см в стандартных условиях (20 градусов, относительная влажность 65%). Категории следующие: Картинки
(1) Проводящее волокно металлического соединения, удельное сопротивление 102-104 Ом·см, оно изготовлено методом составного прядения для локального смешивания проводящих частиц с высокой концентрацией в волокне, в черных проводящих частицах используется технический углерод, в белых сериях используется оксид металла. Например, поверхность оксида сурьмы, содержащего небольшое количество оксида олова, покрыта диоксидом титана, волокно относительно легкое, гибкое, моющееся и легко обрабатываемое; он также может химически фиксировать соединение меди или гальванический металл посредством постобработки.
(2) Металлическое проводящее волокно. Этот тип волокна изготавливается с использованием проводящих свойств металла. Основным методом является метод прямого волочения, то есть металлическую проволоку многократно протягивают через матрицу, чтобы получить волокно диаметром 4-16 мкм.
(3) Проводящее волокно технического углерода
Использование проводящих свойств технического углерода для изготовления проводящих волокон является более старым и распространенным методом. Этот метод можно разделить на следующие три категории: Изображение
① Метод легирования: после смешивания технического углерода и материала, образующего волокно-, технический углерод образует в волокне структуру непрерывной фазы, что придает волокну проводимость. В этом методе обычно используется метод формования композита с оболочкой-сердечником, который не влияет на исходные физические свойства волокна, но также делает волокно проводящим.
② Метод покрытия: метод покрытия заключается в нанесении технического углерода на поверхность обычных волокон. В методе покрытия может использоваться связующее для связывания технического углерода с поверхностью волокна или непосредственно смягчать поверхность волокна и связывать его с техническим углеродом. Недостаток этого метода заключается в том, что углеродная сажа легко опадает, неприятная на ощупь рука, и углеродную сажу нелегко равномерно распределить по поверхности волокна.
③ Обработка карбонизацией волокна; некоторые волокна, такие как полиакрилонитрильное волокно, целлюлозное волокно, волокно на основе пека- и т. д., после обработки карбонизацией основная цепь волокна состоит в основном из атомов углерода, что делает волокно проводящим. Наиболее распространенным методом является метод низкотемпературной карбонизации акрилового волокна. изображение
(4) Проводящее полимерное волокно
Полимерные материалы обычно рассматриваются как изоляторы, но успешная разработка полиацетиленовых проводящих материалов в 1970-х годах нарушила это представление.
традиционное мышление. После этого последовательно появились на свет полимерные проводящие материалы, такие как полианилин, полипиррол и политиофен. Люди проводят электричество к полимерным материалам.
Исследования производительности также стали более обширными. Существует два основных метода изготовления проводящих волокон с использованием проводящих полимеров: (1) Метод прямого формования проводящих полимерных материалов (2) Метод последующей-обработки.
Применение проводящего волокна
Проводящие ткани, изготовленные из проводящих волокон, обладают превосходными функциями, такими как электропроводность, теплопроводность, экранирование и поглощение электромагнитных волн и т. д., и широко используются в проводящих сетях и проводящей спецодежде в электронной и энергетической промышленности; электроодежда, электронагревательные поверхности и электронагревательные повязки в медицинской промышленности; авиация, электромагнитное экранирование для аэрокосмической и точной электронной промышленности и т. д. Проводящие волокна можно использовать в таких областях, как антистатический текстиль, текстиль с защитой от -электромагнитного излучения, интеллектуальный текстиль и военный текстиль.
Антистатический текстиль
Проводящее волокно представляет собой функциональное волокно с электронной проводимостью в качестве механизма, который устраняет статическое электричество посредством электронной проводимости и коронного разряда. Поскольку волокно содержит свободные электроны, его антистатические свойства не зависят от влажности; Проводящее волокно Liheng имеет короткий период полураспада-, в любом случае оно может устранить статическое электричество за очень короткое время и использовать проводящее волокно для предотвращения образования статического электричества, а опасность имеет широкий диапазон адаптации к окружающей среде. В зависимости от проводимости проводящего волокна и структуры ткани антистатический эффект может быть достигнут путем смешивания от 0,05% до 5% проводящего волокна с общим волокном. Рабочая одежда из проводящих волокон с антистатическим эффектом, подходящая для нефтяных месторождений, нефтепереработки, угольных шахт, электронной промышленности, производства светочувствительных материалов и других легковоспламеняющихся и взрывоопасных мест, а также подходящая для -стерильной одежды без пыли или специальных фильтрующих материалов. Подождите.
