Als belangrijke klasse van intelligente materialen hebben geleidende vezels brede aandacht getrokken uit materiaalkringen in binnen- en buitenland. Het onderzoek en de ontwikkeling zijn in opkomst en er zijn goede toepassingsmogelijkheden in kleding, sensoren en industrieel textiel. Er wordt aangenomen dat met de vooruitgang van wetenschap en technologie slimme materialen zich zullen blijven ontwikkelen. Als een van de belangrijkste varianten van slim textiel zullen geleidende vezels zeker een steeds belangrijkere positie verwerven op het gebied van materialen.
Elektrogeleidende vezels verwijzen gewoonlijk naar vezels waarvan de specifieke weerstand lager is dan 107Ω·cm onder standaardomstandigheden (20 graden, 65% relatieve vochtigheid). De categorieën zijn als volgt: Afbeeldingen
(1) Geleidende vezel van het type metaalverbinding, de soortelijke weerstand is 102-104Ω·cm, deze wordt gemaakt door middel van een samengestelde spinmethode om geleidende deeltjes met hoge concentratie lokaal in de vezel te mengen, zwarte geleidende deeltjes gebruiken roet, witte series gebruiken metaaloxide. Het oppervlak van antimoonoxide dat een kleine hoeveelheid tinoxide bevat, is bijvoorbeeld bedekt met titaniumdioxide, de vezel is relatief licht, flexibel, wasbaar en gemakkelijk te verwerken; het kan de koperverbinding of het galvanische metaal ook chemisch fixeren door middel van nabewerking.
(2) Metaalgeleidende vezels. Dit type vezel is gemaakt met behulp van de geleidende eigenschappen van metaal. De belangrijkste methode is de directe trekmethode, dat wil zeggen dat de metaaldraad herhaaldelijk door een matrijs wordt getrokken om een vezel te maken met een diameter van 4-16 μm.
(3) Geleidende koolstofzwarte vezel
Het gebruik van de geleidende eigenschappen van carbon black om geleidende vezels te maken is een oudere en gebruikelijke methode. De methode kan worden onderverdeeld in de volgende drie categorieën: Afbeelding
① Dopingmethode: na het mengen van carbon black en vezel{0}}vormend materiaal, vormt het carbon black een continue fasestructuur in de vezel, waardoor de vezel geleidbaar wordt. Deze methode maakt over het algemeen gebruik van de omhulsel-composiet-spinmethode, die de oorspronkelijke fysieke eigenschappen van de vezel niet beïnvloedt, maar de vezel ook geleidend maakt.
② Coatingmethode: De coatingmethode bestaat uit het coaten van roet op het oppervlak van gewone vezels. Bij de coatingmethode kan gebruik worden gemaakt van een bindmiddel om het roet aan het vezeloppervlak te hechten, of kan het vezeloppervlak direct worden verzacht en met het roet worden verbonden. Het nadeel van deze methode is dat het roet er gemakkelijk af valt, het handgevoel niet goed is en het niet gemakkelijk is om het roet gelijkmatig over het vezeloppervlak te verdelen.
③ Vezelcarbonisatiebehandeling; Bij sommige vezels, zoals polyacrylonitrilvezels, cellulosevezels, op pek-gebaseerde vezels, enz., bestaat de hoofdketen van de vezel na een carbonisatiebehandeling voornamelijk uit koolstofatomen, waardoor de vezel geleidend wordt. De meest gebruikelijke methode is de carbonisatiebehandelingsmethode bij lage- temperatuur van acrylvezels. afbeelding
(4) Geleidende polymeervezel
Polymeermaterialen worden doorgaans als isolatoren beschouwd, maar de succesvolle ontwikkeling van geleidende polyacetyleenmaterialen in de jaren zeventig heeft dit doorbroken.
traditionele mentaliteit. Daarna werden achtereenvolgens polymeergeleidende materialen zoals polyaniline, polypyrrool en polythiofeen geboren. Mensen geleiden elektriciteit naar polymere materialen.
Ook het prestatieonderzoek is uitgebreider geworden. Er zijn twee hoofdmethoden voor het bereiden van geleidende vezels met behulp van geleidende polymeren: (1) Directe spinmethode van geleidende polymere materialen (2) Post-verwerkingsmethode.
