Som en viktig klass av intelligenta material har ledande fibrer väckt stor uppmärksamhet från materialkretsarna hemma och utomlands. Dess forskning och utveckling är på frammarsch, och de har goda möjligheter till användning inom kläder, sensorer och industriella textilier. Man tror att med framsteg inom vetenskap och teknik kommer smarta material att fortsätta att utvecklas. Som en av huvudvarianterna av smarta textilier kommer ledande fibrer säkert att få en allt viktigare position inom materialområdet.
Elektroledande fiber hänvisar vanligtvis till en fiber vars specifika motstånd är under 107Ω·cm under standardförhållanden (20 grader, 65 % relativ fuktighet). Kategorierna är följande: Bilder
(1) Konduktiv fiber av metallföreningstyp, resistiviteten är 102-104Ω·cm, den är gjord med blandningsspinningsmetod för att blanda ledande partiklar med hög koncentration lokalt i fibern, svarta ledande partiklar använder kolsvart, vita serier använder metalloxid. Till exempel är ytan på antimonoxid som innehåller en liten mängd tennoxid, relativt lätt sammansatt med titanoxid, tvättbar och lätt att bearbeta; den kan också kemiskt fixera kopparföreningen eller galvaniseringsmetallen genom efterbearbetning.
(2) Metallledande fiber. Denna typ av fiber är gjord med hjälp av metallens ledande egenskaper. Huvudmetoden är den direkta dragningsmetoden, det vill säga metalltråden dras upprepade gånger genom ett munstycke för att göra en fiber med en diameter på 4-16μm.
(3) Kolsvart ledande fiber
Att använda kimröks ledande egenskaper för att göra ledande fibrer är en äldre och vanlig metod. Metoden kan delas in i följande tre kategorier: Bild
① Dopingmetod: Efter blandning av kimrök och fiber-bildande material bildar kimröket en kontinuerlig fasstruktur i fibern, vilket ger fibern ledningsförmåga. Den här metoden använder vanligtvis mantel-kompositspinningsmetoden, som inte påverkar fiberns ursprungliga fysikaliska egenskaper, utan också gör fibern ledande.
② Beläggningsmetod: Beläggningsmetoden är att belägga kimrök på ytan av vanliga fibrer. Beläggningsmetoden kan använda ett bindemedel för att binda kimröken till fiberytan, eller direkt mjukgöra fiberytan och binda den med kimröken. Nackdelen med denna metod är att kimröken är lätt att falla av, handkänslan är inte bra och kimröken är inte lätt att fördela jämnt på fiberytan.
③ Fiberförkolningsbehandling; vissa fibrer, såsom polyakrylnitrilfiber, cellulosafiber, beck-baserad fiber, etc. efter förkolningsbehandling är fiberns huvudkedja huvudsakligen kolatomer, vilket gör fibern ledande. Den vanligaste metoden är den låga-förkolningsbehandlingsmetoden för akrylfiber. bild
(4) Ledande polymerfiber
Polymermaterial betraktas vanligtvis som isolatorer, men den framgångsrika utvecklingen av polyacetylenledande material på 1970-talet bröt detta
traditionellt tänkesätt. Efter det föddes successivt polymerledande material som polyanilin, polypyrrol och polytiofen. Människor leder elektricitet till polymermaterial.
Prestationsforskningen har också blivit mer omfattande. Det finns två huvudmetoder för att framställa ledande fibrer med ledande polymerer: (1) Direktspinningsmetod för ledande polymermaterial (2) Efter-bearbetningsmetod.
Applicering av ledande fiber
Ledande tyger gjorda av ledande fibrer har utmärkta funktioner såsom elektrisk ledningsförmåga, värmeledning, avskärmning och absorption av elektromagnetiska vågor, etc., och används ofta i ledande nät och ledande overaller inom elektronik- och kraftindustrin; elektriska kläder, elektriska värmeytor och elektriska värmebandage inom den medicinska industrin; flyg, elektromagnetiskt skärmskydd för flyg- och precisionselektronikindustrier, etc. Ledande fibrer kan användas inom områden som antistatiska textilier, anti-elektromagnetisk strålningstextilier, smarta textilier och militära textilier.
Antistatiska textilier
Konduktiv fiber är en funktionell fiber med elektronisk ledning som mekanism, som eliminerar statisk elektricitet genom elektronisk ledning och koronaurladdning. Eftersom fibern innehåller fria elektroner är dess antistatiska egenskaper inte beroende av fuktighet; Liheng ledande fiber har en kort laddningshalveringstid-, i alla fall kan den eliminera statisk elektricitet på mycket kort tid, och använda ledande fiber för att förhindra att statisk elektricitet genereras och Faran har ett brett utbud av miljöanpassningsförmåga. Beroende på den ledande fiberns ledningsförmåga och tygets struktur kan den antistatiska effekten uppnås genom att blanda 0,05 % till 5 % av den ledande fibern i den allmänna fibern. Arbetskläder gjorda av ledande fibrer med antistatisk effekt, lämpliga för oljefält, petroleumbearbetning, kolgruvor, elektronikindustri, ljuskänslig materialindustri och andra brandfarliga och explosiva tillfällen, och även lämpliga för dammfria sterila kläder eller speciella filtermaterial. Vänta.
