石墨烯改性粘胶织物功能性分析
石墨烯掺在纺织面料中的作用
石墨烯掺在纺织面料中的作用石墨烯是一种由碳原子构成的二维材料,具有出色的导电性、导热性和机械性能。
近年来,石墨烯被广泛研究应用于各个领域,其中之一就是纺织面料。
石墨烯掺杂在纺织面料中,可以赋予面料一些特殊的功能和性能,提升纺织品的品质和使用价值。
石墨烯掺杂在纺织面料中可以赋予面料良好的导电性能。
由于石墨烯具有极高的电子迁移率和电导率,将其掺杂在纺织面料中可以形成导电网络,使得纺织品具备导电功能。
这种导电性使得纺织品可以应用于智能服装、医疗电子产品等领域。
例如,智能服装中的导电纺织面料可以实现与电子设备的互联,实现数据传输、体温监测、生理参数检测等功能。
石墨烯掺杂在纺织面料中还可以提升面料的导热性能。
石墨烯具有高热导率,可以有效传导热量。
将石墨烯掺杂在纺织面料中,可以形成导热路径,提高纺织品的导热性能。
这一特性使得纺织品在冬季保暖服装、防火服装等领域具备更好的热保护性能。
此外,在高温环境下,石墨烯掺杂的纺织品还可以有效散热,保持人体的舒适感。
石墨烯掺杂在纺织面料中还可以赋予面料出色的机械性能。
石墨烯具有极高的强度和韧性,可以增强纺织品的抗拉强度和耐磨性。
掺杂石墨烯的纺织品在使用过程中不易磨损和变形,具备更长的使用寿命。
此外,石墨烯还具有优异的耐化学腐蚀性能,可以提高纺织品的耐久性和抗污性。
石墨烯掺杂在纺织面料中还具有一些其他的特殊功能。
例如,石墨烯具有优异的光学特性,可以用于制备纺织品中的光学器件,如光电子显示器、光电子传感器等。
总结起来,石墨烯掺杂在纺织面料中可以赋予面料导电性、导热性和机械性能的改善,提升纺织品的品质和使用价值。
随着石墨烯技术的不断发展和完善,相信石墨烯掺杂的纺织品将在未来得到更广泛的应用。
功能性石墨烯纺织品的应用研究
1 石墨烯纺织品的发展前景
功 能 纺 织 品 包 括 导 电 织 物 、抗 菌 织 物 、导 热 织 物 、紫外线防护织物、远 红 外 发射织物、 阻燃织物、储电织物等拥有一种或多种性能的功 能 纺 织 品 [1]。石墨烯纺织品在保暖、防静电、 防紫外、抗菌 、超强远红外、特殊防护和智能 织物等领域有巨大的应用前景,未来将全面改 变我们的生活。
针 织 和 梭 织 面 料 ,制 备 石 墨 烯 功 能 性 纺 织 品 。 因石墨烯材料具有超强远红外、抗 静电、抗菌 及抗紫外线等优异性能,把石墨烯涤纶长丝与 普通纺织原料有效结合,能使纺织品保持其原 有各项基本性能的同时,具有石墨烯某一种或 者几种独特性质的纺织产品。在梭织面料上可 应用于保暖养肤服饰产品,使时尚与功能相结 合成为大众的消费品,如 :防寒内外衣服饰、 户外抗紫外线服饰,还可应用于防护类防寒服、 抗 菌 服 、防 静 电 服 和 抗 紫 外 线 防 护 服 。在针织 面料上,可以用作抗菌抑菌、 自洁养肤的保暖 衣 、文 胸 、内衣、袜 子 等 ,达 到 舒 适 、轻 薄 、 保暖的效果。石墨烯纤维主要用来做内衣面料, 主要是基于石墨烯纤维的抗菌抑菌和保暖性能。 2 . 2 石墨烯面料的制备工艺及技术
重要运用。2015 年 10 月 , Markets and Markets
发 布 《全 球 石 墨 烯 产 品 、应 用 及 区 域 市 场 : 2020年趋势和展望》报告称:到 2020年全球石 墨烯材 料 市 场 预 计 将 达 2. 7 8 亿 美 元 ,2 0 1 5 耀 2020年年复合增长率达42. 8 % [7]。
石墨烯在聚合物改性中的研究进展
石墨烯在聚合物改性中的研究进展石墨烯是一种由碳原子形成的二维晶格结构,具有独特的电子、热学和力学性质,因此在材料科学领域引起了广泛的关注。
石墨烯在聚合物改性中的研究也取得了一些进展,这对于改善聚合物的性能具有重要的意义。
目前,石墨烯与聚合物的复合材料已经被广泛研究和应用。
石墨烯以其良好的导电性、热导率和机械性能等特点,可以显著改善聚合物的性能。
将石墨烯添加到聚合物中可以提高电导率,因此可以用于制备导电聚合物材料。
石墨烯还可以提高聚合物的力学性能和热稳定性。
石墨烯与聚合物的复合材料可以通过不同的方法制备。
一种常用的方法是将石墨烯分散在聚合物溶液中,并通过溶剂挥发或冷凝方法制备复合膜。
还有一种方法是在聚合物溶胶中添加石墨烯,并通过凝胶化和固化方法制备复合材料。
石墨烯还可以通过高分子交联方法与聚合物进行化学反应,形成化学交联的复合材料。
石墨烯在聚合物改性中的应用已经取得了一些重要的成果。
研究表明,添加适量的石墨烯可以显著提高聚合物的导电性能。
将石墨烯添加到聚合物中可以将导电性能提高几个数量级。
石墨烯还可以显著提高聚合物的力学性能。
研究表明,添加少量的石墨烯可以将聚合物的弯曲模量和抗拉强度提高数倍。
石墨烯还可以提高聚合物的热稳定性和阻燃性能。
研究表明,添加石墨烯可以显著提高聚合物的热分解温度和耐热性能。
目前,石墨烯与聚合物的复合材料已经在电子、光电和生物医学等领域得到了广泛的应用。
石墨烯与聚合物的复合材料可以用于制备柔性电子设备,如柔性电池、柔性传感器和可穿戴设备等。
