石墨烯/碳纳米管涂层导电氨纶的制备及其性能研究
2020-05-19柯福佑王华平
合成纤维工业 2020年1期
宋 非,陈 烨,柯福佑,王华平
(东华大学 材料科学与工程学院,上海 201620)
近年来,随着功能材料的开发和利用,纺织品中新功能的添加使织物变得越来越智能,被称为“智能纺织品”[1-4]。可穿戴的柔性传感器结合了织物、计算机和微电子器件[5],可以实时采集和处理来自人体的信号,将在未来的人类医疗保健中发挥重要作用[6-7],是智能纺织品的关键组成部分。导电纤维作为智能服饰柔性传感器的关键部分,是现在的研究热点。
导电纤维是指电阻率小于107Ω·cm、兼具传统纤维的力学性能和柔性特质的一类纤维。导电纤维可分为本身具有导电性的纤维[8-10]和通过在绝缘纤维上涂覆导电物质而具有导电性的纤维[11-13]。通过导电成分涂覆制备导电纤维的方法具有工艺简便、纤维导电性能优异和不影响基体纤维性能等优点而得到广泛应用[14]。
氨纶具有优异的弹性回复率,有效范围内弹性伸长率可达400%以上,在纺织、医学用品、体育用品等方面有着广泛应用[15]。氨纶作为导电纤维的基材将具有较大的灵敏度和较宽的应变传感范围[16],因此,采用氨纶制备传感性能优异的导电纤维具有较大的应用前景。
石墨烯和碳纳米管(CNT)作为优异的导电材料,在纤维导电涂层的应用较多。石墨烯是一种二维蜂窝状结构,在石墨烯垂直平面上形成离域大π键,使得电子能够在大π键中自由移动,是室温条件下导电性最好的材料[17]。氧化石墨烯(GO)是石墨烯的衍生物,具有大量的功能官能团,能够很好地与纤维基体进行结合[18]。……
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