Fiind o clasă importantă de materiale inteligente, fibrele conductoare au atras atenția pe scară largă din partea cercurilor de materiale din țară și din străinătate. Cercetarea și dezvoltarea sa sunt în ascensiune și au perspective bune de aplicare în îmbrăcăminte, senzori și textile industriale. Se crede că, odată cu progresul științei și tehnologiei, materialele inteligente vor continua să se dezvolte. Fiind una dintre principalele soiuri de textile inteligente, fibrele conductoare vor câștiga cu siguranță o poziție din ce în ce mai importantă în domeniul materialelor.
Fibra electroconductivă se referă de obicei la o fibră a cărei rezistență specifică este sub 107Ω·cm în condiții standard (20 grade, 65% umiditate relativă). Categoriile sunt după cum urmează: Imagini
(1) Fibră conductivă de tip compus metalic, rezistivitatea este de 102-104Ω·cm, este realizată prin metoda de filare compusă pentru a amesteca particule conductoare de concentrație ridicată local în fibră, particulele conductoare negre folosesc negru de fum, seria albă utilizează oxid metalic De exemplu, suprafața oxidului de antimoniu care conține o cantitate mică de oxid de staniu, titanul este acoperit relativ ușor cu fibră, dioxidabil, ușor de spălat. și ușor de prelucrat; de asemenea, poate fixa chimic compusul de cupru sau metalul galvanizat prin post-procesare.
(2) Fibră metalică conducătoare. Acest tip de fibră este realizată folosind proprietățile conductoare ale metalului. Metoda principală este metoda de desenare directă, adică firul metalic este tras în mod repetat printr-o matriță pentru a face o fibră cu un diametru de 4-16μm.
(3) Fibră conductivă de negru de fum
Utilizarea proprietăților conductoare ale negrului de fum pentru a face fibre conductoare este o metodă mai veche și comună. Metoda poate fi împărțită în următoarele trei categorii: Imagine
① Metoda de dopaj: după amestecarea negrului de fum și a materialului care formează fibre-, negrul de fum formează o structură de fază continuă în fibră, care dă conductivitatea fibrei. Această metodă utilizează, în general, metoda de filare a miezului compozit cu teacă-, care nu afectează proprietățile fizice inițiale ale fibrei, dar și face ca fibra să fie conductivă.
② Metoda de acoperire: Metoda de acoperire este de a acoperi negru de fum pe suprafața fibrelor obișnuite. Metoda de acoperire poate folosi un liant pentru a lega negrul de fum de suprafața fibrei sau poate înmuia direct suprafața fibrei și o poate lega cu negrul de fum. Dezavantajul acestei metode este că negrul de fum este ușor de desprins, senzația de mână nu este bună, iar negrul de fum nu este ușor de distribuit uniform pe suprafața fibrei.
③ Tratament de carbonizare a fibrei; unele fibre, cum ar fi fibra de poliacrilonitril, fibra de celuloză, fibrele pe bază de smoală- etc., după tratamentul de carbonizare, lanțul principal al fibrei este în principal atomi de carbon, ceea ce face ca fibra să fie conductivă. Cea mai comună metodă este metoda de tratare cu carbonizare la temperatură joasă-fibrei acrilice. imagine
(4) Fibră polimerică conductivă
Materialele polimerice sunt de obicei considerate ca izolatori, dar dezvoltarea cu succes a materialelor conductoare de poliacetilenă în anii 1970 a rupt acest lucru.
mentalitatea tradițională. După aceea, s-au născut succesiv materiale conductoare polimerice, cum ar fi polianilina, polipirolul și politiofenul. Oamenii conduc electricitatea către materialele polimerice.
Cercetarea performanței a devenit, de asemenea, mai extinsă. Există două metode principale de preparare a fibrelor conductoare folosind polimeri conductivi: (1) Metoda de filare directă a materialelor polimerice conductoare (2) Metoda de post-procesare.
Aplicarea fibrei conductoare
Țesăturile conductoare din fibre conductoare au funcții excelente, cum ar fi conductivitatea electrică, conducția căldurii, ecranarea și absorbția undelor electromagnetice etc. și sunt utilizate pe scară largă în plasele conductoare și salopete conductoare în industria electronică și energetică; îmbrăcăminte electrică, suprafețe de încălzire electrică și bandaje electrice de încălzire în industria medicală; aviație, capac de ecranare electromagnetică pentru industria aerospațială și electronică de precizie etc. Fibrele conductoare pot fi utilizate în domenii precum textilele antistatice, textilele anti-radiații electromagnetice, textilele inteligente și textilele militare.
Textile antistatice
Fibra conductivă este o fibră funcțională cu conducție electronică ca mecanism, care elimină electricitatea statică prin conducție electronică și descărcare corona. Deoarece fibra conține electroni liberi, proprietățile sale antistatice nu depind de umiditate; Fibra conductivă Liheng are o durată scurtă de înjumătățire-de sarcină, în orice caz, poate elimina electricitatea statică într-un timp foarte scurt și poate folosi fibre conductoare pentru a preveni generarea de electricitate statică și Riscul are o gamă largă de adaptabilitate la mediu. În funcție de conductivitatea fibrei conductoare și de structura țesăturii, efectul antistatic poate fi obținut prin amestecarea a 0,05% până la 5% din fibra conductivă în fibra generală. Îmbrăcăminte de lucru din fibre conductoare cu efect antistatic, potrivită pentru câmpuri petroliere, procesare petrol, mine de cărbune, industria electronică, industria materialelor fotosensibile și alte ocazii inflamabile și explozive și, de asemenea, potrivite pentru îmbrăcăminte sterilă fără praf-sau materiale speciale de filtrare Așteptați.