石墨烯与聚合物的复合材料还可以用于制备光伏电池、光电显示器和光电调制器等光电器件。
石墨烯与聚合物的复合材料还具有良好的生物相容性,可以用于制备生物医学材料,如骨接合材料和人工器官等。
石墨烯在聚合物改性中的研究已经取得了一些进展。
石墨烯可以显著改善聚合物的性能,包括导电性、力学性能和热稳定性等。
石墨烯与聚合物的复合材料在电子、光电和生物医学等领域有着广泛的应用前景。
探析石墨烯的表面改性及其在涂层中的应用
探析石墨烯的表面改性及其在涂层中的应用石墨烯是由一层厚度仅为一个原子的碳原子构成的二维材料。
由于其具有极高的导电性、热传导性、机械强度和化学稳定性,石墨烯有着广泛的应用潜力。
石墨烯的应用受到了其本身表面性质的限制。
为了改善石墨烯的表面性质,需要对其进行表面改性。
表面改性后的石墨烯可以用于涂层材料中,提高涂层的性能和功能。
石墨烯的表面改性主要包括化学修饰和物理修饰两种方法。
化学修饰是通过在石墨烯表面引入化学官能团来改变其表面性质。
常见的化学修饰方法包括氧化、硝化、氯化、磺酸化等。
这些化学修饰可以引入不同的官能团,如羟基、羧基、氯基等,从而改变石墨烯的表面化学性质。
经氧化修饰后的石墨烯表面变得亲水性增强,可以提高涂层的附着力和耐腐蚀性。
物理修饰是通过在石墨烯表面引入微纳米结构来改变其表面形貌和结构。
常见的物理修饰方法包括机械剥离、熔炼、电弧放电等。
这些物理修饰可以在石墨烯表面形成纳米结构,如纳米颗粒、纳米孔等,从而增加石墨烯的表面积和吸附性能。
经物理修饰后的石墨烯表面呈现出多孔结构,可以提高涂层对溶剂和颗粒的吸附能力。
将表面改性后的石墨烯应用于涂层中可以提升涂层的性能和功能。
表面改性后的石墨烯可以作为填料添加到涂层中,用于增加涂层的机械强度、导热性和阻隔性能。
其高导电性和高热传导性可以提高涂层的导电性和导热性,使涂层具有耐高温、防静电、阻燃等功能。
石墨烯表面改性后的亲水性增强,可以提高涂层的附着力和耐腐蚀性。
石墨烯的表面改性还可以通过控制其表面化学性质来实现对涂层中活性物质的选择性吸附和释放。
石墨烯表面引入特定的官能团后,可以吸附和释放特定的物质,从而在涂层中实现对有机溶剂、催化剂、药物等的选择性吸附和释放。
石墨烯在聚合物改性中的研究进展
石墨烯在聚合物改性中的研究进展石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶格结构材料,具有优异的导电性、热导性和机械性能,因此被广泛应用于各种领域。
在聚合物领域,石墨烯的引入可以显著改善聚合物的性能,提高其导电性、热导性和力学性能,因此受到了广泛的关注。
本文将就石墨烯在聚合物改性中的研究进展进行探讨。
一、石墨烯在聚合物中的引入方式石墨烯可以通过物理混合、化学修饰和共混等方式引入到聚合物中,其中物理混合是最为简单的方式,即将石墨烯与聚合物机械混合。
化学修饰是将石墨烯表面进行功能化处理,增强其与聚合物的相容性。
共混是将石墨烯与聚合物在一定条件下共同溶解,形成均匀的混合体系。
不同的引入方式会对聚合物的性能产生不同的影响,因此需要根据具体的应用要求选择合适的引入方式。
二、石墨烯对聚合物性能的影响1.导电性能石墨烯具有优异的热导性能,可以高效传递热量。
在聚合物中引入石墨烯可以提高聚合物的热导性能,改善其对热的传导和散热能力。
这对于一些特殊工程塑料和高性能复合材料的应用具有重要意义。
3.力学性能石墨烯具有优异的力学性能,具有很高的拉伸强度和模量。
在聚合物中引入石墨烯可以显著提高聚合物的强度和刚度,改善其耐热性和耐磨性。
石墨烯的引入可以大大拓展聚合物的应用领域,使其在汽车、航空航天等高端领域得到更广泛的应用。
在石墨烯与聚合物复合材料中,石墨烯与聚合物的相容性是影响材料性能的关键因素。
研究表明,通过对石墨烯进行表面改性处理,可以增强其与聚合物的相容性,提高两者间的相互作用力,从而获得更好的复合材料性能。
石墨烯的表面处理技术对于提高石墨烯与聚合物的相容性具有重要意义。
石墨烯与聚合物复合材料已经在许多领域得到了应用,例如电子器件、导电材料、航空航天材料等。
石墨烯聚合物复合材料在导电材料领域有着广阔的应用前景,可以用于制备柔性电子器件、传感器、导电塑料等产品。
石墨烯聚合物复合材料在汽车和航空航天材料领域也有着巨大的潜力,可以提高材料的轻量化、加工性能和耐热性能。
石墨烯在聚合物改性中的研究进展
石墨烯在聚合物改性中的研究进展一、石墨烯的结构特点石墨烯是由一层层的碳原子按照六角形的结构排列而成,形成了具有二维结构的材料。
石墨烯的晶格结构非常稳定,同时也呈现出了许多独特的性质。
石墨烯具有极高的导电性和热导性,是现有材料中最好的导电材料之一;石墨烯具有超高的拉伸强度和模量,是目前已知的最强硬的材料之一;石墨烯还具有极大的比表面积,对气体、溶液中的分子具有很强的吸附能力。
这些独特的结构特点赋予了石墨烯在聚合物改性中独特的优势和应用价值。
二、聚合物改性的技术手段1. 石墨烯增强聚合物复合材料的制备2. 石墨烯改性聚合物的界面调控石墨烯与聚合物之间的界面相互作用对于复合材料的性能起着至关重要的作用。
