Ako dôležitá trieda inteligentných materiálov pritiahli vodivé vlákna širokú pozornosť materiálových kruhov doma aj v zahraničí. Jeho výskum a vývoj sú na vzostupe a majú dobré vyhliadky na uplatnenie v odevoch, senzoroch a priemyselných textíliách. Verí sa, že s pokrokom vedy a techniky sa budú inteligentné materiály naďalej rozvíjať. Ako jedna z hlavných odrôd smart textílií budú vodivé vlákna určite získavať čoraz významnejšie postavenie v oblasti materiálov.
Elektrovodivé vlákno zvyčajne označuje vlákno, ktorého špecifický odpor je nižší ako 107Ω·cm za štandardných podmienok (20 stupňov, 65% relatívna vlhkosť). Kategórie sú nasledovné: Obrázky
(1) Vodivé vlákno typu kovovej zlúčeniny, merný odpor je 102-104Ω·cm, vyrába sa metódou zloženého zvlákňovania, aby sa lokálne primiešali vysoko koncentrované vodivé častice do vlákna, čierne vodivé častice používajú sadze, biela séria používa oxid kovu Napríklad povrch oxidu antimónu s malým množstvom oxidu cínu je potiahnutý oxidom titaničitým, ľahko umývateľný, vlákno je ľahko umývateľné; môže tiež chemicky fixovať zlúčeninu medi alebo kov na galvanické pokovovanie prostredníctvom následného spracovania.
(2) Kovové vodivé vlákno. Tento typ vlákna je vyrobený s využitím vodivých vlastností kovu. Hlavnou metódou je metóda priameho ťahania, to znamená, že kovový drôt sa opakovane ťahá cez matricu, aby sa vytvorilo vlákno s priemerom 4-16 μm.
(3) Sadzové vodivé vlákno
Použitie vodivých vlastností sadzí na výrobu vodivých vlákien je staršia a bežná metóda. Metódu možno rozdeliť do nasledujúcich troch kategórií: Obrázok
① Metóda dopovania: Po zmiešaní sadzí a vláknitého{0}}materiálu vytvára sadze vo vlákne súvislú fázovú štruktúru, ktorá dodáva vláknu vodivosť. Táto metóda vo všeobecnosti využíva metódu zvlákňovania zloženého-jadra, ktorá neovplyvňuje pôvodné fyzikálne vlastnosti vlákna, ale robí vlákno vodivým.
② Metóda poťahovania: Metódou poťahovania je nanášanie sadzí na povrch bežných vlákien. Metóda poťahovania môže použiť spojivo na spojenie sadzí s povrchom vlákna alebo priamo zmäkčiť povrch vlákna a spojiť ho so sadzami. Nevýhodou tohto spôsobu je, že sadze ľahko odpadávajú, pocit z ruky nie je dobrý a sadze nie je ľahké rovnomerne rozložiť na povrch vlákna.
③ Karbonizácia vlákien; niektoré vlákna, ako napríklad polyakrylonitrilové vlákno, celulózové vlákno, vlákno na báze smoly- atď., sú po karbonizácii hlavným reťazcom vlákna hlavne uhlíkové atómy, vďaka ktorým je vlákno vodivé. Najbežnejšou metódou je nízkoteplotná karbonizácia akrylového vlákna. obrázok
(4) Vodivé polymérové vlákno
Polymérne materiály sa zvyčajne považujú za izolanty, ale úspešný vývoj polyacetylénových vodivých materiálov v 70. rokoch minulého storočia to prelomil.
tradičné myslenie. Potom sa postupne zrodili polymérne vodivé materiály ako polyanilín, polypyrol a polytiofén. Ľudia vedú elektrinu do polymérnych materiálov.
Rozšíril sa aj výskum výkonnosti. Existujú dva hlavné spôsoby prípravy vodivých vlákien pomocou vodivých polymérov: (1) Metóda priameho zvlákňovania vodivých polymérnych materiálov (2) Metóda následného spracovania.
Aplikácia vodivého vlákna
Vodivé tkaniny vyrobené z vodivých vlákien majú vynikajúce funkcie, ako je elektrická vodivosť, vedenie tepla, tienenie a absorpcia elektromagnetických vĺn atď., a sú široko používané vo vodivých sieťach a vodivých kombinézach v elektronickom a energetickom priemysle; elektrické odevy, elektrické vyhrievacie povrchy a elektrické vyhrievacie obväzy v lekárskom priemysle; letectvo, elektromagnetické tieniace kryty pre letecký priemysel a presnú elektroniku atď. Vodivé vlákna možno použiť v oblastiach, ako sú antistatické textílie, textílie proti-elektromagnetickému žiareniu, inteligentné textílie a vojenské textílie.
Antistatické textílie
Vodivé vlákno je funkčné vlákno s elektronickým vedením ako mechanizmom, ktorý eliminuje statickú elektrinu prostredníctvom elektronického vedenia a korónového výboja. Keďže vlákno obsahuje voľné elektróny, jeho antistatické vlastnosti nie sú závislé od vlhkosti; Vodivé vlákno Liheng má krátky polčas nabitia-, v každom prípade dokáže eliminovať statickú elektrinu vo veľmi krátkom čase a použiť vodivé vlákno na zabránenie vzniku statickej elektriny a Nebezpečenstvo má širokú škálu prispôsobivosti voči životnému prostrediu. Podľa vodivosti vodivého vlákna a štruktúry tkaniny možno antistatický účinok dosiahnuť primiešaním 0,05 % až 5 % vodivého vlákna do všeobecného vlákna. Pracovné odevy z vodivých vlákien s antistatickým účinkom, vhodné pre ropné polia, spracovanie ropy, uhoľné bane, elektronický priemysel, priemysel fotosenzitívnych materiálov a iné horľavé a výbušné príležitosti, vhodné aj na bezprašné sterilné oblečenie alebo špeciálne filtračné materiály Počkajte.
