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石墨烯複合腈綸,穿衣再無靜電煩惱

在幹燥的秋冬季節,尤其是在我國北方,衣物的靜電問題一直讓人頭痛。随着人們對美好生活的向往和追求,人們對冬季衣着的要求不再停留于保暖,對面料的舒适性、衣物的輕便性、穿着随意易于打理等都有了更高的要求。

由丙烯腈共聚物制成的合成纖維腈綸,有着人造羊毛的美譽,具有柔軟、膨松、易染色、色澤鮮豔、耐光、抗菌、不怕蟲蛀等優點,但一直以來,它的靜電問題也讓人煩惱。有辦法消除它的靜電嗎?

幹法腈綸:各項性能更優越

幹法腈綸和普通腈綸有很大的不同。制備幹法腈綸的聚合物,是以丙烯腈、丙烯酸甲酯和苯乙烯磺酸鈉這3種單體共聚後得到的,纖維在300℃左右的高溫氮氣中固化成型。當纖維表面溶劑蒸發速度大于内部擴散速度時,就形成了異于普通腈綸的犬骨形截面。幹法腈綸這種獨特的犬骨形截面為它帶來了諸多性能優勢。

因為犬骨形的結構,相鄰纖維之間存在較大的空間或毛細孔,這使得纖維能夠從皮膚及纖維之間遷移更多的濕氣,其輸水性有了明顯改善。實驗證明,幹法腈綸每克纖維單位時間内輸水量比普通化學纖維高10%左右。

此外,犬骨形的截面也降低了纖維的堆砌密度,使産品更為膨松、覆蓋能力更強,生産同樣尺寸的産品時更加節省原料。纖維之間空隙增多,也使得空隙之間存在更多的空氣,降低了面料的導熱系數,織物的保暖性更好。

幹法腈綸纖維彈性模量高、彎曲模量低,手感更柔軟舒适且挺括。成形過程中,高聚物分離和固化緩慢,使得斷面結構均勻緻密,因此纖維表面光滑,再加上犬骨形截面對于光反射具有一種特殊效果,兩種原因反映在織物上,讓織物表面有了更加優雅的光澤。

除了物理方面的性能優勢之外,由于幹法腈綸獨特的成形條件,采用了苯乙烯磺酸鈉作為第三單體改性,作為染色基團的它因為具有很強的親染料能力,能使得纖維在結構密實穩定的同時,使染料更容易被吸收,染色牢度好,色澤鮮豔,且表面顔色均勻、不易染花。

石墨烯複合腈綸:抗菌抗靜電

石墨烯,又叫單層石墨,由碳原子六角結構緊密排列而成,是隻有一個碳原子厚的二維片狀晶體材料。石墨烯中的電子移動速率是光速的1/300,使其導熱系數高達5300瓦/米·攝氏度,高于碳納米管和金剛石。因為隻有一個碳原子的厚度,這也使石墨烯具有超大的比表面積,單層石墨烯的比表面積可達到2630平方米/克,而普通的活性炭隻有1500平方米/克。

可能誰都不會想到,石墨烯會和幹法腈綸産生聯系。2018年,中國石化齊魯石化公司腈綸廠與山東聖泉集團股份有限公司科研人員經過多次試驗,利用表面組裝法生産出了石墨烯複合腈綸。

石墨烯與幹法腈綸複合而成的石墨烯複合腈綸,将幹法腈綸的特性與石墨烯的超強力學性能、超大比表面積以及超高電導特性等相結合,使其具有抗靜電、遠紅外内暖、抗菌抑菌等特殊性能,是紡織材料業的一場颠覆性的創新。

經檢測,石墨烯複合腈綸具有優良的抗靜電及導電效果,比電阻從常規的1012~13Ω.cm降至106~7Ω.cm以下,避免了靜電的産生。此外,這種複合腈綸還具有顯著的抗菌抑菌效果。以石墨烯複合腈綸為原料生産的織物,對大腸杆菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌等的抑菌率達到96%以上,遠高于國家标準。

除了這兩種優異性能外,複合腈綸的低溫遠紅外性能也同樣顯著,其常溫下的遠紅外輻射溫升達1.6℃,高于國家标準0.2℃,能夠激發人體細胞的活力,促進人體組織的新陳代謝,改善微循環,提高免疫力,達到對人體的保健作用,是名副其實的内暖纖維。

本文來自中國化工報,本文觀點不代表利特納米立場,轉載請聯系原作者。

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