导电纱线的制备及其在智能可穿戴装置中的应用研究进展

随着电子信息技术的发展和人们对便捷生活的追求,智能柔性可穿戴装置受到越来越多的关注,并取得相关研究成果。在智能可穿戴装置的发展中,柔性导电材料起着至关重要的作用。导电纱线作为最基础的柔性导电纺织材料,广泛应用于智能可穿戴产品中。然而,传统的纺织材料通常是绝缘材料,不能直接形成导电纱线和智能可穿戴产品。本文重点介绍金属基导电纱线、碳基导电纱线、导电聚合物基导电纱线的制备方法以及在可穿戴应变传感器、可穿戴超级电容器、可穿戴电热装置等方面的应用研究进展,客观分析近年来导电纱线亟待解决的问题,主要包括提高导电纱线的导电性、柔性以及环境稳定性等。此外,针对智能可穿戴装置所需的方便性、舒适性、耐洗性、灵敏性,提出进一步优化柔性导电纱线的灵敏性、耐久性以及纺织材料与导电材料的结合方法是可穿戴柔性智能产品的主要发展方向。

导电聚合物基纺织复合材料的应用

导电聚合物基纺织复合材料作为一类独特的高分子基复合材料,结合了导电聚合物的导电性以及纺织材料的柔韧性,在应变传感器中应用广泛。导电聚合物纺织复合材料传感器由于质轻、柔韧性高、易于加工的特点备受关注。常用的导电高分子材料有聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩。综述了聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩基纺织复合材料在传感器中的应用。

导电腈纶纱的导电性及其织物的电热性能研究

探讨导电腈纶纱的导电性及其织物的电热性能。以腈纶长丝与腈纶短纤纱为基材,采用原位聚合法掺杂聚苯胺和化学镀银的方法,制备了聚苯胺改性腈纶长丝和聚苯胺改性腈纶短纤纱。测试分析了过硫酸铵浓度、硝酸银浓度对两种纱导电性的影响,并测试了各自导电织物的电热性能。结果表明:以0.25 mol/L过硫酸铵、10 g/L硝酸银制备的聚苯胺改性腈纶导电长丝导电性和导电均匀性更好。认为:聚苯胺改性腈纶长丝的导电性及其织物的电热性能更好。

包覆纺纱技术发展、现状及存在的问题

探究了包覆纺纱的发展历史,介绍了短纤包短纤、长丝包长丝、长丝包短纤等包覆纺纱技术及现状,基于不同形式包覆纺纱技术,分析并提出了包覆纺纱技术现存的问题。

山羊绒纤维结构与性能研究现状

探究了山羊绒纤维的国内外研究现状,介绍了蛋白质类纤维的结构与性能,对山羊绒纤维结构与性能的研究有了更加充分的认知,有助于更好地利用珍贵的山羊绒资源,为加工高档的山羊绒产品提供理论依据。

防酸碱抗静电防护织物的开发

文中主要分析防水剂整理加涂层整理在织物上的防酸碱原理,通过试验确定最佳工艺条件。比较正反面涂层的优缺点,深入探讨防酸碱防静电面料的整个研究开发过程。结果表明,当防水整理剂浓度为110.0 g/L,交联剂浓度为10.0 g/L,采用染色、防水整理、防静电涂层整理的工艺方法,织物的防酸碱性、抗静电性均能达到国家标准,且耐洗性佳,手感良好。

导电涤棉纱的制备及其织物电加热性能

通过多巴胺对涤棉纱预处理,以葡萄糖为还原剂,将包覆有聚多巴胺层的涤棉纱置于硝酸银溶液中,在涤棉纱表面生成一层连续均匀致密的镀银层,制备了涤棉导电纱。通过扫描电子显微镜(SEM)、超景深三维显微、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热重分析仪(TG)对镀银导电涤棉纱的结构和性能进行了表征。结果表明:在AgNO_(3)摩尔浓度为0.12 mol/L时,化学镀银涤棉纱的电阻为1.72Ω/cm;SEM观察显示纱线表面具有连续的镀银层,XRD分析得到镀银涤棉纱线的特征衍射峰与金属纳米银的衍射峰一致。四探针测试镀银导电涤棉纱作纬纱的平纹机织物的方阻为1.49Ω/□,在施加电压1.5 V时,约50 s后织物的温度达到50.9℃,以镀银导电涤棉纱作为纬纱制备的织物具备良好的电加热性能。

聚苯胺/涤棉导电纱的制备及其性能表征

以涤棉纱为基材、盐酸为掺杂剂、过硫酸铵为氧化剂,采用原位聚合方法制备聚苯胺/涤棉导电纱线。通过扫描电子显微镜、VHX-5000超景深三维显微系统、傅里叶红外光谱仪、热重分析仪、X射线衍射分别对导电纱的结构和性能进行了表征。结果表明:聚苯胺原位聚合涤棉导电纱线的电阻先随着过硫酸铵浓度的增加而减小,在过硫酸铵浓度为0.4 mol/L时,导电纱的电阻达到最低值,为93.5 MΩ/cm,之后纱线电阻又随过硫酸铵浓度的增加而增加;聚苯胺处理对涤棉纱的晶型结构没有明显影响;导电纱初始分解温度低于涤棉纱,最终残炭量基本相同。