Som en vigtig klasse af intelligente materialer har ledende fibre tiltrukket sig bred opmærksomhed fra materialekredsene i ind- og udland. Dets forskning og udvikling er i fremmarch, og de har gode anvendelsesmuligheder inden for tøj, sensorer og industrielle tekstiler. Det menes, at med fremskridt inden for videnskab og teknologi vil smarte materialer fortsætte med at udvikle sig. Som en af hovedvarianterne af smarte tekstiler vil ledende fibre helt sikkert få en stadig vigtigere position inden for materialer.
Elektroledende fiber refererer normalt til en fiber, hvis specifikke modstand er under 107Ω·cm under standardforhold (20 grader, 65 % relativ luftfugtighed). Kategorier er som følger: Billeder
(1) Ledende fiber af metalforbindelse, modstandsevnen er 102-104Ω·cm, den er fremstillet ved sammensat spinning metode til at blande højkoncentrerede ledende partikler lokalt ind i fiberen, sorte ledende partikler bruger carbon black, hvide serier bruger metaloxid. vaskbar og nem at behandle; det kan også kemisk fiksere kobberforbindelsen eller galvaniseringsmetallet gennem efterbehandling.
(2) Metalledende fiber. Denne type fiber er lavet ved hjælp af metals ledende egenskaber. Hovedmetoden er den direkte trækningsmetode, det vil sige, at metaltråden gentagne gange trækkes gennem en matrice for at lave en fiber med en diameter på 4-16μm.
(3) Carbon black ledende fiber
At bruge de ledende egenskaber af kønrøg til at lave ledende fibre er en ældre og almindelig metode. Metoden kan opdeles i følgende tre kategorier: Billede
① Dopingmetode: Efter blanding af carbon black og fiber-dannende materiale danner carbon black en kontinuerlig fasestruktur i fiberen, som giver fiberen ledningsevne. Denne metode bruger generelt skede-kernekompositspindemetoden, som ikke påvirker fiberens oprindelige fysiske egenskaber, men også gør fiberen ledende.
② Belægningsmetode: Belægningsmetoden er at belægge kønrøg på overfladen af almindelige fibre. Belægningsmetoden kan bruge et bindemiddel til at binde carbon black til fiberoverfladen, eller direkte blødgøre fiberoverfladen og binde den med carbon black. Ulempen ved denne metode er, at carbon black er let at falde af, håndfølelsen er ikke god, og carbon black er ikke let at blive jævnt fordelt på fiberoverfladen.
③ Fiber carbonization behandling; nogle fibre, såsom polyacrylonitrilfibre, cellulosefibre, beg-baserede fibre osv., efter karboniseringsbehandling er fiberens hovedkæde hovedsageligt kulstofatomer, hvilket gør fiberen ledende. Den mest almindelige metode er lav-temperaturbehandlingsmetoden for karbonisering af akrylfiber. billede
(4) Ledende polymerfiber
Polymermaterialer betragtes normalt som isolatorer, men den vellykkede udvikling af polyacetylen-ledende materialer i 1970'erne brød dette
traditionel tankegang. Derefter blev polymerledende materialer såsom polyanilin, polypyrrol og polythiophen successivt født. Mennesker leder elektricitet til polymermaterialer.
Performanceforskningen er også blevet mere omfattende. Der er to hovedmetoder til fremstilling af ledende fibre ved hjælp af ledende polymerer: (1) Direkte spindingsmetode for ledende polymermaterialer (2) Efter-behandlingsmetode.
Anvendelse af ledende fiber
Ledende stoffer lavet af ledende fibre har fremragende funktioner såsom elektrisk ledningsevne, varmeledning, afskærmning og absorption af elektromagnetiske bølger osv., og er meget udbredt i ledende net og ledende overalls i elektronik- og kraftindustrien; elektrisk beklædning, elektriske varmeflader og elektriske varmebandager i den medicinske industri; luftfart, elektromagnetisk afskærmningscover til rumfarts- og præcisionselektronikindustrier osv. Ledende fibre kan bruges inden for områder som antistatiske tekstiler, anti-elektromagnetiske strålingstekstiler, smarte tekstiler og militærtekstiler.
Antistatiske tekstiler
Ledende fiber er en funktionel fiber med elektronisk ledning som mekanismen, der eliminerer statisk elektricitet gennem elektronisk ledning og koronaudladning. Da fiberen indeholder frie elektroner, er dens antistatiske egenskaber ikke afhængige af fugtighed; Liheng ledende fiber har en kort opladningshalveringstid-, under alle omstændigheder kan den eliminere statisk elektricitet på meget kort tid og bruge ledende fibre til at forhindre statisk elektricitet i at generere og Faren har en bred vifte af miljøtilpasningsevne. I henhold til ledningsevnen af den ledende fiber og strukturen af stoffet kan den antistatiske effekt opnås ved at blande 0,05% til 5% af den ledende fiber i den generelle fiber. Arbejdstøj lavet af ledende fibre med antistatisk effekt, velegnet til oliefelter, olieforarbejdning, kulminer, elektronikindustri, lysfølsomt materialeindustri og andre brandfarlige og eksplosive lejligheder og også egnet til støvfrit-sterilt tøj eller specielle filtermaterialer Vent.