研究人员通过对石墨烯进行化学修饰,改善了石墨烯与聚合物的相容性,使其能够更好地与聚合物基体相互作用。
也有研究表明,通过在石墨烯表面引入功能化基团,可以提高石墨烯与聚合物的结合强度和界面附着力,从而有效地提升复合材料的性能。
3. 石墨烯的多功能应用除了作为填料材料外,石墨烯本身也具有多种功能,如光学、电磁、生物等功能。
研究人员还将石墨烯与其他功能性材料相结合,制备出了具有多种功能的石墨烯复合材料,如石墨烯纳米复合薄膜、石墨烯导电材料、石墨烯生物医用材料等。
这些多功能复合材料在光电子器件、生物医学领域等方面都具有广阔的应用前景。
四、研究现状及展望目前,石墨烯在聚合物改性领域的研究已经取得了许多重要的成果,但也面临着一些挑战。
石墨烯的制备和处理技术仍然比较复杂和昂贵,需要进一步降低成本,提高产量;石墨烯与聚合物的界面相容性和相互作用机制还不够清晰,需要进一步深入研究;石墨烯在复合材料中的应用还存在一些问题,如在工程应用中的大规模制备、稳定性和耐久性等方面需要进一步完善。
展望未来,随着石墨烯在聚合物改性中的研究逐渐深入,相信石墨烯基聚合物复合材料将会得到进一步的发展和应用。
未来的研究方向主要包括:石墨烯的大规模制备技术、石墨烯与聚合物的界面调控技术、石墨烯复合材料的性能优化等方面。
石墨烯改性再生纤维素纤维制备及特性表征
成都纺织高等专科学校学报Journal of Chengdu Textile College第 24 卷第 4 期(总第 126 期)2017 年 10 月V". 24,N〇.4(Sum 126)石墨烯改性再生纤维素纤维制备及特性表征王双成,韩素青,吕冬生,唐地源(济南圣泉集团股份有限公司,山东济南250204)摘要:石墨婦改性再生纤维素纤维是基于石墨婦对粘胶纤维改性而得到的具有优良性能的功能纤维。
采用粘胶纺丝原液为基体,将石墨婦分散液均匀地掺杂到经磺化、溶解而成的纤维 素黄酸酯溶液中,通过机械搅拌,使两者充分混合,再经湿法纺丝工艺纺制成丝。
测试分析表明,石墨婦能均勾稳定地分散于粘胶纺丝液中,石墨婦的加入赋予再生纤维素纤维优良的远红外、抗 菌抑菌、抗静电、防紫外等功能,提高了再生纤维素纤维的附加值,使其更具广阔应用前景。
关键词:石墨婦再生纤维素纤维湿法纺丝功能纤维中图分类号:TS102. 51+1文献标志码:A〇前言再生纤维素纤维是以纤维素为原料,经化学方 法制成的,具有纤维素I I结构的化学纤维[1-2]。
制 备再生纤维素纤维的原料来源广泛,价格低廉,并 且可再生、易降解、对环境污染少。
随着经济高度 发展,社会不断进步,人们在消费纺织品过程中更加注重环保与功能化,因此,对再生纤维素纤维的利用价值上进行了重新认识与发掘。
石墨烯是单原子厚度的二维晶体新型碳纳米材料,其光、热、电、磁、力等物理性能突出[3_4],在 能源环境[5]、电子器件[6]、军工[7]&领域得到大量应用,广受国内外的关注。
此外,石墨烯还具有独特的远红外、快速温升等功能,可以作为微纳米填充料改性化学纤维,使化学纤维具有抗菌抑菌[8]、抗静电[@]、抗紫外线[10]等功能,提高化学纤维的差 别化率,符合当今纺织面料流行趋势,提升了化学纤维的附加值。
本文中,将生物质石墨烯与粘胶纺丝液进行均 匀掺杂混合,经湿法纺丝,制备出石墨烯改性再生纤维素纤维,并对其服用性能及功能进行测试分析。
石墨烯在聚合物改性中的研究进展
石墨烯在聚合物改性中的研究进展
为了实现石墨烯与聚合物的有效复合,石墨烯的表面处理就非常重要。
传统的氧化石
墨烯(GO)处理方法效果有限,因为氧化还原反应带来的劣化和缺陷降低了石墨烯的电学
和力学性能。
而近年来,石墨烯的纳米处理(如化学修饰、高温处理、等离子体处理)可
以有效地消除有机污染物和有机功能基团,使得石墨烯与聚合物的复合效果更加理想。
石墨烯基复合材料已经在聚合物改性领域上取得了很大的进展。
常用的石墨烯基复合
材料包括石墨烯/聚合物复合材料、石墨烯/聚合物纳米复合材料和石墨烯气凝胶/聚合物
复合材料。
石墨烯/聚合物复合材料是指通过石墨烯与聚合物的物理混合,实现石墨烯与聚合物
的复合的材料。
通过该方法可以提高纳米材料的填充率,增强石墨烯的链间距离,从而改
善聚合物的力学性能。
石墨烯气凝胶/聚合物复合材料则是通过半透明石墨烯气凝胶和聚合物的复合制得的
材料。
该气凝胶制备技术便于控制石墨烯的粘合强度,并能避免石墨烯的吸附放散和凝集。
这样,得到的聚合物复合材料具有高度分散性和内聚性。
石墨烯在聚合物改性中的研究进展
石墨烯在聚合物改性中的研究进展石墨烯由于其出色的结构和性能,在聚合物改性方面具有广泛的应用前景。
本文主要讨论了石墨烯在聚合物改性中的研究进展和应用前景。
研究方法和进展石墨烯在聚合物中的应用主要包括两种改性方法:一种是将石墨烯与聚合物材料共混,另一种是采用化学修饰法将石墨烯与聚合物结合。
共混法是一种简单有效的方法,其具体过程是将石墨烯和聚合物按比例混合并加热混合,使其充分融合。
但这种方法容易在混合过程中导致石墨烯聚集,难以实现石墨烯与聚合物的良好分散。
