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石墨烯纤维—碳纤维制造技术的颠覆者

浏览量:   来源:  作者:辉暖商贸

高性能纤维是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,其中碳纤维技术的发展尤其引人关注。各种有机或生物质纤维可通过碳化形成碳纤维, 其中典型代表是基于聚丙烯腈( PAN ) 纤维碳化之后形成的碳纤维。碳纤维的理论拉伸强度为1 8 0 吉帕, 拉伸模量为1020 吉帕, 目前高强碳纤维( T1000) 的拉伸强度可达7.02 吉帕, 高模碳纤维( M70J ) 的杨氏模量可达690 吉帕, 分别为其理论值的4% 和68% , 与理论值还有较大差距。因此,优化碳纤维的结构性能, 降低生产成本, 减少生产过程中挥发组分排放是人们必须解决的关键问题。

聚丙烯腈的碳产量约在50%-55 %,这使其在许多领域的应用受到限制。因此, 人们逐渐将注意力转向如何实现碳纤维的低成本化。美国橡树岭国家实验室早在2003年就开始探索采用其他生物质纤维或丙烯腈共聚物来优化碳纤维的成本和性能欧盟也将研发重点逐步转移到发展低成本碳纤维上来,这主要源于汽车、轨道交通和电力输送等许多与人们生活密切相关的大宗应用领域需求。

石墨烯纤维—碳纤维制造技术的颠覆者

石墨烯纤维的表面形态

石墨烯纤维则有望改变现有碳纤维的生产方式,并将大幅减少能耗和污染物排放, 显著降低碳纤维的成本。不同于传统碳纤维需优化聚合物纤维的结构和和氧化碳化工艺参数,石墨烯纤维的优势在于直接采用碳纤维构造单元来纺丝, 因而可以根据碳纤维结构和性能的要求选择适量石墨烯配制纺丝原液,从而实现碳纤维结构性能的快速优化。

石墨烯纤维—碳纤维制造技术的颠覆者

实际上, 无论是石墨烯纤维的力学性质, 还是导热导电性质, 归根结底都取决于石墨烯自身结构和纤维微观结构的优化。关键在于优化纺丝条件、石墨烯自身片层结构、以及石墨烯片层之间有效的层间结合。对于宏观石墨烯纤维而言, 微观的片层聚集结构和层间相互作用将主导最终的各项性能。

圣泉集团历时7年研发智造的生物质石墨烯内暖纤维是由生物质石墨烯与各类纤维复合而成的一种多功能纤维新材料,具备超越国际领先水平的能被体温激活的远红外功能,集抗菌抑菌、抗紫外线、防静电等多种功能于一身。

自2008年开始,圣泉集团便开始致力于石墨烯课题的研究,他们定位生物质综合利用为结构调整的主要方向,经过与中科院、山东大学、黑龙江大学等国内高等院校合作,最终运用“基团配位析碳法”新工艺,在全球范围内率先从植物秸秆中得到了石墨烯这颗皇冠上的明珠,并以石墨烯为原材料创造性研发出了石墨烯内暖纤维、内暖绒、内暖烯孔增温助眠新材料等三大系列上百个功能衍生单品,使石墨烯首先在纺织领域得到商业化成功应用,让圣泉集团占领了全球石墨烯生产及应用的新高地。

生物质石墨烯内暖纤维四大功能特性

内暖纤维是生物质石墨烯与粘胶纤维复合而成的粘胶纤维属再生纤维素纤维。它是以天然纤维素为原料,经特殊工序和纺丝工艺而制成。粘胶纤维包含莫代尔纤维、哑光丝、粘纤、人造丝、人造棉(人棉)、人造毛,粘纤具有光滑凉爽、透气、抗静电、染色绚丽等特性。一般来说,我们看到的很多比较光滑凉爽,兼具透气性与良好的抗静电性,染色后很绚丽的衣物,就是使用粘纤面料制作成的。

石墨烯纤维—碳纤维制造技术的颠覆者

1.内暖纤维具有低温远红外,改善微循环的功效

与生物质石墨烯复合后的内暖纤维,强化了粘胶纤维固有的吸湿性、透气性,织品光洁柔软,手感滑爽,不宜褪色的性能;同时,极佳地体现了生物质石墨烯的功效,最明显的是增强了体温产生远红外功效,即在20—35℃低温状态下,对6—14μm波长远红外光吸收率达88%以上。内暖纤维织品强大的体温产生远红外功能有助于加速皮肤表面温度,使毛细血管扩张,改善身体微循环,强化各组织之间的新陈代谢,疏通经络,提高免疫力,达到对人体的保健作用。

2.内暖纤维织品具有抗菌抑菌,持久自洁的功效

内暖纤维强化了生物质石墨烯的抗菌性能,结合其强大的体温产生远红外促进微循环功能,激活了皮肤免疫细胞功能,加强了白细胞和网状内皮细胞的吞噬功能,达到抗菌抑菌的目的,而且其性能在多次洗涤后效果不会衰减。

石墨烯纤维—碳纤维制造技术的颠覆者

3.内暖纤维织品具有吸湿导湿,干爽呵护的功效

内暖纤维织品具有超强的吸湿祛湿、排汗透气特性,可迅速吸收人体皮肤散发的湿气汗液,并快速导入空气中散发,使人的肌肤始终保持干爽状态,更加舒适亲肤,打造皮肤呼吸体验,给身体永久干爽呵护。

4.内暖纤维织品具有抗静电,护肤养肤的功效

内暖纤维可降低表面电阻率,将产生的静电荷迅速泄露,同时赋予材料表面一定的润滑性,降低摩擦系数,从而抑制和减少静电荷的产生,平衡人体体表的正常电位差,防止皮肤瘙痒、色素沉着。

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