Jako ważna klasa inteligentnych materiałów, włókna przewodzące przyciągają powszechną uwagę kręgów materialnych w kraju i za granicą. Badania i rozwój tej firmy cieszą się dużym zainteresowaniem i mają dobre perspektywy zastosowania w odzieży, czujnikach i tekstyliach przemysłowych. Uważa się, że wraz z postępem nauki i technologii inteligentne materiały będą się nadal rozwijać. Jako jedna z głównych odmian inteligentnych tekstyliów, włókna przewodzące z pewnością będą zyskiwały coraz większą pozycję w dziedzinie materiałów.
Włókno elektroprzewodzące zwykle odnosi się do włókna, którego rezystancja właściwa wynosi poniżej 107 Ω·cm w standardowych warunkach (20 stopni, 65% wilgotności względnej). Kategorie są następujące: Zdjęcia
(1) Włókno przewodzące typu metalicznego, oporność wynosi 102-104Ω·cm, jest wytwarzane metodą przędzenia złożonego w celu lokalnego wymieszania cząstek przewodzących o wysokim stężeniu we włóknie, czarne cząstki przewodzące wykorzystują sadzę, a białe serie wykorzystują tlenek metalu. Na przykład powierzchnia tlenku antymonu zawierającego niewielką ilość tlenku cyny jest pokryta dwutlenkiem tytanu, włókno jest stosunkowo lekkie, elastyczne, zmywalne i łatwe w obróbce; może również chemicznie utrwalać związek miedzi lub metal galwaniczny poprzez obróbkę końcową.
(2) Metalowe włókno przewodzące. Ten rodzaj włókna wytwarza się wykorzystując przewodzące właściwości metalu. Główną metodą jest metoda bezpośredniego ciągnienia, to znaczy drut metalowy jest wielokrotnie przeciągany przez matrycę, aby uzyskać włókno o średnicy 4-16 μm.
(3) Włókno przewodzące sadzy
Wykorzystywanie właściwości przewodzących sadzy do wytwarzania włókien przewodzących jest starszą i powszechną metodą. Metodę można podzielić na trzy kategorie: Obraz
① Metoda domieszkowania: po zmieszaniu sadzy i materiału-włóknotwórczego, sadza tworzy we włóknie ciągłą strukturę fazową, która zapewnia mu przewodność. W metodzie tej zazwyczaj wykorzystuje się metodę przędzenia kompozytowego z-rdzeniowym płaszczem, która nie wpływa na pierwotne właściwości fizyczne włókna, ale także zapewnia jego przewodzenie.
② Metoda powlekania: Metoda powlekania polega na powlekaniu sadzy na powierzchni zwykłych włókien. Metoda powlekania może wykorzystywać spoiwo do związania sadzy z powierzchnią włókna lub bezpośrednio zmiękczyć powierzchnię włókna i związać ją z sadzą. Wadą tej metody jest to, że sadza łatwo odpada, dotyk dłoni nie jest dobry, a sadza nie jest łatwa do równomiernego rozprowadzenia na powierzchni włókna.
③ Obróbka karbonizacyjna włókien; w przypadku niektórych włókien, takich jak włókno poliakrylonitrylowe, włókno celulozowe, włókno-na bazie smoły itp., po obróbce karbonizacyjnej główny łańcuch włókna składa się głównie z atomów węgla, co sprawia, że włókno przewodzi. Najpopularniejszą metodą jest metoda obróbki włókna akrylowego metodą karbonizacji-w niskiej temperaturze. obraz
(4) Przewodzące włókno polimerowe
Materiały polimerowe są zwykle uważane za izolatory, ale pomyślny rozwój materiałów przewodzących poliacetylen w latach 70.
tradycyjny sposób myślenia. Następnie narodziły się sukcesywnie polimerowe materiały przewodzące, takie jak polianilina, polipirol i politiofen. Ludzie przewodzą prąd do materiałów polimerowych.
Badania nad wydajnością również stały się bardziej obszerne. Istnieją dwie główne metody przygotowania włókien przewodzących przy użyciu polimerów przewodzących: (1) Metoda bezpośredniego przędzenia przewodzących materiałów polimerowych (2) Metoda-obróbki końcowej.