因此,化学修饰法成为石墨烯在聚合物改性中的首选方法。
化学修饰法利用石墨烯的化学反应性,在石墨烯表面引入不同化学官能团,使其能与聚合物表面发生相互作用,从而实现石墨烯与聚合物的紧密结合。
常用的化学修饰方法包括氧化、还原、氨基化、烷基化等。
2. 石墨烯在聚合物中的应用领域石墨烯在聚合物改性中具有广泛的应用领域,包括:高分子复合材料、聚合物基纳米复合材料、高分子电解质等。
高分子复合材料是一种将石墨烯与聚合物混合制备的新型材料。
石墨烯在高分子复合材料中的应用可增强其导电性、机械性能、抗氧化性能等,从而扩展了高分子材料的应用范围。
聚合物基纳米复合材料是一种在聚合物中嵌入纳米级别的石墨烯颗粒,从而增强其力学性能、导电性能等。
这种材料常用于制备柔性电池、超级电容器、传感器等领域。
高分子电解质是一种应用广泛的电池组件,其应用范围包括锂离子电池、超级电容器等。
石墨烯在高分子电解质中的应用,可以增强其传导性能和电化学稳定性,减少电池内部的损耗和电化学冲突。
石墨烯具有超强的机械强度、导电性和热导率,因此在聚合物领域的应用前景非常广阔。
未来的研究重点将集中在以下几个方面:一是研究石墨烯与其他材料的复合效果,寻找更好的配比和处理工艺,从而实现更好的功能材料的制备。
二是继续研究和开发石墨烯的便携制备和加工方法,研究能够提高成品的制备效率和使用寿命的方法。
三是开展石墨烯在多功能聚合物电解质和封装材料中的运用,以延长电池的使用寿命和提供更高效的电子封装解决方案。
石墨烯面料的多功能性
石墨烯面料的多功能性(2018-10-20 09:49:44)转载▼随着时代的进步,人们穿着的服装也不仅仅只需求舒适与美观,更多的注重一些具有特殊功能的服装。
例如透气排汗性好的运动服装,特殊防火材料制成的防火服装,防静电服装,还有抗菌防臭服装、防螨虫服装等等。
不同功能的服装适应了在这个高速发展的社会形势下各种不同的需要。
从功能性需求来看,抗静电、抗皱、抗菌的功能性面料位居前三位,然而没有一种材料的纺织品可以把这多种功能性最大程度的结合起来,石墨烯纺织品具有低温远红外、吸湿透气、抗菌抑菌、防静电防电磁、防紫外线、自发热等多功能特性,对提升纺织工业创新能力和推动高附加值产品开发具有重大意义和市场价值。
石墨烯服饰的功能包含以下几点于一身:1、低温远红外性能按照GB/T30127-2013 纺织品远红外性能的检测和评价测试结果:常温下石墨烯各类织物的法向发射率大于89%远红外辐射升温达1.6-3,明显高于对照样。
石墨烯棉丝属于常温光热转换远红外高辐射材料,光热转换率高,无需热源,具有可吸收环境热量以远红外能量形式输出的特点。
人体既能向外辐射远红外,又能吸收远红外辐射。
人体组织所拥有的热点振动频率和回转周波对应的波长大部分在3um~6um波段。
根据匹配吸收波长相对应时,物体分子共振吸收。
石墨烯棉丝发射的4um~14um波段远红外振动频率与人体组织中相同振动数的水分子相遇,引起共鸣共振作用,进而深入皮下组织,使生物体中偶极子和自由电荷在电磁场作用下发生排序振动,造成分子、原子的无规则运动加剧,产生热反应,使皮下组织升温,进而改善微循环,加强了细胞的再生能力,提高了免疫细胞的吞噬功能,促进生物体的代谢及生长发育,达到对人体的保健作用。
2、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),比目前最好的硅材料的电子迁移率高100倍。
石墨烯在聚合物改性中的研究进展
石墨烯在聚合物改性中的研究进展石墨烯是由碳原子以sp2杂化构成的二维平面晶体结构,具有高的导电性、热导率和机械性能,因此在聚合物改性中具有广泛的应用前景。
石墨烯可以通过与聚合物基体的物理混合、化学修饰或直接合成等方式引入聚合物中,从而实现对聚合物性能的调控、增强,扩展了聚合物的应用领域。
一种常见的方法是将石墨烯与聚合物基体进行物理混合。
石墨烯具有高的比表面积和亲水性,能够与聚合物基体形成均匀分散的复合材料。
石墨烯可以通过机械剥离、液相剥离、化学剥离等方法制备成片状、纳米片状、纳米带状等不同形态的石墨烯,并与聚合物基体进行物理混合。
石墨烯可以增加聚合物的导电性和热导率,从而提高聚合物的导电与导热性能。
石墨烯与聚合物EPS形成的复合材料在导电性、抗静电性、电磁屏蔽性等方面具有优异性能。
石墨烯还可以改善聚合物的力学性能。
由于石墨烯具有纳米级结构和高的比表面积,能够增加聚合物的界面相互作用,提高复合材料的强度、刚度和断裂韧性。
另一种方法是通过化学修饰的方式将石墨烯引入聚合物中。
石墨烯的表面含有大量的羟基、羰基等官能团,可与聚合物基体发生化学反应。
通过改变官能团的类型和含量,可以实现对石墨烯与聚合物基体之间相互作用的调控。
通过在石墨烯表面修饰含有活性基团的分子,使石墨烯与聚合物基体之间形成共价键,增强它们之间的相互作用。
石墨烯化学修饰后的复合材料具有更好的分散性、界面结合性和光学性能。
石墨烯还可以通过与功能化聚合物共混形成复合材料,从而实现对聚合物的功能化改性。
通过与石墨烯共混的聚合物复合材料可以实现对气体分离、光催化、荧光传感等性能的调控。
