导电织物的制备方法研究进展

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制备导电纤维的方法及其在柔性电子学中的应用研究

制备导电纤维的方法及其在柔性电子学中的应用研究

制备导电纤维的方法及其在柔性电子学中的应用研究随着柔性电子学技术的不断发展,导电纤维逐渐成为一种备受青睐的柔性电子材料。

相比传统的导电材料,导电纤维具有更好的柔性、可撕裂性和可定制性,可以在更多的场合和环境中应用。

本文将介绍一些当前流行的制备导电纤维的方法,以及导电纤维在柔性电子学中的应用研究。

一、制备导电纤维的方法1. 纳米线法纳米线法是制备导电纤维的一种常用的方法。

该方法利用纳米线自身的导电性能,将其组装成纤维,具有制备简单、成本低、生产规模可控等优点。

目前有很多纳米线用于制备导电纤维,如金属纳米线、碳纳米管等。

其中金属纳米线是常用的材料之一,因为其导电性好,可以用于制备各种导电器件。

2. 拉伸法拉伸法是将金属或非金属材料以拉伸的方式制备成具有导电性的纤维的方法。

例如,用银浆将聚乙烯酸钠涂覆在聚酯纤维上,再在其表面涂覆一层银膜,然后将其拉伸,制备成导电纤维。

该方法可以制备出具有较好导电性能的导电纤维,但需要考虑金属与非金属材料的结合和导电性能的影响。

3. 织物法织物法是将导电材料织成导电织物的方法。

例如,将碳纤维导电丝或导电纱织成导电布。

织物法可以制备出大面积的导电材料,具有成本低、生产规模可控等优点。

4. 微流控制备法微流控制备法是将导电材料溶液通过微流控芯片的微细孔道,使其在通道内形成草图状的导电材料纤维。

该方法可以制备出具有高导电性的导电纤维,具有制备精密度高、分布均匀、成本低等优点。

二、导电纤维在柔性电子学中的应用研究1. 柔性传感器导电纤维可以用于制备柔性传感器。

例如,将导电纤维编织成传感器阵列,可以检测物体的应变、压力、温度等信息,可用于体验装备、智能家居等领域。

此外,导电纤维还可以与聚合物材料结合,制备成柔性材料,用于制备可穿戴设备、肌电传感器等。

2. 柔性显示技术导电纤维可以用于制备柔性显示器件。

例如,将导电纤维制备成纤维晶体管和发光二极管,可以制备出柔性显示屏幕。

导电纤维还可以用于制备透明的导电材料,用于制作触摸屏幕、电容传感器等。

导电涤纶织物的制备及其性能研究

导电涤纶织物的制备及其性能研究
采用条样法 ( GB/ T 3923. 1 - 1997) 测定织物镀金 属前后的断裂强力和断裂延伸率 。
采用自主设计的“透明胶带测试法”测量金属与织
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物的结合力 。测试步骤如下 : (1) 把测试样品放在橡 胶垫上 ; (2) 把聚酯胶带粘在测试样品上 ; (3) 用 2kg 滚柱在聚酯胶带上面往返摩擦 10 次 ; (4) 用滚柱来回 擦 10 次测试样品后立刻从测试样品上慢慢剥掉聚酯 胶带 ; (5) 金属与织物结合力是根据被粘在胶带上的 金属粉末多少来进行评价 ,按 5 个等级系统来分类 ,最 低的等级为 1 级 ,最高等级定为 5 级 。
本工作旨在研究开发一种可应用于高级电子产品 的高性能柔性电磁波屏蔽材料 ———导电涤纶织物 。
1 实验材料及方法
1. 1 实验材料 以吴江青城纺织品有限公司提供的涤纶 ( P E T)
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
采用四探针法 (A S TM F 390) 测量导电织物表面 电阻 。
采用双轴传输线法 (A S TM D4935 - 99) 测量导电 织物的电磁屏蔽效能 。
采用扫描电镜 ( SEM) ( model J SM25600L V , J E2 OL , J apan) 分析不同态变化 。
导电涤纶织物的制备及其性能研究
240 T 春亚纺平纹织 物 ( 纱 支密 度为 51 ×38co unt/ cm2 , 面密度为 64g/ cm2 ) 为基材 ;化学试剂为国产 A R 或 CP 级。 1. 2 导电涤纶织物的制备方法
基材 首 先 在 5g/ L NaO H 的 除 油 溶 液 中 浸 泡 3min ;然后在含有 15g/ L KMnO4 和 40mL / L H2 SO4 的溶液中进行粗化 ; 经过敏化 ( 10 g/ L SnCl2 ( II) 和 40mL/ L HCl ( 38 %) ; 40 ℃; 5min ) 和 活 化 ( 01 25g/ L PdCl2 和 20mL/ L HCl (38 %) ;40 ℃;5min) 后 ,再进行 化学镀铜和化学镀镍 。化学镀铜溶液的基本成分和施 镀条 件 为 : 硫 酸 铜 8g/ L ; 次 磷 酸 钠 30g/ L ; 硫 酸 镍 01 6g/ L ;硼酸 30g/ L ;酒石酸钾钠 25g/ L ;p H 10. 0 ;温 度 70~72 ℃; 化学镀镍溶液的基本成分和施镀条件 为 :硫酸镍 20g/ L ;次磷酸钠 25g/ L ;柠檬酸钠 25g/ L ; 醋酸钠 20g/ L ;p H 9. 0 ;温度 45 ℃。 1. 3 测试方法