Textile anti-radiații electromagnetice
Ecranarea electromagnetică este utilizarea materialelor conductoare cu -rezistivitate scăzută pentru a reflecta și ghida curenții electromagnetici și pentru a genera polarizare curentă și magnetică opusă câmpului magnetic inițial din interiorul materialului conductor, reducând astfel efectul de radiație al câmpului electromagnetic original. Fibrele conductoare folosite ca protecție împotriva radiațiilor electromagnetice necesită rezistivitate foarte scăzută, de obicei doar 10-6 până la 10-2Ω/cm. În ultimii ani, datorită aplicării extinse a echipamentelor electronice și electrice și a echipamentelor de comunicație, interferența radiațiilor electromagnetice a cauzat funcționarea greșită a echipamentului, obstacole de imagine și sunet și vătămare a corpului uman etc., ceea ce a trezit atenția oamenilor asupra dezvoltării materialelor de ecranare electromagnetică. imagine
Folosind proprietățile de ecranare electromagnetică ale fibrelor conductoare, poate fi folosit pentru a face scuturi electromagnetice pentru componente electronice de precizie, aparate de sudură de înaltă{0}}frecvență etc., pentru a realiza pereții și tavanele caselor cu cerințe speciale și acoperiri de pereți care absorb undele radio. În Japonia, fibrele conductoare acoperite cu cupru la suprafață sunt amestecate sau transformate în țesături ne-, care sunt acum utilizate pe scară largă ca materiale de protecție și absorbție a undelor electromagnetice, cum ar fi capacele care absorb undele electromagnetice pentru nave.
Senzor textil
Fibra conductivă flexibilă este realizată din materiale textile pentru senzori bazate pe principiul senzorilor electronici. Are avantajele ușurinței și portabilității și este utilizat pe scară largă în diverse domenii. Senzorii portabili flexibili sunt dedicați în principal pentru detectarea și monitorizarea diferitelor activități umane și au o gamă largă de aplicații în detectarea mișcării, monitorizarea sănătății personale, roboți inteligenți și interacțiunea umană cu computerul-. imagine
Senzorii tradiționali de deformare, cum ar fi cei bazați pe folie metalică și semiconductori, nu pot fi aplicați senzorilor portabili flexibili, deoarece nu au o flexibilitate bună și au o rază mică de detectare (<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.
Textile militare
Viitorul război pentru textilele militare va fi un război informațional în condiții de-înaltă tehnologie. În astfel de războaie, ritmul operațiunilor este rapid, frecvența tranzițiilor ofensive și defensive este rapidă, iar situația de război se schimbă rapid, iar echipamentul de luptă al soldaților tradiționali pare să fie serios înapoiat. Pentru a îmbunătăți capacitățile de luptă cuprinzătoare ale soldaților pe câmpul de luptă modern, este necesar să se îmbunătățească capacitatea soldaților de a obține, procesa și transmite informații, astfel încât înțelegerea soldaților asupra situației câmpului de luptă să poată atinge un nivel mai înalt. Îmbrăcămintea informativă din fibre conductoare îndeplinește acest lucru. O singură cerință. imagine
Majoritatea fibrelor conductoare sunt sensibile la electricitate și căldură. Țesătura țesută din fibre conductoare poate preveni recunoașterea de către echipamentele de imagistică termică și poate fi transformată în îmbrăcăminte de protecție pentru imagini termice pentru soldați individuali. Fibrele conductoare sunt compuse cu substraturi cu dielectrice scăzute, cum ar fi rășina și cauciucul, pentru a face materiale care absorb undele electromagnetice, care pot absorbi undele radar, pot evita urmărirea radarului și pot atinge scopul armelor și echipamentelor ascunse. Uniforma militară-schimbătoare de culoare dezvoltată de Statele Unite este de a adăuga un circuit conductor compus din fibre conductoare țesăturii. Prin controlul temperaturii, cerneala termocromă din uniforma militară este schimbată, astfel încât culoarea uniformei militare se schimbă în funcție de culoarea mediului extern. Un camuflaj reactiv din punct de vedere ecologic.
Alte utilizări ale fibrei conductoare
Alte aplicații Prin selectarea aditivilor conductivi funcționali, pot fi preparate și materiale din fibre cu alte funcții în afară de funcția conductivă, cum ar fi antibacteriene și infraroșu îndepărtat. Compania Mitsubishi din Japonia folosește tehnologia de filare compozită pentru a amesteca particule ceramice conductoare albe de-concentrație mare în miez pentru a face fibra conductivă. În același timp, deoarece particulele ceramice adăugate au caracteristicile conversiei luminii-la-căldurii, după amestecarea acestei fibre cu fibre convenționale într-o cantitate de 10%, temperatura țesăturii poate fi ridicată la 28 de grade sub sursa de lumină. Această fibră nu numai că îl face pe purtător să se simtă cald, dar după spălare cu apă, timpul său de uscare la soare este de 2/3 din cel al fibrei convenționale. Proprietatea de-uscare rapidă este o caracteristică suplimentară a acestei fibre. Deoarece particulele conductoare ale acestei fibre se află în miezul fibrei, procesarea obișnuită, spălarea, vopsirea etc. nu vor afecta conductivitatea fibrei.