Toepassing van geleidende vezels
Geleidende stoffen gemaakt van geleidende vezels hebben uitstekende functies zoals elektrische geleidbaarheid, warmtegeleiding, afscherming en absorptie van elektromagnetische golven, enz., en worden veel gebruikt in geleidende netten en geleidende overalls in de elektronica- en energie-industrie; elektrische kleding, elektrische verwarmingsoppervlakken en elektrische verwarmingsverbanden in de medische industrie; luchtvaart, elektromagnetische afscherming voor de lucht- en ruimtevaart- en precisie-elektronica-industrie, enz. Geleidende vezels kunnen worden gebruikt op gebieden zoals antistatisch textiel, anti-elektromagnetisch stralingstextiel, slim textiel en militair textiel.
Antistatisch textiel
Geleidende vezel is een functionele vezel met elektronische geleiding als mechanisme, dat statische elektriciteit elimineert door elektronische geleiding en corona-ontlading. Omdat de vezel vrije elektronen bevat, zijn de antistatische eigenschappen ervan niet afhankelijk van de vochtigheid; Geleidende vezels van Liheng hebben een korte halfwaardetijd. Het kan in ieder geval statische elektriciteit in zeer korte tijd elimineren en geleidende vezels gebruiken om te voorkomen dat statische elektriciteit wordt gegenereerd. Het gevaar kent een breed scala aan aanpassingsvermogen aan de omgeving. Afhankelijk van de geleidbaarheid van de geleidende vezel en de structuur van de stof kan het antistatische effect worden bereikt door 0,05% tot 5% van de geleidende vezel in de algemene vezel te mengen. Werkkleding gemaakt van geleidende vezels met antistatische werking, geschikt voor olievelden, aardolieverwerking, kolenmijnen, elektronica-industrie, lichtgevoelige materiaalindustrie en andere ontvlambare en explosieve gelegenheden, en ook geschikt voor stof-vrije steriele kleding of speciale filtermaterialen. Wacht.
Textiel tegen-elektromagnetische straling
Elektromagnetische afscherming is het gebruik van geleidende materialen met een lage- weerstand om elektromagnetische stromen te reflecteren en te geleiden, en stroom en magnetische polarisatie te genereren die tegengesteld is aan het oorspronkelijke magnetische veld in het geleidende materiaal, waardoor het stralingseffect van het oorspronkelijke elektromagnetische veld wordt verminderd. Geleidende vezels die worden gebruikt als bescherming tegen elektromagnetische straling vereisen een zeer lage soortelijke weerstand, gewoonlijk slechts 10-6 tot 10-2Ω/cm. Door de brede toepassing van elektronische en elektrische apparatuur en communicatieapparatuur heeft de interferentie van elektromagnetische straling de afgelopen jaren geleid tot onjuiste bediening van apparatuur, beeld- en geluidshindernissen en schade aan het menselijk lichaam, enz., wat de aandacht van mensen trok op de ontwikkeling van elektromagnetische afschermingsmaterialen. afbeelding
Door gebruik te maken van de elektromagnetische afschermende eigenschappen van geleidende vezels, kan het worden gebruikt om elektromagnetische schilden te maken voor elektronische precisiecomponenten, hoog{0}}lasmachines, enz., om wanden en plafonds te maken van huizen met speciale eisen, en wandbekleding die radiogolven absorbeert. In Japan worden geleidende vezels die aan het oppervlak zijn bedekt met koper gemengd of verwerkt tot niet-geweven stoffen, die nu op grote schaal worden gebruikt als afschermings- en absorberende materialen voor elektromagnetische golven, zoals elektromagnetische golfabsorberende hoezen voor schepen.
