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    石墨烯·蠶絲復合材料研究進展(二)
    發布時間:2019-12-03


    通過浸漬、噴涂、旋涂、化學交聯等方法,將石墨烯材料附著在紡織纖維表面,賦予紡織纖維/面料導電、抗菌、抗紫外線、阻燃等功能。


    導電石墨烯/蠶絲纖維

    隨著iWatch、智能手環、虛擬現實頭盔等電子設備的出現,智能可穿戴器件逐漸成為流行趨勢。但目前絕大多數智能可穿戴設備的便攜性遠不如“去佩戴化”的智能服裝,智能服裝將成為未來可穿戴領域的主流產品。




    導電纖維或織物是智能服裝的基礎和理想載體,主要用于傳輸電子信號。蠶絲是一種電絕緣材料,無法作為導電材料。近年來,基于導電材料的導電蠶絲纖維成為研究的熱點,常用的導電材料有導電聚合物、金屬納米線、金屬納米顆粒等。

    在蠶絲表面原位聚合聚苯胺等導電聚合物可使蠶絲具有導電功能。但是導電聚合物在實際應用中電阻偏大,而且會影響蠶絲纖維原有的優異性能。




    石墨烯優異的物理化學性能使其成為制備導電蠶絲的理想材料。氧化石墨烯是石墨烯的衍生物,由于表面含有大量羥基、羧基和環氧基團,其水溶性較好,易于接觸到蠶絲纖維的表面。因而使用氧化石墨烯整理蠶絲,然后再進行還原成為制備石墨烯導電蠶絲纖維最常用的方法。


    抗菌石墨烯/蠶絲纖維

    大自然中的微生物群落廣泛存在,滋生在蠶絲纖維上的微生物不僅影響蠶絲的服用性能,而且還會損害用戶健康。如何殺滅附著在蠶絲表面的微生物成為研究的熱點。

    抗菌蠶絲織物能夠滿足人們對健康、舒適、綠色、環保的需求,受到廣泛的重視,市場潛力巨大。




    將石墨烯材料整理到蠶絲纖維上即可制備抗菌蠶絲,相對于傳統的納米銀、納米金、納米氧化鋅、納米二氧化鈦等無機納米抗菌劑,石墨烯材料細胞毒性小,更適宜與人體直接接觸。

    納米銀具有高效、廣譜、安全性高、不易產生耐藥性等優點,是紡織領域最常用的納米抗菌材料之一。大量研究結果表明,納米銀改性后的紡織品具有優異的抑菌、防紫外線、防靜電、防黃變、防電磁輻射等性能。但是納米銀整理仍然存在附著牢度低、耐洗性能差的缺點。此外,納米銀材料具有潛在的毒性,存在一定的安全隱患。


    防紫外線蠶絲纖維

    人體長時間照射紫外線,易導致皮膚產生強烈的光損傷,出現紅腫、炎癥、紅斑、水泡、皮膚老化、白內障、皮膚癌等癥狀。

    而蠶絲纖維對太陽光非常敏感,受到紫外線的照射后,會發生光氧化作用,導致老化現象產生,因而對真絲進行抗紫外線整理,對保護人體健康和蠶絲纖維都具有重要的作用。




    阻燃蠶絲纖維

    隨著生活水平的日益提高,鑒于火災引發的事故頻繁發生,人們對阻燃紡織品的要求越來越高。




    蠶絲作為一種高檔紡織材料,主要用于對阻燃有較高要求的睡衣、領帶、室內裝飾等產品。蠶絲極限氧指數為23%,屬于可燃性纖維,不能通過垂直燃燒測試,因此,對蠶絲進行阻燃整理,提高蠶絲阻燃性能具有重要意義。



     結束語

    石墨烯喂食法作為一種低成本高效的綠色改性方法,具有巨大的研究價值。值得關注的是,除石墨烯材料外,還需要進一步研究喂食其他類型的納米材料,特別是無機納米材料喂食對蠶絲纖維的影響。




    此外,如何保證石墨烯等外源性材料對家蠶無害,對絲產量不產生影響也是喂食法需要解決的難點所在。

    對于后整理法制備的石墨烯/蠶絲復合材料,其關鍵在于將石墨烯材料與蠶絲纖維有效結合,并且經過多次使用和洗滌后,在蠶絲纖維上的石墨烯納米材料不會大量脫落??傊?,石墨烯/蠶絲復合材料領域空間廣大,值得深入研究。(完)


    圖文參考于《紡織學報》


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