石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,成功从石墨中分离出石墨烯,证实它可以单独存在。石墨烯是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,被称为“新材料之王”。
8 S; y8 {# a6 i1 Y3 t1 u( i R
3 G0 L* h# V/ F. ]
作为具优异性能和独特结构的新型碳材料—石墨烯在众多科学领域的被广泛关注和应用。近几年,石墨烯在纺织领域得到较为广泛的应用,逐渐成为纺织纤维领域的研究热点,特别是功能性纺织品的研究中也得到了诸多应用。本文主要介绍了新型石墨烯复合纤维与石墨烯纺织品的制备方法,石墨烯纺织品的性能及其发展趋势。 8 V0 c+ X$ G$ R/ n# c; z, E( w
石墨烯复合纤维和石墨烯织物的制备方法 目前石墨烯复合纤维有两种常用的方法:原位聚合和物理共混。根据纺丝方法的不同分为熔融纺丝法、溶液纺丝法、静电纺丝法等多种方法。
7 D% _+ x" {, }# ~* D
石墨烯纺织品在导电、防辐射、防紫外、远红外、特电磁屏蔽等领域有巨大的应用前景。目前,石墨烯纺织品的制备方法主要包括直接制备法和后整理法。曲丽君课题组对石墨烯织物的制备方法做了系统地综述,主要介绍了直接浸轧法、喷涂法、复配液整理法、交联改性法、紫外光固化法等。各种制备方法之间存在很大的差异,整理效果也是各不相同。 ; U: B0 ^, m- z- R3 c9 ^% U) E
直接浸轧法不仅整理效果较好,对织物损伤也较小,而且操作方法简单,适用于批量较大的的工业化生产。 3 A M/ T2 ~- F$ I6 O$ y, Q- t
喷涂法比直接浸轧法简单易行,操作简便,原材料用量明显减少,大大降低了生产成本,因此,在新型纺织产品研发中有比较广泛的应用。 " h+ T( V2 K( x+ h2 T
复配液整理法是指将含有石墨烯的纺织整理液,通过物理或化学的方法对纺织品进行整理,得到功能性纺织品,如何制备得到分散性和稳定性良好的石墨烯复配液,保证石墨烯和有机物基体之间的相容性是此方法的关键。
0 d9 x. e! H* q+ ]5 W
交联剂改性处理是利用氧化石墨烯的架桥作用,与其他线型分子通过化学键合交联成网状物质,促进大分子官能基团之间的结合,赋予面料新的功能,此法操作简单,氧化石墨烯用量较少,适用于大规模工业化生产。
' e# a3 `; C. V2 r2 ^+ s3 P7 I. L+ E
紫外光固化法是织物表面的氧化石墨烯在紫外光照射下发生辐射聚合、辐射交联和辐射接枝等一系列反应,然后通过紫外光的固化还原作用,使其完全还原,得到石墨烯改性织物,这个方法操作简单,高效,低温,反应快,并且整理过程无还原剂和化学助剂,低碳环保,具有较好的应用前景。 : K8 E4 E/ @5 k, r
随着对石墨烯材料在纺织品整理领域研究的深入,新的改性方法不断涌现,层层自组装法、电泳沉积法、原位化学聚合法、染色法、CMOS法等方法也逐渐被报道。 来源: 石墨烯联盟
8 \1 @6 h( F+ T- w! [0 Q! ?4 C, H |