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静电纺纤维在服装产业上的应用前景

服装家居    2021-09-18 16:49

研究背景

随着科学技术的发展和经济生活的提高,人们对于纺织品的关注不只局限于织物的强度和耐用性能,对于织物的外观设计、舒适性和功能性也愈加关注。

由于部分高分子纤维的静电纺丝纤维具有强度高、柔韧性佳、表面形态特殊等属性,在功能性服装面料开发中具有广阔前景。

下文简要汇总了近期静电纺制备功能性纳米纤维,以及其在服装面料方面的应用研究现状。

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1. 静电纺丝法制备聚氨酯/二氧化硅纤维网,设计防水透气织物

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浙江理工大学李妮通过静电纺丝和水热处理制备了非氟化聚氨酯/二氧化硅(PU/SiO)纳米纤维网。 然后将已开发的纤维网层压到聚酯机织织物上,以检查其在纺织领域的实际应用。

当电纺丝溶液中四乙氧基硅烷浓度为6 wt%时,纤维网表现出理想的形态,机械性能和疏水性。

SiO2纳米颗粒均匀地分散在PU纳米纤维上和其中,并且纤维具有更均匀的直径。 所生产的复合层压织物在水蒸气透过率(WVTR)为5.19kg/m2 /天的情况下显示出23.5kPa的静水压值。

https://doi.org/10.1007/s12221-020-9860-5

 

2. 具有互穿氮化硼网络的导热、透湿和超疏水纳米纤维膜用于凉爽面料

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东华大学丁彬教授团队构建了高导热透气超疏水纳米纤维膜,以增强用于个人降温的纺织品的热管理。

该策略使氮化硼(BN)沿着纳米纤维相互连接,因此该膜包含良好互穿的BN网络并同时保持多孔结构,从而在不牺牲透湿性的情况下提高了其导热性。

所得膜表现出出色的混合主动-被动冷却性能,超高平面内热导率为17.9 W m-1 K-1,横面热导率为0.29 W m-1 K-1,高水蒸气透过率(WVT)为11.6 kg m-2·day-1,并且具有出色的憎水性,其水接触角为153°,静水压力为32 kPa,这表明它们有望用于下一代降温织物。

https://doi.org/10.1021/acsami.0c04486

 

3.将颗粒过滤和化学战剂模拟物的快速催化水解结合成高度吸附,透气和机械坚固的纤维基质

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首次通过新颖的材料选择和工程设计,展示了具有高吸附性,透气性和机械强度的气溶胶防护层状织物,并具有显着的CWA模拟物催化降解能力。

具有固有孔隙率的固有微孔(PIM-1)纤维网的静电纺丝聚合物用作基质材料,可防止有毒气体渗透,同时为空气和水蒸气分子提供通路。

PIM / PAN / MOF复合纤维毡水蒸气透过率为1,013 g / m2·24 h,表面积为574 m2 / g,抗张强度提高了(比纯PIM-1高70倍以上)纤维网),PM2.5和PM10的过滤效率分别为99.88%和99.94%。

https://doi.org/10.1016/j.mtadv.2020.100085

 

4. 一种超级透气的“纤维状”蛋白质纳米纤维

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北京化工大学杨小平教授等人报道了一种超透气的玉米蛋白(玉米蛋白)织物,该织物具有独特的“编织状”纳米纤维结构(w-PNF),这是通过在静电纺丝过程中带电纳米纤维和集电器之间的累积作用实现的。

所得的w-PNF表现出显着的拉伸强度和模量,分别比无规蛋白质纳米纤维材料高3倍和9倍。

w-PNF具有超透气的性能,包括超低的气流阻力(非织造纳米织物的气流阻力的1/12)和用于捕获PM2.5的高过滤效率。

w-PNF保持相同的气流阻力,最高可达到4倍的气流速率。此外,w-PNF即使在微区域中也具有可见光透明度(80%)和高分辨率。

DOI:10.1016/j.scib.2020.03.019

 

5. ACS Appl. Mater. Interfaces:高柔性、高效率、夹层结构的红外辐射加热织物

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东华大学李召岭等人提出了一种高性能的复合红外辐射加热织物(IRHF),该织物主要由两层聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)织物和一层嵌入有不同无机纳米粒子的碳纳米纤维夹层组成。

将铜电极片与碳纳米纤维连接以形成导电加热电路。碳纳米纤维和红外辐射纳米粒子的永久自发极化可通过产生额外的电场来促进加热器中的电流增加,从而导致快速的电热响应和良好的保温效果。

所构建的IRHF可以在30 V电压下在1分钟内将温度从室温升至43°C,电热转换效率高达78.99%。具有良好的热稳定性,出色的柔韧性和透气性以及高的电导率和能量转换效率等一系列引人注目的功能。

https://doi.org/10.1021/acsami.9b23099

 

6. 采用液浴循环系统的一步多针静电纺丝方法制备具有优异抗菌活性的PA6/CS‐NPs纳米纤维丝

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壳聚糖是一种环保,可生物降解的天然有机抗菌剂,可用于制备抗菌纤维。壳聚糖复合电纺纤维有潜力应用于手术服、医用纱布、内衣和运动服等领域。

使用带有液浴循环系统的一步式12针电纺方法,可以制造PA6 / CS-NPs纳米纤维长丝。在牵伸力和冲击力的共同作用下,纳米纤维的表面可能会粘附到一定数量的壳聚糖纳米颗粒(CS-NPs)上。

当S-80/T-80的质量比为3/7,水流量为20μml/ ml时,PA6纳米纤维的表面可以吸附最大数量的CS-NP,力学性能良好。

DOI:10.1016/j.electacta.2020.135767