Textielsensor
De flexibele geleidende vezel is gemaakt van sensortextiel gebaseerd op het principe van elektronische sensoren. Het heeft de voordelen van lichtheid en draagbaarheid en wordt veel gebruikt op verschillende gebieden. Flexibele draagbare sensoren zijn voornamelijk bedoeld voor het waarnemen en monitoren van verschillende menselijke activiteiten, en hebben een breed scala aan toepassingen op het gebied van bewegingsdetectie, persoonlijke gezondheidsmonitoring, intelligente robots en menselijke-computerinteractie. afbeelding
Traditionele reksensoren, zoals die op basis van metaalfolie en halfgeleiders, kunnen niet worden toegepast op flexibele draagbare sensoren omdat ze geen goede flexibiliteit hebben en een klein detecteerbaar bereik hebben (<5%). Some nanomaterials have been applied to various flexible strain sensors, such as carbon nanotubes, graphene and metal nanowires, because of their good mechanical flexibility and electrical conductivity. Although some progress has been made, there are still two main problems today: one is that it is difficult to obtain high sensitivity and a large sensing range at the same time; the other is that the current flexible sensors have many functions and single functions, for example, they can only sense tensile strain. It cannot sense other deformations such as bending and torsion at the same time, so it is not suitable for sensing complex and delicate human activities. Japan Taiyo Industry Co., Ltd. uses carbon fiber to develop a sensor that detects the maximum strain, which can be used for safety diagnosis of structures such as buildings, roads, factories, airplanes, and ropeways.
Militair textiel
De toekomstige oorlog om militair textiel zal een informatieoorlog zijn onder high{0}}-omstandigheden. In dergelijke oorlogen is het tempo van de operaties snel, is de frequentie van offensieve en defensieve overgangen snel, verandert de oorlogssituatie snel en lijkt de gevechtsuitrusting van traditionele soldaten ernstig achterlijk te zijn. Om de alomvattende gevechtscapaciteiten van soldaten op het moderne slagveld te verbeteren, is het noodzakelijk om het vermogen van de soldaten om informatie te verwerven, te verwerken en door te geven te verbeteren, zodat het inzicht van de soldaten in de situatie op het slagveld een hoger niveau kan bereiken. Informatiekleding gemaakt van geleidende vezels voldoet hier precies aan. Eén vereiste. afbeelding
De meeste geleidende vezels zijn gevoelig voor elektriciteit en warmte. Het weefsel dat is geweven uit geleidende vezels kan verkenningen door warmtebeeldapparatuur voorkomen en kan worden verwerkt tot beschermende kleding tegen warmtebeelden voor individuele soldaten. Geleidende vezels worden gemengd met substraten met een laag diëlektrische vermogen, zoals hars en rubber, om materialen te maken die elektromagnetische golven absorberen, die radargolven kunnen absorberen, radartracking kunnen vermijden en het doel van stealth-wapens en -apparatuur kunnen bereiken. Het kleurveranderende militaire uniform dat door de Verenigde Staten is ontwikkeld, is bedoeld om een geleidend circuit dat bestaat uit geleidende vezels aan de stof toe te voegen. Door de temperatuur te regelen, wordt de thermochrome inkt in het militaire uniform veranderd, zodat de kleur van het militaire uniform verandert afhankelijk van de kleur van de externe omgeving. Een milieu-reactieve camouflage.
Andere toepassingen van geleidende vezels
Overige toepassingen Door functionele geleidende additieven te selecteren kunnen ook vezelmaterialen met andere functies naast de geleidende functie worden bereid, zoals antibacterieel en ver-infrarood. Het Japanse Mitsubishi Corporation maakt gebruik van composietspintechnologie om witte geleidende keramische deeltjes met hoge-concentratie in de kern te mengen om de vezel geleidend te maken. Tegelijkertijd kan, omdat de toegevoegde keramische deeltjes de kenmerken hebben van licht-naar-warmteomzetting, na het mengen van deze vezel met conventionele vezels in een hoeveelheid van 10%, de temperatuur van de stof onder de lichtbron tot 28 graden worden verhoogd. Deze vezel zorgt er niet alleen voor dat de drager zich warm voelt, maar na het wassen met water is de droogtijd in de zon 2/3 van die van de conventionele vezel. De snelle-drogende eigenschap is een extra kenmerk van deze vezel. Omdat de geleidende deeltjes van deze vezel zich in de kern van de vezel bevinden, zal het gebruikelijke bewerken, wassen, verven etc. de geleidbaarheid van de vezel niet beïnvloeden.