Zastosowanie włókna przewodzącego
Tkaniny przewodzące wykonane z włókien przewodzących mają doskonałe funkcje, takie jak przewodność elektryczna, przewodzenie ciepła, ekranowanie i pochłanianie fal elektromagnetycznych itp. I są szeroko stosowane w przewodzących siatkach i przewodzących kombinezonach w przemyśle elektronicznym i energetycznym; odzież elektryczna, elektryczne powierzchnie grzewcze i elektryczne bandaże grzewcze w przemyśle medycznym; lotnictwo, osłony ekranujące elektromagnetyczne dla przemysłu lotniczego i kosmicznego oraz elektroniki precyzyjnej itp. Włókna przewodzące można stosować w takich dziedzinach, jak tekstylia antystatyczne, tekstylia chroniące przed-promieniowaniem elektromagnetycznym, tekstylia inteligentne i tekstylia wojskowe.
Tekstylia antystatyczne
Włókno przewodzące to włókno funkcjonalne z przewodnictwem elektronicznym jako mechanizmem, które eliminuje elektryczność statyczną poprzez przewodzenie elektronowe i wyładowania koronowe. Ponieważ włókno zawiera wolne elektrony, jego właściwości antystatyczne nie zależą od wilgotności; Światłowód przewodzący Liheng ma krótki okres pół-ładowania, w każdym razie może wyeliminować elektryczność statyczną w bardzo krótkim czasie i wykorzystać włókno przewodzące, aby zapobiec wytwarzaniu elektryczności statycznej. Zagrożenie ma szeroki zakres zdolności adaptacyjnych do środowiska. W zależności od przewodności włókna przewodzącego i struktury tkaniny, efekt antystatyczny można uzyskać mieszając od 0,05% do 5% włókna przewodzącego w ogólnym włóknie. Odzież robocza wykonana z włókien przewodzących o działaniu antystatycznym, odpowiednia do stosowania na polach naftowych, przetwórstwie ropy naftowej, kopalniach węgla, przemyśle elektronicznym, przemyśle materiałów światłoczułych i innych miejscach łatwopalnych i wybuchowych, a także odpowiednia do sterylnej odzieży wolnej od-lub specjalnych materiałów filtracyjnych. Czekaj.
Tekstylia chroniące- przed promieniowaniem elektromagnetycznym
Ekranowanie elektromagnetyczne polega na zastosowaniu materiałów przewodzących o niskiej-rezystywności w celu odbijania i kierowania prądów elektromagnetycznych oraz generowania prądu i polaryzacji magnetycznej przeciwnej do pierwotnego pola magnetycznego wewnątrz materiału przewodzącego, zmniejszając w ten sposób efekt promieniowania pierwotnego pola elektromagnetycznego. Włókna przewodzące stosowane jako ochrona przed promieniowaniem elektromagnetycznym wymagają bardzo niskiej rezystancji, zwykle tylko 10-6 do 10-2 Ω/cm. W ostatnich latach, ze względu na szerokie zastosowanie sprzętu elektronicznego i elektrycznego oraz sprzętu komunikacyjnego, zakłócenia promieniowania elektromagnetycznego spowodowały nieprawidłowe działanie sprzętu, przeszkody w obrazie i dźwięku oraz szkody dla ludzkiego ciała itp., Co zwróciło uwagę ludzi na rozwój materiałów ekranujących elektromagnetycznie. obraz
Wykorzystując właściwości ekranowania elektromagnetycznego włókien przewodzących, można go stosować do wytwarzania ekranów elektromagnetycznych precyzyjnych podzespołów elektronicznych,-spawarek wysokiej częstotliwości itp., do wykonywania ścian i sufitów domów o specjalnych wymaganiach oraz okładzin ściennych pochłaniających fale radiowe. W Japonii włókna przewodzące pokryte miedzią na powierzchni są mieszane lub przetwarzane w-włókniny, które są obecnie szeroko stosowane jako materiały ekranujące i pochłaniające fale elektromagnetyczne, takie jak osłony pochłaniające fale elektromagnetyczne na statkach.