还可以通过直接合成方法将石墨烯引入聚合物中。
直接合成的方法包括化学气相沉积、电化学合成、热解法等。
通过直接合成可以获得高度纯净、大面积的石墨烯,从而提高复合材料的性能。
在聚合物基体表面制备石墨烯纳米复合薄膜,可以增强聚合物的光学透明性、机械强度和耐磨性。
石墨烯在聚合物改性中的研究进展表明,通过不同的引入方式可以实现对聚合物性能的调控和增强。
【精品文章】一文了解石墨烯表面功能化改性
一文了解石墨烯表面功能化改性
石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,是目前科学领域的研究热点之一。
单一组分的石墨烯材料本身存在一定的局限,如电化学活性较弱,容易发生团聚,不易加工成型等,极大地限制了石墨烯的应用。
因此,石墨烯表面功能化改性对拓展其应用就显得至关重要。
一、石墨烯结构性质
石墨烯具有平面六边形点阵结构,内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以sp2杂化轨道成键,并有如下的特点:碳原子有4个价电子,其中3个电子生成sp2键,即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子,近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成π键,新形成的π键呈半填满状态。
图1 石墨烯结构示意图
石墨烯特殊的结构赋予了其卓越的电学、力学、光学和热学等物理性质。
石墨烯具有量子霍尔效应、隧穿效应、双极性电场效应和高热导率,电子在石墨烯内传递时不易产生散射,室温下最大迁移率可达到
2×105cm2/(V•s);理想石墨烯电导率可达1×106S/cm以上;石墨烯的杨氏模量可达到1100 GPa,对可见光有97.7%的透过率,比表面积可达2630 m2/g。
石墨烯氧化后产物称为氧化石墨烯,与石墨烯相比,氧化石墨烯的元素组成并不固定。
研究者认为氧化石墨烯存在羟基(-OH)、环氧基[-C(O)C-]、羰基(-C=O)、羧基(-COOH)、酯基(-COO-)等含氧官能团。
含。
探析石墨烯的表面改性及其在涂层中的应用
探析石墨烯的表面改性及其在涂层中的应用【摘要】石墨烯是一种具有优异导电、高强度和超薄结构的二维材料,自其发现以来,一直备受关注。
本文探讨了石墨烯表面改性在涂层中的应用。
通过实现石墨烯表面改性,可以增强其与其他物质的相容性和粘附性,提高涂层的耐久性和性能。
石墨烯在涂层中的应用优势主要包括其高导电性和强度优势,可以应用于防腐涂料和导电涂料中。
石墨烯改性涂层的性能优化也是当前研究重点之一。
结合石墨烯的特性和优势,预计石墨烯在涂层领域有广阔的应用前景,为涂层提供了新的可能性。
石墨烯的发现和表面改性对涂层领域带来了重要的突破,为未来涂料技术的发展开辟了新的研究方向。
【关键词】石墨烯, 表面改性, 涂层, 应用, 优势, 性能优化, 防腐涂料, 导电涂料, 可能性, 应用前景1. 引言1.1 石墨烯的发现与特性石墨烯是由石墨经过化学还原、机械剥离等方法获得的一种二维晶体材料,是由一个原子层组成的二维晶体材料。
石墨烯具有很多优异的特性,比如高导热性、高机械强度、高光学透明度等,是一种具有广泛应用前景的新型材料。
石墨烯的发现可以追溯到2004年,由英国曼彻斯特大学两位科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫首次成功分离出石墨烯,从而引发了全球范围内对石墨烯研究的热潮。
石墨烯具有很高的电子迁移率和热传导率,使其成为理想的导电材料和热导材料。
石墨烯还具有出色的力学性能,比如高弹性模量和强度,使其在纳米材料领域具有广泛的应用前景。
石墨烯的发现为材料科学和技术领域带来了新的突破,为石墨烯在涂层领域的应用提供了强有力的支撑。
1.2 对石墨烯表面改性的重要性石墨烯表面改性的重要性主要体现在以下几个方面:改性可以增加石墨烯与其他物质的相互作用力,提高其在复合材料中的分散性和增强性能;改性可以使石墨烯具有更多的功能化官能团,拓展其在不同领域的应用,如生物医药、传感器等;通过表面改性可以提高石墨烯的稳定性和耐久性,使其更加适合工业化生产和应用。
石墨烯改性纺织品研究进展
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性蚕丝,与单独喂养桑叶的普通蚕丝对比,导热性能
108
行熔融纺丝,经拉伸假捻变形后制得 830t
ex/48 根
的石墨烯改性异性涤纶低弹丝.改性后的涤纶长丝
具有良好的远红外和抑菌效果,对金黄色葡萄球菌、
大肠杆菌和 白 色 念 珠 菌 的 抑 菌 率 均 保 持 在 97% 以
念珠菌的抑菌率均 ≥99% ,表现出良好的抗菌性能;
在保温透气测试中,由 于 改 性 后 的 涤 纶 短 纤 维 呈 中
空结构,开松后制 得 短 纤 维 被,进 行 保 温 透 气 测 试,
其保温率为 91.
23% ,高于鸭绒被的 89.
