粘胶基石墨烯织物的性能研究及功能化

发布时间：2020-06-30 07:44

【摘要】：如今,民众对于纺织品性能的要求越来越高,功能改性纺织品成为主流,而利用石墨烯改性织物便是其中一种,它可以提高织物的抗菌、导电、远红外、防紫外等性能。本文将粘胶基石墨烯纱线和普通粘胶纱线分别制备成织物,比较两种织物性能差异,并对粘胶基石墨烯织物分别进行不锈钢丝改性、蒸发镀膜改性,测试改性后织物性能变化,同时探讨石墨烯处理方式对织物性能影响。分别测试粘胶基石墨烯织物和普通粘胶织物性能,发现粘胶纤维经石墨烯改性后,其防辐射、防紫外、导电、抗静电、拉伸、耐磨、弯曲性能改善,透气性能下降。其中防紫外与耐磨性能分别提升6倍和10倍;防辐射性能提高有限,屏蔽效能维持在5dB。用不锈钢丝改性粘胶基石墨烯织物。讨论了不锈钢丝并捻含量(7%~20%)和并捻纱排列密度对织物性能的影响,结果表明:随着不锈钢丝含量增加,织物导电、防紫外、抗静电和透气性能提高,耐磨性能降低,纬向抗弯刚度增大,纬向拉伸断裂强力和断裂伸长率减小,经向抗弯刚度和拉伸断裂伸长率减小,经向拉伸断裂强力增大。加入不锈钢丝显著提升防辐射性能,并捻含量变化对防辐射性能影响小。纱线中不锈钢丝含量为7%时,织物综合性能最佳;当不锈钢丝含量为7%时,随排列密度增大,织物防辐射性能显著提升,纬纱全是并捻纱时屏蔽效果最佳,基本高于20dB,导电性能提升显著,经向电阻低于纬向电阻,抗静电性能变化小,防紫外性能小幅提升。经纬向拉伸断裂强力和伸长率降低,纬纱全是并捻纱时拉伸性能最好。耐磨性能小幅下降,但最差也达普通粘胶织物6倍,经向抗弯刚度减小,纬向抗弯刚度增大,透气性能明显提高,纬纱皆为并捻纱线时透气率与普通粘胶织物相当。综合来说,当粘胶基石墨烯/不锈钢丝纱线中的不锈钢丝并捻含量为7%且经纬向全为并捻纱时,织物整体性能最好,其中防辐射性能优异。将氧化石墨烯(GO)热还原于普通粘胶织物和粘胶基石墨烯织物上,对比三种石墨烯改性方法(功能纱线制备织物、织物功能后整理、功能纱线制备织物与织物功能后整理复合)对织物性能的影响,讨论了GO的含量对性能的影响。结果表明:经石墨烯改性后,普通粘胶织物和粘胶基石墨烯织物的经纬向电阻率下降。GO含量大于0.3g/L时,普通粘胶织物和粘胶基石墨烯织物防紫外性能显著提升,普通粘胶织物的抗静电性能提高,粘胶基石墨烯织物的抗静电性能几乎不变。GO含量大于0.6g/L时,粘胶基石墨烯织物的防电磁辐射性能不再提高;GO含量为0.6~0.9g/L时,普通粘胶织物的导电性能与未整理的粘胶基石墨烯织物相当。GO含量为0.9~1.2g/L时,普通粘胶织物的防电磁辐射性能与未整理的粘胶基石墨烯织物相当。GO含量为1.2g/L时,普通粘胶织物抗弯刚度和未整理的粘胶基石墨烯织物相当,普通粘胶织物的透气性能仍高于未整理的粘胶基石墨烯织物。随GO含量的增加,普通粘胶织物拉伸断裂强力先减小后增大,粘胶基石墨烯织物拉伸断裂强力增大,两种织物的断裂伸长率减小,而织物的抗弯刚度增大,透气性能降低。GO的含量对两种织物的耐磨性能影响很小。用真空蒸发镀膜技术制备金属镀膜粘胶基石墨烯织物,讨论不同膜材对织物性能的影响,结果表明:织物上沉积金属银、铜、铝后,三种镀膜织物电阻率不同程度下降,抗静电性能显著提高,但镀银、镀铜、镀铝织物的抗静电性能接近;防电磁辐射性能上升,由高往低为镀银、镀铜、镀铝织物,但防护能力仍较低;防紫外性能上升,由高到低为镀铝、镀银、镀铜织物;金属镀后,织物拉伸断裂强力和抗弯刚度提高,拉伸断裂伸长率基本不变。透气性能小幅下降,三种镀膜织物透气率接近;粘胶基石墨烯织物亲水,金属镀改性后拒水性能显著提高,由高到低为镀铝织物、镀银织物、镀铜织物。
【学位授予单位】：武汉纺织大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS195.1
【图文】：

石墨,电场效应,扶手椅

图 1.1 石墨烯的结构Fig 1.1 Structure of graphene结构以及σ键与π键的存在给予它十分强大的墨烯研究最丰富的是电学性能，这是由于其少中可以自由移动，即使碳原子间发生碰撞接触输过程中不容易散射，因此石墨烯在常温下的的 140 倍[11]，电导率最高可达 106S/m，面电是一种零带隙的半导体半金属材料[12]，其导带极性电场效应。在不同带宽的条件下，扶手椅导体两种性质[13]。由此可知，石墨烯是目前研在的 C-C 键为 σ 键，σ 键是电子云中重叠密度

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危害可分为三种类型：热效应、非热效应磁波穿透人体外表皮层，直接作用于肌体内部细化为热量散发，但当电磁波强度较高时，热量散升高。人体组织液与器官对温度十分敏感，长期能紊乱。面对高于 1000W 功率照射时，将受到生电磁波作用于细胞内部遗传物质，引起染色体变活，发生癌症等。热效应和非热效应作用下，人体中受损细胞还没。的原理的基本原理如图 1.2 所示。电磁波接触防辐射屏电流，电磁波在环路上构成二次洄流，在表面产的电磁波在内部数次反射，被内部电荷吸收振动剩余电磁波能将小于初始量值。

【参考文献】