Czujnik tekstylny
Elastyczne włókno przewodzące wykonane jest z tekstyliów czujnikowych w oparciu o zasadę czujników elektronicznych. Ma zalety lekkości i przenośności i jest szeroko stosowany w różnych dziedzinach. Elastyczne czujniki do noszenia są przeznaczone głównie do wykrywania i monitorowania różnych działań człowieka i mają szeroki zakres zastosowań w wykrywaniu ruchu, monitorowaniu zdrowia osobistego, inteligentnych robotach i interakcji człowiek-komputer. obraz
Tradycyjne czujniki odkształceń, takie jak te oparte na folii metalowej i półprzewodnikach, nie mogą być stosowane w elastycznych czujnikach do noszenia, ponieważ nie charakteryzują się one dobrą elastycznością i mają mały zakres wykrywalności (<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.
Tekstylia wojskowe
Przyszła wojna o tekstylia wojskowe będzie wojną informacyjną w warunkach-zaawansowanych technologii. W takich wojnach tempo działań jest szybkie, częstotliwość przejść ofensywnych i defensywnych duża, a sytuacja wojenna szybko się zmienia, a wyposażenie bojowe tradycyjnych żołnierzy wydaje się poważnie zapóźnione. Aby poprawić wszechstronne zdolności bojowe żołnierzy na współczesnym polu walki, konieczne jest doskonalenie umiejętności żołnierzy w zakresie pozyskiwania, przetwarzania i przekazywania informacji, tak aby zrozumienie przez żołnierzy sytuacji na polu walki osiągnęło wyższy poziom. Odzież informacyjna wykonana z włókien przewodzących właśnie to spełnia. Jeden wymóg. obraz
Większość włókien przewodzących jest wrażliwa na energię elektryczną i ciepło. Tkanina utkana z włókien przewodzących może zapobiegać rozpoznaniu przez sprzęt termowizyjny i może być przetworzona na odzież ochronną termowizyjną dla indywidualnych żołnierzy. Włókna przewodzące są łączone z podłożami o niskiej dielektrycznej, takimi jak żywica i guma, w celu wytworzenia materiałów pochłaniających fale elektromagnetyczne, które mogą pochłaniać fale radarowe, unikać śledzenia radarowego i osiągać cel w postaci broni i sprzętu stealth. Opracowany przez Stany Zjednoczone mundur wojskowy-zmieniający kolor polega na dodaniu do tkaniny obwodu przewodzącego składającego się z przewodzących włókien. Kontrolując temperaturę, zmienia się atrament termochromowy w mundurze wojskowym, dzięki czemu kolor munduru wojskowego zmienia się w zależności od koloru środowiska zewnętrznego. Kamuflaż reaktywny dla środowiska.
Inne zastosowania włókien przewodzących
Inne zastosowania Wybierając funkcjonalne dodatki przewodzące, można przygotować materiały włókniste o innych funkcjach oprócz funkcji przewodzącej, np. antybakteryjnych i dalekiej podczerwieni. Japońska firma Mitsubishi Corporation wykorzystuje technologię przędzenia kompozytów do mieszania-białych przewodzących cząstek ceramicznych w rdzeniu w celu zapewnienia przewodzenia włókna. Jednocześnie, ponieważ dodane cząstki ceramiczne mają właściwości konwersji światła-w-ciepło, po zmieszaniu tego włókna z włóknami konwencjonalnymi w ilości 10%, temperaturę tkaniny można pod wpływem źródła światła podnieść do 28 stopni. Włókno to nie tylko zapewnia użytkownikowi uczucie ciepła, ale po umyciu wodą czas jego schnięcia na słońcu jest o 2/3 krótszy niż w przypadku włókna konwencjonalnego. Dodatkową cechą tego włókna jest-szybkie schnięcie. Ponieważ cząstki przewodzące tego włókna znajdują się w rdzeniu włókna, zwykła obróbka, mycie, barwienie itp. nie będą miały wpływu na przewodność włókna.