Tekstiler mod-elektromagnetisk stråling
Elektromagnetisk afskærmning er brugen af ledende materialer med lav-resistivitet til at reflektere og lede elektromagnetiske strømme og generere strøm og magnetisk polarisering modsat det oprindelige magnetfelt inde i det ledende materiale, hvorved strålingseffekten af det oprindelige elektromagnetiske felt reduceres. Ledende fibre, der bruges som beskyttelse mod elektromagnetisk stråling, kræver meget lav resistivitet, normalt kun 10-6 til 10-2Ω/cm. I de senere år, på grund af den brede anvendelse af elektronisk og elektrisk udstyr og kommunikationsudstyr, forårsagede interferensen af elektromagnetisk stråling udstyrsfejl, billed- og lydforhindringer og skader på den menneskelige krop osv., hvilket vakte folks opmærksomhed på udviklingen af elektromagnetiske afskærmningsmaterialer. billede
Ved at bruge ledende fibres elektromagnetiske afskærmningsegenskaber kan det bruges til at lave elektromagnetiske afskærmninger til præcisions elektroniske komponenter, højfrekvente svejsemaskiner osv., til at lave vægge og lofter i huse med særlige krav og vægbeklædninger, der absorberer radiobølger. I Japan blandes eller fremstilles ledende fibre belagt med kobber på overfladen til ikke-vævede stoffer, som nu i vid udstrækning bruges som elektromagnetisk bølgeafskærmning og absorberende materialer, såsom elektromagnetiske bølgeabsorberende dæksler til skibe.
Tekstil sensor
Den fleksible ledende fiber er lavet af sensortekstiler baseret på princippet om elektroniske sensorer. Det har fordelene ved lethed og bærbarhed og er meget udbredt inden for forskellige områder. Fleksible bærbare sensorer er hovedsageligt dedikeret til at registrere og overvåge forskellige menneskelige aktiviteter og har en bred vifte af applikationer inden for bevægelsesregistrering, personlig helbredsovervågning, intelligente robotter og menneskelig-computerinteraktion. billede
Traditionelle belastningssensorer, såsom dem, der er baseret på metalfolie og halvledere, kan ikke anvendes på fleksible bærbare sensorer, fordi de ikke har god fleksibilitet og har et lille detekterbart område (<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.
Militære tekstiler
Den fremtidige krig for militærtekstiler vil være en oplyst krig under højteknologiske-forhold. I sådanne krige er tempoet i operationerne højt, hyppigheden af offensive og defensive overgange er høj, og krigssituationen ændrer sig hurtigt, og traditionelle soldaters kampudstyr ser ud til at være alvorligt tilbagestående. For at forbedre soldaternes omfattende kampevner på den moderne slagmark er det nødvendigt at forbedre soldaternes evne til at tilegne sig, bearbejde og overføre information, så soldaternes forståelse af kamppladssituationen kan nå et højere niveau. Informationstøj lavet af ledende fibre opfylder netop dette. Et krav. billede
De fleste ledende fibre er følsomme over for elektricitet og varme. Stoffet, der er vævet af ledende fibre, kan forhindre rekognoscering af termisk billedudstyr og kan laves om til termisk beskyttelsesbeklædning til individuelle soldater. Ledende fibre er sammensat med lavt dielektriske substrater såsom harpiks og gummi for at fremstille elektromagnetiske bølgeabsorberende materialer, som kan absorbere radarbølger, undgå radarsporing og opnå formålet med stealth våben og udstyr. Den farveskiftende militæruniform, der er udviklet af USA, er at tilføje et ledende kredsløb bestående af ledende fibre til stoffet. Ved at styre temperaturen ændres den termokrome blæk i militæruniformen, så militæruniformens farve ændres efter farven på det ydre miljø. En miljøvenlig camouflage.
Andre anvendelser af ledende fibre
Andre anvendelser Ved at vælge funktionelle ledende additiver kan fibermaterialer med andre funktioner udover den ledende funktion også fremstilles, såsom antibakterielle og fjerninfrarøde. Japanske Mitsubishi Corporation bruger komposit-spinningsteknologi til at blande hvide ledende keramiske partikler med høj-koncentration i kernen for at gøre fiberen ledende. På samme tid, fordi de tilsatte keramiske partikler har karakteristika af lys-til-varmekonvertering, kan stoffets temperatur efter blanding af denne fiber med konventionelle fibre i en mængde på 10 % hæves til 28 grader under lyskilden. Denne fiber får ikke kun brugeren til at føle sig varm, men efter vask med vand er dens tørretid i solen 2/3 af den konventionelle fibers. Den hurtig{11}}tørrende egenskab er en yderligere egenskab ved denne fiber. Da de ledende partikler af denne fiber er i kernen af fiberen, vil den sædvanlige behandling, vask, farvning osv. ikke påvirke fiberens ledningsevne.
