Som en viktig klasse av intelligente materialer har ledende fibre tiltrukket seg stor oppmerksomhet fra materialkretsene i inn- og utland. Dens forskning og utvikling er i fremmarsj, og de har gode bruksmuligheter innen klær, sensorer og industrielle tekstiler. Det antas at med utviklingen av vitenskap og teknologi, vil smarte materialer fortsette å utvikle seg. Som en av hovedvariantene av smarte tekstiler, vil ledende fibre helt sikkert få en stadig viktigere posisjon innen materiale.
Elektrisk ledende fiber refererer vanligvis til en fiber hvis spesifikke motstand er under 107Ω·cm under standardforhold (20 grader, 65 % relativ fuktighet). Kategoriene er som følger: Bilder
(1) Ledende fiber av metallforbindelse, resistiviteten er 102-104Ω·cm, den er laget ved en sammensatt spinnemetode for å blande ledende partikler med høy konsentrasjon lokalt inn i fiberen, svarte ledende partikler bruker carbon black, hvite serier bruker metalloksid. For eksempel er overflaten av antimonoksid som inneholder en liten mengde tinnoksid, fleksible tinnoksider, vaskbar og enkel å behandle; det kan også kjemisk fikse kobberforbindelsen eller galvaniseringsmetallet gjennom etterbehandling.
(2) Ledende metallfiber. Denne typen fiber er laget ved å bruke de ledende egenskapene til metall. Hovedmetoden er den direkte trekkemetoden, det vil si at metalltråden gjentatte ganger trekkes gjennom en dyse for å lage en fiber med en diameter på 4-16μm.
(3) Carbon black ledende fiber
Å bruke de ledende egenskapene til carbon black for å lage ledende fibre er en eldre og vanlig metode. Metoden kan deles inn i følgende tre kategorier: Bilde
① Dopingmetode: Etter å ha blandet carbon black og fiber-dannende materiale, danner carbon black en kontinuerlig fasestruktur i fiberen, som gir fiberen ledningsevne. Denne metoden bruker vanligvis kjernekomposittspinningsmetoden-, som ikke påvirker de opprinnelige fysiske egenskapene til fiberen, men også gjør fiberen ledende.
② Beleggingsmetode: Belegningsmetoden er å belegge carbon black på overflaten av vanlige fibre. Belegningsmetoden kan bruke et bindemiddel for å binde carbon black til fiberoverflaten, eller direkte myke fiberoverflaten og binde den med carbon black. Ulempen med denne metoden er at carbon black er lett å falle av, håndfølelsen er ikke god, og carbon black er ikke lett å bli jevnt fordelt på fiberoverflaten.
③ Fiber karbonisering behandling; noen fibre, som polyakrylnitrilfiber, cellulosefiber, bek-basert fiber, etc., etter karboniseringsbehandling er hovedkjeden til fiberen hovedsakelig karbonatomer, noe som gjør fiberen ledende. Den vanligste metoden er lav-behandlingsmetoden for karbonisering av akrylfiber. bilde
(4) Ledende polymerfiber
Polymermaterialer anses vanligvis som isolatorer, men den vellykkede utviklingen av polyacetylenledende materialer på 1970-tallet brøt dette
tradisjonell tankegang. Etter det ble polymerledende materialer som polyanilin, polypyrrol og polytiofen suksessivt født. Folk leder strøm til polymermaterialer.
Prestasjonsforskning har også blitt mer omfattende. Det er to hovedmetoder for å fremstille ledende fibre ved bruk av ledende polymerer: (1) Direkte spinnemetode for ledende polymermaterialer (2) Etter-behandlingsmetode.
Påføring av ledende fiber
Ledende stoffer laget av ledende fibre har utmerkede funksjoner som elektrisk ledningsevne, varmeledning, skjerming og absorpsjon av elektromagnetiske bølger, etc., og er mye brukt i ledende nett og ledende kjeledresser i elektronikk- og kraftindustrien; elektriske klær, elektriske varmeoverflater og elektriske varmebandasjer i medisinsk industri; luftfart, elektromagnetisk skjermingsdeksel for romfart og presisjonselektronikkindustri, etc. Ledende fibre kan brukes i felt som antistatiske tekstiler, anti-elektromagnetiske strålingstekstiler, smarte tekstiler og militære tekstiler.
Antistatiske tekstiler
Ledende fiber er en funksjonell fiber med elektronisk ledning som mekanisme, som eliminerer statisk elektrisitet gjennom elektronisk ledning og koronautladning. Siden fiberen inneholder frie elektroner, er dens antistatiske egenskaper ikke avhengig av fuktighet; Liheng ledende fiber har en kort ladet halveringstid-, i alle fall kan den eliminere statisk elektrisitet på svært kort tid, og bruke ledende fiber for å hindre statisk elektrisitet i å generere og Faren har et bredt spekter av miljøtilpasningsevne. I henhold til ledningsevnen til den ledende fiberen og strukturen til stoffet, kan den antistatiske effekten oppnås ved å blande 0,05% til 5% av den ledende fiberen i den generelle fiberen. Arbeidsklær laget av ledende fibre med antistatisk effekt, egnet for oljefelt, petroleumsbehandling, kullgruver, elektronikkindustri, lysfølsomt materiale og andre brannfarlige og eksplosive anledninger, og også egnet for støv-frie sterile klær eller spesielle filtermaterialer. Vent.