一种高导电石墨烯织物及其制备方法

一种高导电石墨烯织物及其制备方法

一种高导电石墨烯织物及其制备方法说实话一种高导电石墨烯织物及其制备方法这事,我一开始也是瞎摸索。

那时候就知道石墨烯这东西很神奇,导电性特好,要是能弄成织物肯定有大用。

我先试着把石墨烯直接加到织物里,就像把糖加到面粉里那样简单粗暴。

结果呢,根本不行,石墨烯分布得乱七八糟的,有的地方多,有的地方少,而且很容易就脱落了,这导电性自然就很差。

这就跟盖房子,砖头乱堆,能结实才怪。

后来我就想,得先把石墨烯处理一下。

我尝试先制成石墨烯分散液。

这可费了我好大劲儿。

我把石墨烯粉末放到溶剂里,用搅拌器拼命搅,以为这样就能分散均匀。

但是我错了,最后还是有很多团聚的。

后来才知道还得加些分散剂,就像是在一群调皮的孩子(石墨烯)里,需要几个管理员(分散剂),才让他们规规矩矩的。

可这分散剂的量又不好控制,少了没效果,多了可能会影响后面织物的性能,我试了好多次不同的量,才找到个大概合适的范围。

再把这处理好的石墨烯分散液往织物上弄,我试过浸泡法。

就像把衣服放到染缸里染色那样,把织物泡在分散液里。

但这个时间很难把握,泡短了石墨烯进不去多少,泡长了织物又容易受损。

我就做了很多小样品,从泡十分钟,二十分钟,三十分钟这样一点一点试。

还有就是干燥过程也很重要。

我一开始快速干燥,发现石墨烯在织物表面就形成了硬壳,里面还是没进去多少。

就好比煮鸡蛋,外面熟了里面还是生的。

于是我就慢慢让它干燥,还得放在合适的环境温度和湿度下。

我有一个不太确定的地方,就是在石墨烯和织物连接的时候,是不是还可以加入什么助剂让连接更牢固。

我一直在想这个事儿,还没去尝试。

我现在觉得制备这种高导电石墨烯织物,真得有耐心,每一个步骤都要精心对待,根据实际情况不断调整方法。

科技成果——聚吡咯导电织物

科技成果——聚吡咯导电织物

科技成果——聚吡咯导电织物技术开发单位清华大学所属领域生物医药成果简介导电聚合物是20世纪70年代发展起来的一个新的研究领域。

如今导电高分子材料如聚吡咯、聚酰胺等已成为研究热点,其中聚吡咯由于合成简便、反应条件温和、易控制、电导率较高等优点而倍受关注,在电化学、生物技术和医用防护品等领域有广泛的应用前景。

聚吡咯是一种用吡咯单体通过(电)化学氧化法合成的高分子聚合物,它的制备简单、价格便宜,是一种用途广泛的高新技术材料。

我们采用化学氧化方法将聚吡咯附着在涤纶纤维的表面,从而不仅实现纤维导电而且不失涤纶纤维的优良性能。

常见的导电纤维如镀银纤维,凭借良好的导电性能已经在医用防护产品中获得广泛应用,如市面上常见的防电磁辐射的孕妇防护服。

同时,基于对慢性伤口施加一定的电刺激有一定的促进细胞组织再生、促进肉芽组织生长及上皮细胞的分化等作用。

但是由于银纤维成本较高,聚吡咯导电纤维作为性能优秀的替代品会有更加广阔的市场前景。

本项目所研制的聚吡咯涤纶织物电阻率洗涤2次后表面电阻由1.16kΩ/cm变为19.28kΩ/cm,增大了15倍,洗涤30次后表面电阻约为60kΩ/cm,但是洗涤50次几乎没有变化,表面电阻已趋于稳定。