Textilier mot-elektromagnetisk strålning
Elektromagnetisk avskärmning är användningen av ledande material med låg-resistivitet för att reflektera och styra elektromagnetiska strömmar och generera ström och magnetisk polarisering motsatt det ursprungliga magnetfältet inuti det ledande materialet, och därigenom minska strålningseffekten från det ursprungliga elektromagnetiska fältet. Ledande fibrer som används som skydd mot elektromagnetisk strålning kräver mycket låg resistivitet, vanligtvis endast 10-6 till 10-2Ω/cm. På senare år, på grund av den breda tillämpningen av elektronisk och elektrisk utrustning och kommunikationsutrustning, orsakade störningen av elektromagnetisk strålning utrustningsfel, bild- och ljudhinder och skador på människokroppen etc., vilket väckte människors uppmärksamhet på utvecklingen av elektromagnetiska skärmningsmaterial. bild
Med hjälp av de elektromagnetiska skärmningsegenskaperna hos ledande fibrer kan den användas för att tillverka elektromagnetiska skärmar för elektroniska precisionskomponenter, högfrekventa svetsmaskiner, etc., för att tillverka väggar och tak i hus med speciella krav, och väggbeklädnader som absorberar radiovågor. I Japan blandas eller görs ledande fibrer belagda med koppar på ytan till icke-vävda tyger, som nu används i stor utsträckning som elektromagnetisk vågavskärmning och absorberande material, såsom elektromagnetiska vågabsorberande skydd för fartyg.
Textil sensor
Den flexibla ledande fibern är gjord av sensortextilier baserade på principen om elektroniska sensorer. Den har fördelarna med lätthet och portabilitet och används ofta inom olika områden. Flexibla bärbara sensorer är huvudsakligen dedikerade till att känna av och övervaka olika mänskliga aktiviteter och har ett brett utbud av tillämpningar inom rörelseavkänning, personlig hälsoövervakning, intelligenta robotar och mänsklig-datorinteraktion. bild
Traditionella töjningssensorer, såsom de baserade på metallfolie och halvledare, kan inte användas på flexibla bärbara sensorer eftersom de inte har bra flexibilitet och har ett litet detekterbart räckvidd (<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.
Militära textilier
Det framtida kriget för militärtextilier kommer att vara ett krig med information under hög-tekniska förhållanden. I sådana krig är operationstakten hög, frekvensen av offensiva och defensiva övergångar är snabb, och krigssituationen förändras snabbt, och traditionella soldaters stridsutrustning verkar vara allvarligt bakåtsträvande. För att förbättra soldaternas omfattande stridsförmåga på det moderna slagfältet är det nödvändigt att förbättra soldaternas förmåga att skaffa, bearbeta och överföra information, så att soldaternas förståelse för slagfältssituationen kan nå en högre nivå. Informationskläder gjorda av ledande fibrer uppfyller just detta. Ett krav. bild
De flesta ledande fibrer är känsliga för elektricitet och värme. Tyget som är vävt av ledande fibrer kan förhindra spaning av värmeavbildningsutrustning och kan göras till värmeavbildningsskyddskläder för enskilda soldater. Ledande fibrer är sammansatta med lågdielektriska substrat som harts och gummi för att göra elektromagnetiska vågabsorberande material, som kan absorbera radarvågor, undvika radarspårning och uppnå syftet med smygvapen och utrustning. Den färg-föränderliga militäruniformen som utvecklats av USA är att lägga till en ledande krets som består av ledande fibrer till tyget. Genom att kontrollera temperaturen ändras det termokroma bläcket i militäruniformen, så att färgen på militäruniformen ändras efter färgen på den yttre miljön. Ett miljömässigt reaktivt kamouflage.
Andra användningsområden för ledande fibrer
Andra applikationer Genom att välja funktionella ledande tillsatser kan fibermaterial med andra funktioner utöver den ledande funktionen också framställas, såsom antibakteriella och fjärrinfraröda. Japanska Mitsubishi Corporation använder kompositspinningsteknik för att blanda hög-högkoncentration av vita ledande keramiska partiklar i kärnan för att göra fibern ledande. Samtidigt, eftersom de tillsatta keramiska partiklarna har egenskaperna för omvandling av ljus-till-, efter att ha blandat denna fiber med konventionella fibrer i en mängd av 10 %, kan tygets temperatur höjas till 28 grader under ljuskällan. Denna fiber får inte bara bäraren att känna sig varm, utan efter tvätt med vatten är dess torktid i solen 2/3 av den konventionella fibern. Den snabb{11}}torkande egenskapen är ytterligare en egenskap hos denna fiber. Eftersom de ledande partiklarna av denna fiber finns i kärnan av fibern, kommer den vanliga bearbetningen, tvättningen, färgningen etc. inte att påverka fiberns ledningsförmåga.