功能复合材料石墨烯改性
(二)
pH Sensitive Graphene- Polymer Nanocomposites
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Synthesis of pH Sensitive Pyrene- Polymer Composites viaπ- π Stacking Interactions for the Self-Assembly of Functionalized Graphene into Layered Structures
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(a) A TEM image of exfoliated GO
(b) a magnifiedTEM image showing the edge of GO
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(c) a TEM image of GO/PDMAEMA nanocomposite after stained by OsO4
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氧化石墨烯
三、石墨烯材料的应用及展望
Dikin等制成了无支撑氧化石墨烯纸状材料。氧化石墨烯片是以一种接近平行的方式相互连接或瓦片式连接在一起形成的,拉伸试验表明氧化石墨烯纸具有较高的拉伸模量和断裂强度,其平均模量为32 GPa,性能与用类似方法制备的碳纳米管布基纸相当。
第16页/共21页
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二、石墨烯的改性(一)
Exfoliated GraphiteOxie Decorated by PDMAEMA Chains(聚甲基丙烯酸N,N-二甲氧基乙酯)and Polymer Particle
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The Modification of processing :
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探析石墨烯的表面改性及其在涂层中的应用
探析石墨烯的表面改性及其在涂层中的应用石墨烯是由碳原子构成的二维晶体材料,其具有独特的物理和化学性质,因此在科学研究和工业应用中引起了广泛的关注。
石墨烯的表面改性是指通过对石墨烯表面进行化学修饰或物理处理,改变其表面性质和功能。
石墨烯的表面改性主要包括化学修饰和物理处理两种方法。
化学修饰是利用化学反应将分子或原子与石墨烯表面进行连接或覆盖,改变其表面性质和功能。
常用的化学修饰方法有氧化、还原、硝化等。
通过氧化可以在石墨烯表面引入羟基或羧基,使其具有良好的亲水性,从而提高石墨烯在涂层材料中的分散性和润湿性。
化学修饰还可以引入活性基团,使石墨烯具有更多的官能团,进而与其他物质发生化学反应,实现多种功能的引入。
物理处理是通过物理手段改变石墨烯表面的形貌和结构,从而改变其表面性质和功能。
常用的物理处理方法有热处理、等离子体处理等。
通过高温热处理可以使石墨烯表面形成缺陷和杂质,从而增加石墨烯的化学反应活性和催化性能。
等离子体处理可以在石墨烯表面引入氨基、羟基等官能团,增加其在涂层中的粘附性和耐久性。
石墨烯的表面改性在涂层中具有广泛的应用前景。
石墨烯具有极高的比表面积和导电性,可以增加涂层的阻隔性能和导电性能。
石墨烯具有优异的机械性能和化学稳定性,可以提高涂层的硬度和耐腐蚀性。
石墨烯还具有良好的光学性质和热导性能,可以改善涂层的透明性和导热性能。
石墨烯在涂层中的应用主要涉及领域包括电子器件、太阳能电池、防腐涂料等。
石墨烯可以作为电子器件的导电层,提高电子器件的导电性能和稳定性。
石墨烯可以作为太阳能电池的透明导电层,提高太阳能电池的能量转化效率。
石墨烯还可以用于制备具有优异防腐性能的涂料,提高金属材料的耐腐蚀性和保护性。
石墨烯的表面改性可以通过化学修饰和物理处理两种方法实现,其在涂层材料中具有广泛的应用潜力。
随着对石墨烯材料性质的深入研究和技术的不断突破,石墨烯涂层材料将会有更广泛的应用前景。
石墨烯改性环氧树脂胶黏剂的制备及其力学性能研究
epoxy resin adhesives with graphene nanoplatelets ( GNP) of different contents (0 25% ꎬ 0 5% and 0 75% ) . The single lap
joints was prepared by unmodified and modified epoxy resin adhesivesꎬ and the tensile shear properties of the epoxy adhesive
塑料工业
CHINA PLASTICS INDUSTRY
46
树脂改性
与 合 金
第 47 卷第 10 期
2019 年 10 月
石墨烯改性环氧树脂胶黏剂的制备及其力学
性能研究 ∗
虞晶燕ꎬ 贾哲敏 ∗∗ ꎬ 冯小平
( 江南大学环境与土木工程学院ꎬ 江苏 无锡 214122)
摘要: 以不同含量 (0 25% ꎬ 0 5% 及 0 75% ) 的石墨烯纳米片 ( GNP) 改性环氧树脂胶黏剂ꎬ 分别通过未改性
中提出的以掺入石墨烯纳米片来提高环氧树脂胶黏剂的力学性能为实际的工程应用提供了很好的参考ꎮ
关键词: 石墨烯纳米片ꎻ 环氧树脂胶黏剂ꎻ 力学性能
doi: 10 3969 / j issn 1005-5770 2019 10 011
中图分类号: TQ323 5 文献标识码: A 文章编号: 1005-5770 (2019) 10-0046-05
橡胶类弹性体、 热塑性树脂或无机纳米粒子等来改善
环氧树脂胶黏剂的性能 [6-10] ꎮ 但同时也存在着许多问
∗ 国家青年科学基金项目 (51808261) ∗∗ 通信作者 jiazhemin@ jiangnan edu cn
功能石墨烯改性水性聚氨酯及其性能
