“大显身手”,石墨烯如何成为纺织品与水性涂料行业的一缕光?

材料之友 2023-11-07
2019 字丨阅读本文需 6 分钟

石墨烯作为一种新型的材料,其性能优异主要表现在机械性能、电磁学性能、热学性能与光学性能上。日常中我们接触较多的应属纺织品,如:石墨烯羽绒服、石墨烯的内衣及石墨烯鞋袜等。利用石墨烯的力学、电学、热学和光学性能制备纺织高性能织物并赋予纺织品杀菌、抗静电、防紫外、阻燃等功能。

除了应用在纺织品上,石墨烯材料也用于了涂料之中,尤以水性涂料的发展令人惊喜!据文献记载,目前已知的石墨烯改性之法有:共混法复合改性、原位聚合和溶胶-凝胶技术复合法改性及偶联剂修饰时实行不同的功能改性。

水性石墨烯分散液在涂料中的用途有哪些?

石墨烯水分散液则是一种新型的石墨烯应用形式,将石墨烯从传统的纸张或薄膜形式转化为水溶液形式,便于携带、加工和使用。

石墨烯水分散液在制备和应用过程中需要克服许多困难。首先石墨烯本身容易发生集聚和堆积,导致颗粒变大、分散不均和性能下降。其次,水对石墨烯的表面化学亲和性非常差,加上石墨烯表面本身极度疏水,使得石墨烯难以在水中分散。

目前主要采用的方法是通过物理或化学手段改变石墨烯表面的性质,使其变得亲水或分散性更好。其中物理方法包括超声分散、机械剥离、高能球磨等,化学方法则包括氧化、还原等。

石墨烯水性分散液的使用范围非常广泛,例如在生物医学、电子器件、能源储存等领域都有应用。在生物医学领域中,石墨烯水分散液可以作为药物载体和成像剂;在电子器件中,可以作为高性能导电材料;在能源储存领域中,也可以用于制备高能量密度的储能材料。

石墨烯水性分散液是石墨烯的一种新型应用形式,通过改变石墨烯表面性质,使其能够均匀分散在水中,从而方便携带、加工和使用。其应用前景非常广阔,有望在生物医学、电子器件和能源储存等领域发挥重要作用。

石墨烯近年来被广泛研究和应用于各个领域,特别是在涂料行业,应用更为广泛。石墨烯分散液作为一种新型的涂料添加剂,具有优异的性能,能够加强涂料的性能、延长涂料使用寿命,同时还能够提高涂料的加工效率和原料利用率。因此,石墨烯分散液在涂料行业的产业化应用备受关注。

那么,水性石墨烯分散液在涂料中的用途有哪些呢?

一、提升涂料的透明度和均匀度

石墨烯分散液可以减少涂层中的气泡和颜料颗粒的聚集,从而提高涂料的透明度和均匀度,使涂料更加亮丽、美观。此外,石墨烯分散液还能够提高涂层的覆盖性和涂布均匀度,减少涂料的浪费,提高涂装效率和原料利用率。

二、改善涂料的物理性能

水性石墨烯分散液具有良好的导电性和热导率,在涂料中加入石墨烯分散液可以提高涂料的导电性和热导率,从而改善涂料的物理性能。比如,石墨烯分散液可以增强涂料的耐磨性、耐腐蚀性,同时提高涂料的硬度和强度。

三、提高涂料的防水性能

石墨烯分散液还可以在涂料中形成层层覆盖的薄膜,从而形成一种紊流阻挡层,提高涂料的防水性能。此外,石墨烯分散液还能够形成一种疏水膜,增加涂料的疏水性,提高涂层的耐水性、抗腐蚀性和长期使用寿命。

总的来说,石墨烯水性分散液作为一种新型涂料添加剂,具有广泛的应用前景和潜力,在涂料工业中应用前景十分广阔。今后随着技术不断进步和应用经验的积累,相信石墨烯分散液将会得到更为广泛的应用和推广。

石墨烯如何在纺织领域“大显身手”

随着石墨烯材料的研发与应用的快速发展,石墨烯功能面料的身影也出现在市场中,为传感、储能、可穿戴智慧纺织品的开发提供了理想的材料基础。

那么石墨烯是如何在纺织领域“大显身手”,有哪些功能特性呢?

一、低温远红外性能

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,体现生物质石墨烯的功效,明显的是增强了体温远红外功效,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。

二、抗菌抑菌性能

各类细菌黏附于石墨烯棉丝织物上,石墨烯通过尖锐的边界切割细胞膜,接着超氧离子介导氧化应激,最终导致细菌死亡。同时石墨烯不仅通过接触切割作用对细菌细胞膜进行破坏,还通过大规模直接抽提细胞膜上的磷脂分子,以破坏细胞膜并杀死细菌。石墨烯与细菌作用时表现出优异的抗菌性能,与细胞或生物体作用时只表现出微弱的细胞毒性,说明石墨烯是一种既具有抗菌性又具有良好生物相容性的纳米材料,在生物医用纺织品方面具有很好的应用潜力。

三、防静电防电磁性能

石墨烯的电导率为1×10⁶S/m,是良好的导电材料,石墨烯具有很高的电子迁移率,石墨烯平面内的电子迁移率可达1.5×10⁵cm/(V·s)。所以,将石墨烯添加到纤维内部,会提高纤维材料的防静电性能。石墨烯的加入可降低纤维表面电阻率,将产生的静电荷迅速泄露,同时赋予材料表明一定的润滑性,降低摩擦因数,从而抑制和减少静电荷的产生。

四、抗洗涤、吸湿导湿性能

石墨烯是由碳六元环组成的两维周期蜂窝状点阵结构,它可以翘曲成零维的富勒烯,卷成一维的碳纳米管或者堆垛成三维的石墨。由于其具有二维空间,所以吸水能力特别强。同时,通过将生物质石墨烯添加到母粒中从而达到强大效果,所以能够做到长时间穿着和多次洗涤后,性能依然不会发生衰减。

了解石墨烯面料的诸多优异功能特性后,不难理解为什么石墨烯面料制成的纺织品既有远红外保暖特性,又抗菌抗皱抗静电,同时还韧性十足不易损坏。近年来,石墨烯在纺织领域的应用日益广泛,石墨烯制备高性能纺织纤维、导电织物、亲肤织物、智能纺织品等逐渐成为研究热点和重要课题。

文章来源: 青田新材料,微晶材料科技,煜和科技

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