除了具有良好的导电性外,还具有良好的生物相容性。

项目组利用导电织物对L929细胞进行电刺激实验时发现,当电流设置为80mA时,细胞个数明显增加,存活率为168%。

因此利用导电纤维进行慢性伤口愈合的治疗具有良好的有效性和安全性。

应用说明(1)聚吡咯导电纤维不仅能够开发出优秀的防静电、防电磁辐射服等防护服装,在慢性伤口愈合的电刺激疗法中也具有巨大潜力。

(2)本项目符合国家产业政策,是知识创新与各项成熟技术的集合。

本项目成果将为慢性伤口例如糖尿病足的治疗增加一种较为理想的手段,并会提高疗效,副作用小,大幅度降低治疗费用,具有很好的应用前景,必将发展成为高新技术产业。

(3)本项目技术还有望具有抗菌疗效,并在多个领域得到使用。

PEDOT

PEDOT

近年来,由于电子元件在纺织品基体中的集成,高导电性纺织品纤维已经成为智能纤维和织物领域的新热点。

与塑料和纸张相比,纺织品具有更高的柔韧性和耐磨性,可以用于应变传感器、心电图测量、运动捕捉设备等多个领域。

传统导电金属织物通过在织物中添加金属纳米颗粒和金属纤维使材料具有高导电性和高强度,同时也有低柔性、高成本的缺点。

导电聚合物主链由相互交替的单键和双键组成,可以通过掺杂使其电导率提高几个数量级。

1PEDOT :PSS 导电聚合物简介PEDOT :PSS 是一种聚合物,由带正电的导电共轭基团PEDOT 连接带负电的绝缘分子链PSS 。

其在可见光范围内具有优异的光学透过率、在一定范围内可调节的电导率、良好的机械柔性等优点,被广泛应用于电子和智能纺织品。

2PEDOT :PSS 导电聚合物的修饰方法修饰PEDOT :PSS 可以从提高电导率和提高机械柔性两个方面进行。

向PEDOT :PSS 膜中添加多元极性有机聚合物、共溶剂系统、酸、多元醇或者高沸点溶剂等,可以增强其导电性。

其机制在于增加了绝缘PSS 和导电PEDOT 之间的相分离。

Savagatrup 等[1]在聚合物PEDOT :PSS 水溶液中添加DMSO 和Zonyl ,从而获得具有良好导电性的可拉伸PEDOT :PSS 电极薄膜,并应用在太阳能电池和机械传感器中来检测人体运动。

掺杂处理和弹性共混可以提高PEDOT :PSS 的机PEDOT:PSS 在导电织物中的应用摘要:综述了导电聚合物聚(3,4-亚乙基二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT :PSS )制备的导电织物、制备技术及其应用,同时介绍PEDOT :PSS 导电织物的修饰、制备方法和耐久性研究进展。

PEDOT :PSS 具有较高的导电性、水分散性、环境稳定性等优点,在智能纺织品制造中价值巨大。

关键词:PEDOT :PSS ;聚合物;导电织物中图分类号:TS102文献标志码:A 文章编号:1005-9350(2023)08-0016-03Abstract:The conductive fabrics,preparation techniques,and applications of conductive polymer poly (PEDOT:PSS)were reviewed,and the modification,preparation methods,and durability research progress of PEDOT:PSS conductive fabrics were introduced.PEDOT:PSS has advantages such as high conductivity,water dispersibility,and environmental sta⁃bility,making it of great value in intelligent textile manufacturing.Key words:PEDOT:PSS;polymer;conductive fabricsApplication of PEDOT:PSS in conductive fabrics收稿日期:2022-11-25作者简介:王杨程(1994—),男,江苏泰兴人,硕士在读,研究方向为柔性电子。