功能石墨烯改性水性聚氨酯及其性能侯彦敏;吴明华;余德游;鲍进跃【摘要】以石墨为原料,经氧化、异佛尔酮二异氰酸酯改性和水合肼还原,制备功能石墨烯(FG),并将其与水性聚氨酯(WPU)乳液混合,制备FG/WPU复合涂层胶,实现FG改性WPU的目的.采用红外、有机元素分析和XRD等测试分析表征FG的结构,考察FG的分散性,研究FG用量对胶膜的导电性能、疏水性和力学性能的影响,测定胶膜的热稳定性.结果表明:FG在二甲基酰胺(DMF)和WPU中具有良好的分散性;随着FG用量的增加,胶膜的表面电阻率逐渐降低,水接触角逐渐增加,拉伸强度增加,断裂伸长率降低.经FG改性后,WPU的热稳定性得到提高.研究表明,FG改性WPU 可提高胶膜的导电性、疏水性,使其兼具良好性能.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2015(036)010【总页数】6页(P80-85)【关键词】功能石墨烯;水性聚氨酯;导电性;疏水性【作者】侯彦敏;吴明华;余德游;鲍进跃【作者单位】浙江理工大学先进纺织与制备技术教育部重点实验室,浙江杭州310018;浙江理工大学先进纺织与制备技术教育部重点实验室,浙江杭州 310018;浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心,浙江杭州310018;浙江理工大学先进纺织与制备技术教育部重点实验室,浙江杭州 310018;浙江浪莎内衣有限公司,浙江义乌322000【正文语种】中文【中图分类】TQ323.8水性聚氨酯(WPU)是以水为分散介质的聚氨酯乳液,具有安全环保、机械性能好、易改性等优点,广泛应用于皮革、织物、医学纺织品等领域[1-3]。
水性聚氨酯作为织物涂层整理剂,能够赋予织物良好的弹性、手感和表面柔滑等性能,但是水性聚氨酯仍存在一些问题,如导电性、耐热性和力学性差等[4],因而限制了其在功能涂层整理上进一步应用。
目前,常见的抗静电聚氨酯涂层胶主要是通过将聚氨酯与具有亲水性的抗静电功能成分进行共聚或接枝[5-7]方法制备而成,涂层织物导电性得到改善,但其疏水性受到不同程度的损失。
石墨烯在聚合物改性中的研究进展
石墨烯在聚合物改性中的研究进展石墨烯是一种由碳原子组成的二维材料,具有出色的导电性、热导性和机械性能,被广泛应用于诸多领域。
在聚合物改性中,石墨烯以其独特的性质对聚合物的性能进行改善。
对于增强剂的使用,石墨烯的高比表面积和独特的结构使得其与聚合物之间形成了良好的相互作用,能够有效地提高聚合物的力学强度、导电性和热导性。
石墨烯增强的聚合物复合材料在航空航天、汽车制造和电子器件等领域具有广泛的应用前景。
研究发现,适当控制石墨烯的添加量和分散度可以获得最佳的增强效果。
将石墨烯与其他纳米填料如碳纳米管和金属氧化物纳米颗粒结合使用,能够显著改善聚合物的性能。
针对石墨烯的表面修饰及与聚合物的共混,可以进一步提高复合材料的性能。
石墨烯的表面修饰包括化学修饰和物理修饰两种形式。
化学修饰主要通过在石墨烯表面引入各种官能团,如羟基、羧基和酰基等,以增强其与聚合物的相容性和分散性。
物理修饰则是通过等离子体处理、溶致剂法或表面修饰剂的加入,改变石墨烯的形貌和表面性质。
还可以将石墨烯与聚合物进行共聚或交联反应,以实现更好的相容性和界面结合。
聚合物改性中石墨烯的加入不仅可以提高聚合物的力学性能,还能够显著改善其导电性和热导性。
研究表明,石墨烯与聚合物复合材料的导电性能与其导电路径的形成有关,而石墨烯的高导电性和二维结构使其成为理想的导电路径。
石墨烯的高热导性和二维结构也能够显著提高聚合物的热导性能,有助于聚合物在高温环境下的稳定性和传热性能。
石墨烯在聚合物改性中具有广阔的应用前景。
研究表明,通过控制石墨烯的添加量、分散度和表面修饰等参数,可以有效提高聚合物的力学性能、导电性能和热导性能。
目前仍存在一些挑战,如如何实现石墨烯的大规模合成和控制复合材料的成本等问题,需要进一步的研究和探索。
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Fu nc t i o na l An a l y s i s o f Gr a p he n e Mo d i f i e d Vi s c o s e Fa b r i c
AO 3 6 B型 开 棉 机
一A0 9 2 A 型 棉 箱 给 棉 机 — +A0 7 6 C型 成 卷 机
作者简介 : 王双成( 1 9 8 0 一 ) , 男, _ [ 程 师, s c wa n g 1 9 1 2 @1 2 6 . c o i n 收 稿 日期 : 2 0 1 7 0 6 — 3 0
AO O 2 D 型
因 为短 绒 多 , 并条、 粗 纱 定 量 太小 会 影 响抱 合 力 , 因此定 量一 定要 适 当 ; 细纱 纺纱 通道 、 纺 纱配件 严 格 要求 , 并 且适 当降低 速度 ; 络 筒工序 采 用纤维 素 纤 维 专用捻 接腔 , 对纱 线进 行上 蜡处 理 , 以减少 纱 线 在 织造过 程 中与零 部件 的磨 损 。
Ab s t r ac t Fu nc t i ons of g r ap he ne mo di f i e d v i s c os e f a br i c we r e a n a l y z e d. Gr a ph e ne m od i f i e d vi s c os e y a r n wa s
WANG Shu an gc he ng SUN Ju nk e YUAN Ya na n LYU Do ng s he n g T ANG Di y u an
( J i n a n S h e n g q u a n Gr o u p S h a r e Ho l d i n g C o . , I t d ., S h a n d o n g J i n a n, 2 5 0 2 0 4 )
pe r me a bi l i t y a r e i m pr o ve d .A t t h e s a me t i me t he f a br i c ha s b e t t e r a nt i b a c t e r i a l pr op e r t y a nd s e c ur i t y .I t i s c ons i d — e r e d t ha t gr a ph e me mo di f i e d v i s c os e f ab r i c h as b e t t e r f u nc t i o na l i t y. Ke y W or ds Gr a p he ne, M od i f i e d Vi s c os e Fa b r i c, Fa r — i n f r a r e d Ra y, An t i b a c t e r i a l Pr op e r t y, An t i s t a t i c Pr o pe r — t y, Ul t r a vi ol e t Re s i s t a nt Pr o pe r t y, Ai r Per me a bi l i t y
