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还原氧化石墨烯涂层织物的电加热性能

2021-11-03虞茹芳洪兴华祝成炎金子敏万军民

纺织学报 2021年10期

虞茹芳,洪兴华,祝成炎,金子敏,万军民

(1.浙江理工大学 纺织科学与工程学院(国际丝绸学院),浙江 杭州 310018;2.浙江理工大学桐乡研究院,浙江 嘉兴 314599)

近年来,电热元件在除霜、运动康复和医用电热等方面的广泛应用而备受关注[1-3]。然而,由金属或无机材料组合而成的电加热材料通常质量大,刚性强,不灵活,这使得它们不适用于可穿戴电加热器[3-4]。石墨烯是一种由碳原子组成的二维碳纳米材料,具有良好的生物相容性、大的比表面积、优异的热稳定性和机械稳定性[5-6]。氧化石墨烯(GO)和还原氧化石墨烯(RGO)可与纺织品紧密结合,使纺织品具有优异的导电性和电加热性能[7-8]。此外,与其他材料相比,纺织材料是一种薄而柔软的材料,具有许多独特的优点,如质量轻、高表面积、可变形、可水洗等[9-11]。因此,越来越多的研究者将石墨烯基材料与织物相结合制备出可穿戴、舒适性良好的电加热器。Wang等[12]通过抽滤、还原的方法制作了一种在6 V电压下可达到稳态温度为50 ℃左右的柔性织物电加热器。Tian等[13]制备了在7 V电压下8 min内可达到134 ℃的多功能棉织物。目前,大部分基于石墨烯的可穿戴电加热器具有优异的性能,但仍存在加热时间长、制备过程复杂、佩戴者舒适度差等缺陷。其次,电加热器在实际应用过程中,其性能会受到环境因素的影响,如水洗、摩擦等,目前较少文献对其进行研究。

为探索制备大规模石墨烯基织物加热器的新方法,本文通过简单、安全的浸涂法制备了还原氧化石墨烯(RGO)涂层涤纶织物,对其导电、力学性能进行表征,并在织物两端附加不同电压以研究其电热性能。……

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