Textílie proti-elektromagnetickému žiareniu
Elektromagnetické tienenie je použitie vodivých materiálov s nízkym{0}}odporom na odrážanie a vedenie elektromagnetických prúdov a generovanie prúdu a magnetickej polarizácie opačne ako pôvodné magnetické pole vo vodivom materiáli, čím sa znižuje účinok žiarenia pôvodného elektromagnetického poľa. Vodivé vlákna používané ako ochrana pred elektromagnetickým žiarením vyžadujú veľmi nízky odpor, zvyčajne len 10-6 až 10-2Ω/cm. V posledných rokoch v dôsledku širokého používania elektronických a elektrických zariadení a komunikačných zariadení spôsobovalo rušenie elektromagnetického žiarenia nesprávnu činnosť zariadení, obrazové a zvukové prekážky, poškodenie ľudského tela atď., čo vzbudilo pozornosť ľudí na vývoj elektromagnetických tieniacich materiálov. obrázok
Vďaka vlastnostiam elektromagnetického tienenia vodivých vlákien sa môže použiť na výrobu elektromagnetických tienenia pre presné elektronické súčiastky, vysokofrekvenčné zváracie stroje{0}} atď., na výrobu stien a stropov domov so špeciálnymi požiadavkami a obkladov stien, ktoré pohlcujú rádiové vlny. V Japonsku sa vodivé vlákna potiahnuté meďou na povrchu miešajú alebo z nich vyrábajú netkané textílie, ktoré sa v súčasnosti široko používajú ako materiály na tienenie a pohlcovanie elektromagnetických vĺn, ako sú napríklad kryty lodí pohlcujúce elektromagnetické vlny.
Textilný senzor
Pružné vodivé vlákno je vyrobené zo senzorových textílií na princípe elektronických senzorov. Má výhody ľahkosti a prenosnosti a je široko používaný v rôznych oblastiach. Flexibilné nositeľné senzory sú určené najmä na snímanie a monitorovanie rôznych ľudských činností a majú širokú škálu aplikácií v oblasti snímania pohybu, monitorovania osobného zdravia, inteligentných robotov a interakcie človeka- s počítačom. obrázok
Tradičné snímače napätia, ako sú snímače založené na kovovej fólii a polovodičoch, nemožno použiť na flexibilné nositeľné snímače, pretože nemajú dobrú flexibilitu a majú malý zistiteľný rozsah (<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.
Vojenské textílie
Budúca vojna o vojenské textílie bude informačnou vojnou v podmienkach špičkových{0}}technológií. V takýchto vojnách je tempo operácií rýchle, frekvencia útočných a obranných prechodov rýchla a vojnová situácia sa rýchlo mení a tradičná bojová technika vojakov sa javí ako vážne zaostalá. Pre zlepšenie komplexných bojových schopností vojakov na modernom bojisku je potrebné zlepšiť schopnosť vojakov získavať, spracovávať a odovzdávať informácie tak, aby vojaci porozumeli situácii na bojisku na vyššej úrovni. Informačné oblečenie z vodivých vlákien to práve spĺňa. Jedna požiadavka. obrázok
Väčšina vodivých vlákien je citlivá na elektrinu a teplo. Tkanina utkaná z vodivých vlákien môže zabrániť rekognoskácii termovíznym zariadením a dá sa z nej vyrobiť termovízny ochranný odev pre jednotlivých vojakov. Vodivé vlákna sú zmiešané s nízko dielektrickými substrátmi, ako je živica a guma, aby sa vytvorili materiály absorbujúce elektromagnetické vlny, ktoré môžu absorbovať radarové vlny, vyhnúť sa radarovému sledovaniu a dosiahnuť účel tajných zbraní a zariadení. Vojenská uniforma, ktorá mení farbu-vyvinutá Spojenými štátmi, je pridať k látke vodivý obvod zložený z vodivých vlákien. Riadením teploty sa mení termochromatický atrament vo vojenskej uniforme, takže farba vojenskej uniformy sa mení podľa farby vonkajšieho prostredia. Ekologicky reaktívna kamufláž.
Iné použitie vodivých vlákien
Iné aplikácie Výberom funkčných vodivých aditív možno pripraviť aj vláknité materiály s inými funkciami okrem vodivej funkcie, ako sú antibakteriálne a ďaleko infračervené. Japonská spoločnosť Mitsubishi Corporation používa technológiu kompozitného zvlákňovania na primiešanie-bielych vodivých keramických častíc do jadra, aby sa vlákno stalo vodivým. Zároveň, keďže pridané keramické častice majú vlastnosti premeny svetla-na-tepelnú premenu, po zmiešaní tohto vlákna s konvenčnými vláknami v množstve 10% sa môže teplota tkaniny pod svetelným zdrojom zvýšiť na 28 stupňov. Vďaka tomuto vláknu je nositeľ nielen teplý, ale po umytí vodou je jeho doba sušenia na slnku 2/3 času bežného vlákna. Rýchlo{11}}schnúca vlastnosť je ďalšou charakteristikou tohto vlákna. Pretože vodivé častice tohto vlákna sú v jadre vlákna, bežné spracovanie, pranie, farbenie atď. neovplyvní vodivosť vlákna.