摘要 : 分析石墨烯 改性 粘胶 织物 的功能性 。采用石墨烯含 量为 2 . 5 的石 墨烯改性粘胶 纤维纺制 了石
墨 烯 改 性 粘胶 纱 , 并 开发 出了 4种 针 织 物 , 对 其 远 红 外性 能 、 防静 电 性 能 、 防紫外线性 能、 抗 茵抑 茵性、 吸 湿 速 干
一
—
F A2 0 1 B 型 梳棉 机 一
F A4 5 8 A型 粗纱 机一
F A3 2 0 A 型 并 条 机
F A5 0 6型细 纱 机 一
Au t o c o n e r 3 3 8型 络 筒 机 ( 配 US T E R QUAN—
TUM 2型 电子清 纱器 ) 。 纺纱 工艺关 键 技术 : 因石 墨烯 的添 加 , 石 墨烯 改性 粘胶 纤维 原料 干燥快 、 可 纺性 差 , 需 对原 料进 行适 当加 湿预 处理 ; 石墨 烯改 性粘胶 纤 维韧性 差 ,
性 能、 保温率 、 透 气 性 和 安 全 性 进 行 了测 试 , 并 与 同规 格 的 普 通 粘 胶 针 织 物 进 行 了对 比 。试 验 结 果 表 明 : 与 普 通
粘胶 针 织 物相 比 , 石 墨 烯 改性 粘胶 织物 远 红 外 辐射 温 升提 高 , 静 电 半 衰期 下 降 , 紫 外 线 防 护 系数 UPF 值 提 高 , 保
a n d c o n t r a s t e d wi t h s a me s p e c i f i c a t i o n c o m mo n v i s c o s e k n i t t e d f a b r i c . Th e t e s t r e s u l t s s h o w t h a t c o mp a r e d wi t h
e r t y , a b s o r b i n g mo i s t u r e  ̄ > q u i c k — d r y p r o p e r t y, h e a t r e t a i n i n g p r o p e r t y , a i r p e r me a b i l i t y a n d s e c u r i t y we r e t e s t e d
c o m mo n v i s c os e kni t t e d f a br i c,f a r - i n f r a r e d r a di a t i on t e m pe r a t u r e r i s i ng p r o pe r t y of gr a ph e ne m odi f i e d v i s c os e
r i c we r e d e ve l o pe d .The f ar i nf r ar e d pr op e r t y, a nt i s t a t i c pr o pe r t y, u l t r a vi o l e t r e s i s t a nt pr op e r t y, a n t i b a c t e r i a l pr op —
随着 生 活水 平 的 提 高 和生 活质 量 的改 善 , 人
们对 服饰 用原 料 面 料 的 舒适 性 、 款式 及 外 观 风 格 等都 有 了较高 的要 求 。 因石 墨烯 具有 良好 的物 理 化 学性 能 , 其在 纺织 品 中 的应 用 逐渐 广泛 , 以下 就
其 相关 产 品 的服用 性 能与功 能性 进行 测试 分析 。
松度 。
染 整加 工工 艺。前处 理 : 生 物 煮炼 酶 P H一
为进 一 步研究 石 墨烯 改性粘胶 纤 维及 纺织 品
7 7 E Z 1 . 2 , 高 效 渗 透 剂 NVC 0 . 5 、 7 5℃ ×
5 0 S , 去油 剂 OP A 1 . 5 。采 用温 和纯 碱煮 炼 酶 ,
s p u n b y u s i n g g r a p h e n e mo d i f i e d v i s c o s e f i b e r wi t h t h e g r a p h e n e c o n t e n t o f 2 . 5 . An d f o u r k i n d s o f k n i t t e d f a b —
幅验布 机 开幅平 卷 以减轻 中央痕 的形 成 。
剂 AR, 其透 气性 、 吸湿速 干 效果 均 能 达 到 国外 先 进 国家 标准 , 能够 充分 发挥 出织 物 的特殊 功能 。 此外, 烘 干采 用振 荡式 烘干 , 避免 带压力 的轧 辊式 设 备影 响织 物 的透 气性 , 同 时提 高 坯 布 的 蓬
棉 垢僻 笈 术
【6 8】
Oot t on Tex t i l e Te ch n ol og y
第 4 5卷 第 u 期 2 0 1 7年 1 1月
石 墨烯 改性 粘 胶 织物 功 能性 分 析
王 双 成 孙 俊 科 苑 亚 楠 吕 冬 生 唐 地 源
( 济 南 圣 泉 集 团股 份 有 限 公 司 , 山东济南 , 2 5 0 2 0 4 )
第4 5卷 第 1 1 期 2 0 1 7年 1 1 月
棉 蝠 织 琏
C o t t o n T e x t i l e T e c h n o l o g y 【6 9】
1 . 2 石 墨烯 改性 粘胶 纤维 织物 选择 9 . 7 t e x石 墨 烯 改 性 粘 胶 纱 , 石 墨 烯 含
l 产 品 制 备
1 . 1 石墨 烯 改性粘 胶 纤维纱 线
纺纱 工 艺 流程 : 和毛 机 ( 三混 ) 一 抓 棉机— AO 0 6 B型混棉 机一
—
发脆 , 纺 纱 过 程 中容 易损 伤 , 造成短绒多, 所 以各 部速 度 需适 当降 低 ; 并条 、 粗纱L ( 进 口) , 9 0℃ ×5 S 。柔 软 : 非离 子 柔 软剂 AR 5 g / L( 进 口) 。采 用 进 口亲水 性 柔 软
量为 2 . 5 。石 墨烯 改性 粘胶 纱 需 要 上蜡 以提 高 针 织 纱 质量 , 降低 针 织 断 头 , 提 高 织造 性 能 ; 注意 调 节钢 锁 导纱器 的角度 , 防 止织 物返 丝 ; 织 布 时要 采 用不 卷绕 的直 落式 生 产 , 且 落 布后 要 尽 快 用 开
的功 能 特性及 应 用 领 域 , 开发 了石 墨 烯 针 织 物及
其对 照 样 。石 墨 烯 针 织 物 由石 墨 烯 改 性 粘 胶 制