Tekstiler mot-elektromagnetisk stråling
Elektromagnetisk skjerming er bruken av ledende materialer med lav-resistivitet for å reflektere og lede elektromagnetiske strømmer, og generere strøm og magnetisk polarisering motsatt av det opprinnelige magnetfeltet inne i det ledende materialet, og dermed redusere strålingseffekten til det opprinnelige elektromagnetiske feltet. Ledende fibre som brukes som beskyttelse mot elektromagnetisk stråling krever svært lav resistivitet, vanligvis bare 10-6 til 10-2Ω/cm. De siste årene, på grunn av den brede anvendelsen av elektronisk og elektrisk utstyr og kommunikasjonsutstyr, forårsaket forstyrrelsen av elektromagnetisk stråling utstyrsfeil, bilde- og lydhindringer og skade på menneskekroppen, etc., noe som vekket folks oppmerksomhet til utviklingen av elektromagnetiske skjermingsmaterialer. bilde
Ved å bruke de elektromagnetiske skjermingsegenskapene til ledende fibre, kan den brukes til å lage elektromagnetiske skjermer for elektroniske presisjonskomponenter, høyfrekvente sveisemaskiner, osv., for å lage vegger og tak i hus med spesielle krav, og veggbelegg som absorberer radiobølger. I Japan blandes eller lages ledende fibre belagt med kobber på overflaten til ikke-vevde stoffer, som nå er mye brukt som elektromagnetisk bølgeskjerming og absorberende materialer, for eksempel elektromagnetisk bølgeabsorberende deksler for skip.
Tekstil sensor
Den fleksible ledende fiberen er laget av sensortekstiler basert på prinsippet om elektroniske sensorer. Den har fordelene med letthet og bærbarhet, og er mye brukt på forskjellige felt. Fleksible, bærbare sensorer er hovedsakelig dedikert til å registrere og overvåke ulike menneskelige aktiviteter, og har et bredt spekter av bruksområder innen bevegelsesregistrering, personlig helseovervåking, intelligente roboter og menneskelig-datamaskininteraksjon. bilde
Tradisjonelle belastningssensorer, som de som er basert på metallfolie og halvledere, kan ikke brukes på fleksible bærbare sensorer fordi de ikke har god fleksibilitet og har et lite detekterbart rekkevidde (<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 krigen for militære tekstiler vil være en informert krig under høy-teknologiske forhold. I slike kriger er operasjonstempoet høyt, frekvensen av offensive og defensive overganger er høy, og krigssituasjonen endrer seg raskt, og tradisjonelle soldaters kamputstyr ser ut til å være alvorlig tilbakestående. For å forbedre de omfattende kampevnene til soldater på den moderne slagmarken, er det nødvendig å forbedre soldatenes evne til å tilegne seg, behandle og overføre informasjon, slik at soldatenes forståelse av slagmarksituasjonen kan nå et høyere nivå. Informasjonsklær laget av ledende fibre oppfyller nettopp dette. Ett krav. bilde
De fleste ledende fibre er følsomme for elektrisitet og varme. Stoffet vevd av ledende fibre kan forhindre rekognosering av termisk bildeutstyr, og kan gjøres om til termisk bildebehandlingsbeskyttelsestøy for individuelle soldater. Ledende fibre er sammensatt med lavt dielektriske substrater som harpiks og gummi for å lage elektromagnetiske bølgeabsorberende materialer, som kan absorbere radarbølger, unngå radarsporing og oppnå formålet med stealth våpen og utstyr. Den fargeskiftende militæruniformen utviklet av USA er å legge til en ledende krets bestående av ledende fibre til stoffet. Ved å kontrollere temperaturen endres det termokromiske blekket i militæruniformen, slik at fargen på militæruniformen endres i henhold til fargen på det ytre miljøet. En miljøvennlig kamuflasje.
Annen bruk av ledende fiber
Andre bruksområder Ved å velge funksjonelle ledende tilsetningsstoffer kan fibermaterialer med andre funksjoner enn den ledende funksjonen også fremstilles, som antibakterielle og fjerninfrarøde. Japanske Mitsubishi Corporation bruker komposittspinningsteknologi for å blande høy-hvite ledende keramiske partikler i kjernen for å gjøre fiberen ledende. På samme tid, fordi de tilsatte keramiske partiklene har egenskapene til lys-til-varmekonvertering, etter blanding av denne fiberen med konvensjonelle fibre i en mengde på 10 %, kan temperaturen på stoffet heves til 28 grader under lyskilden. Denne fiberen får ikke bare brukeren til å føle seg varm, men etter vask med vann er tørketiden i solen 2/3 av den konvensjonelle fiberen. Den hurtig{11}}tørkende egenskapen er en ekstra egenskap ved denne fiberen. Siden de ledende partiklene til denne fiberen er i kjernen av fiberen, vil den vanlige behandlingen, vasking, farging, etc. ikke påvirke fiberens ledningsevne.