Текстиль с защитой от-электромагнитного излучения
Электромагнитное экранирование – это использование проводящих материалов с низким- удельным сопротивлением для отражения и направления электромагнитных токов, а также создания тока и магнитной поляризации, противоположной исходному магнитному полю внутри проводящего материала, тем самым уменьшая эффект излучения исходного электромагнитного поля. Проводящие волокна, используемые для защиты от электромагнитного излучения, требуют очень низкого удельного сопротивления, обычно от 10-6 до 10-2 Ом/см. В последние годы из-за широкого применения электронного и электрического оборудования и оборудования связи помехи электромагнитного излучения вызвали неправильную работу оборудования, помехи для изображения и звука, вред человеческому организму и т. д., что привлекло внимание людей к разработке материалов для электромагнитной защиты. изображение
Используя свойства электромагнитного экранирования проводящих волокон, его можно использовать для изготовления электромагнитных экранов для прецизионных электронных компонентов, высокочастотных сварочных аппаратов и т. д., для изготовления стен и потолков домов с особыми требованиями, а также настенных покрытий, поглощающих радиоволны. В Японии проводящие волокна, покрытые медью на поверхности, смешивают или превращают в нетканые материалы, которые в настоящее время широко используются в качестве материалов, экранирующих и поглощающих электромагнитные волны, таких как покрытия для кораблей, поглощающие электромагнитные волны.
Текстильный датчик
Гибкое проводящее волокно изготовлено из сенсорного текстиля по принципу электронных датчиков. Он обладает преимуществами легкости и портативности и широко используется в различных областях. Гибкие носимые датчики в основном предназначены для обнаружения и мониторинга различных действий человека и имеют широкий спектр применений в области обнаружения движения, мониторинга личного здоровья, интеллектуальных роботов и взаимодействия человека с компьютером. изображение
Традиционные тензодатчики, например, на основе металлической фольги и полупроводников, не могут быть применены к гибким носимым датчикам, поскольку они не обладают хорошей гибкостью и имеют небольшой диапазон обнаружения (<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.
Военный текстиль
Будущая война за военный текстиль будет информационной войной в условиях высоких-технологий. В таких войнах темп операций высок, частота наступательных и оборонительных переходов высока, военная ситуация быстро меняется, а боевая техника традиционных солдат оказывается серьезно отсталой. Чтобы улучшить комплексные боевые возможности солдат на современном поле боя, необходимо улучшить способность солдат получать, обрабатывать и передавать информацию, чтобы понимание солдатами ситуации на поле боя могло достичь более высокого уровня. Информационная одежда из проводящих волокон как раз отвечает этому. Одно требование. изображение
Большинство проводящих волокон чувствительны к электричеству и теплу. Ткань, сотканная из проводящих волокон, может препятствовать разведке с помощью тепловизионного оборудования и может быть использована для изготовления тепловизионной защитной одежды для отдельных солдат. Проводящие волокна соединены с подложками с низкой диэлектрической проницаемостью, такими как смола и резина, для изготовления материалов, поглощающих электромагнитные волны, которые могут поглощать радиолокационные волны, избегать радиолокационного слежения и достигать целей скрытного оружия и оборудования. Военная форма,-меняющая цвет, разработанная в США, представляет собой добавление к ткани проводящего контура, состоящего из проводящих волокон. Контролируя температуру, термохромные чернила в военной форме изменяются, так что цвет военной формы меняется в зависимости от цвета внешней среды. Экологически активный камуфляж.
Другое использование проводящего волокна
Другие применения Путем выбора функциональных проводящих добавок можно также получить волокнистые материалы с другими функциями, помимо проводящей функции, например, антибактериальными и инфракрасными. Японская корпорация Mitsubishi использует технологию прядения композитов для смешивания белых проводящих керамических частиц с высокой концентрацией-в сердцевине, чтобы сделать волокно проводящим. В то же время, поскольку добавленные керамические частицы обладают характеристиками преобразования света-в-тепло, после смешивания этого волокна с обычными волокнами в количестве 10 % температура ткани может быть повышена до 28 градусов под источником света. Это волокно не только согревает пользователя, но и после стирки в воде время его высыхания на солнце составляет 2/3 от времени обычного волокна. Свойство быстрого-высыхания является дополнительной характеристикой этого волокна. Поскольку проводящие частицы этого волокна находятся в сердцевине волокна, обычная обработка, стирка, крашение и т. д. не повлияют на проводимость волокна.