导电纤维研究报告

导电纤维研究报告

导电纤维研究报告导电纤维是一种将导电材料组织在纺织纤维中的新型材料。

近年来,随着人们对智能材料和可穿戴设备的需求不断增加,导电纤维得到了广泛的应用和研究。

本报告就导电纤维的研究进行了综述。

首先,导电纤维的制备方法有多种,常见的方法有溶胶-凝胶法、湿法旋涂、电化学沉积等。

其中,溶胶-凝胶法是最常用的方法之一。

该方法通过溶胶中的聚合物形成纤维状结构,再通过凝胶法固化聚合物,最后将导电材料注入纤维内。

这种方法制备的导电纤维具有良好的导电性能和柔韧性。

其次,导电纤维的导电机理主要有两种,一种是直接导电机制,即导电材料成为纤维中的导电体;另一种是间接导电机制,即导电材料形成导电层覆盖在纤维表面。

直接导电机制的导电纤维具有更好的导电性能和耐久性,但制备难度较大。

导电纤维的应用非常广泛。

在智能材料领域,导电纤维可用于制作智能衣物、智能家居等,以实现舒适度、健康和安全等方面的提升。

在电子设备领域,导电纤维可用于制作电子器件、传感器等,以实现更加便携和灵活的电子设备。

在医疗领域,导电纤维可用于制作医疗敷料、人工皮肤等,以实现更加精确和高效的医疗治疗。

然而,导电纤维的研究仍存在一些问题和挑战。

首先,导电纤维的导电性能和柔韧性之间存在一定的矛盾。

目前,导电纤维的柔韧性仍然有待提升。

其次,导电纤维的制备成本较高,需要进一步降低制备成本,提高制备效率。

再者,导电纤维的稳定性和耐用性亦是一个挑战,尤其是在实际应用中经过长时间的使用后。

综上所述,导电纤维是一种新兴的智能材料,具有广阔的应用前景。

然而,导电纤维的研究仍面临一些挑战,需要在导电性能、柔韧性、制备成本和稳定性等方面进行深入研究和改进。

相信随着技术的不断进步,导电纤维将会在各个领域得到更加广泛的应用。

导电纤维的制备及研究

导电纤维的制备及研究

导电纤维的制备及研究导电纤维是一种具有导电性能的纤维材料,其在电子技术、智能纺织品和生物医学领域有广泛的应用潜力。

为了制备导电纤维,研究人员进行了大量的实验和研究。

导电纤维的制备方法多种多样,其中最常用的方法包括导电聚合物包覆法、导电纳米颗粒掺杂法和纺丝法。

导电聚合物包覆法通过将导电聚合物涂覆在纤维表面,形成一层导电薄膜,从而赋予纤维导电性能。

导电纳米颗粒掺杂法则是将导电性能较好的纳米颗粒掺杂到纤维中,形成导电网络结构。

纺丝法是将导电材料与纤维材料混合后,在高温高压下纺丝成纤维。

这些方法各有优缺点,研究人员根据不同的需求选择适合的方法进行制备。

导电纤维的研究主要集中在其导电性能、力学性能和稳定性等方面。

导电性能是导电纤维的核心指标,研究人员通过测量电阻率来评估导电纤维的导电性能。

力学性能是指导电纤维在拉伸、弯曲等应力下的性能,研究人员通过拉伸实验等方法来评估力学性能。

稳定性是指导电纤维在长时间使用和环境条件变化下的性能稳定性,研究人员通过热稳定性实验、湿热稳定性实验等方法来评估稳定性。

导电纤维的应用前景十分广阔。

在电子技术领域,导电纤维可以用于制备柔性电子器件、导电纤维传感器和柔性电路板等。

在智能纺织品领域,导电纤维可以用于制备智能服装、智能健康监测器和智能家居产品等。

在生物医学领域,导电纤维可以用于制备可穿戴式医疗设备、电刺激治疗器和组织工程支架等。

这些应用将为人们的生活和工作带来巨大的便利和创新。

总之,导电纤维的制备及研究已经取得了很大的进展,但仍然面临一些挑战,如导电性能的提高、力学性能的优化和制备方法的简化等。

随着科学技术的不断进步,相信导电纤维将在更多领域展现出其巨大的应用潜力,为人类的生活带来更多的可能性。

复合导电织物的制备及其性能研究

复合导电织物的制备及其性能研究

研究与技术丝绸JOURNALOFSILK复合导电织物的制备及其性能研究Preparationandpropertiesofcompositeconductivefabrics肖㊀琪1ꎬ2ꎬ3ꎬ孙红玉3ꎬ贾济如1ꎬ杨㊀亚1ꎬ4ꎬ陈天影2ꎬ谭丕军1ꎬ张文沁1ꎬ张紫芾1ꎬ孔㊀璐1(1.常熟理工学院纺织服装与设计学院ꎬ江苏常熟215500ꎻ2.浙江省智能织物与柔性互联重点实验室ꎬ杭州310018ꎻ3.滨州华纺工程技术研究院有限公司ꎬ山东滨州256600ꎻ4.苏州大学纺织行业丝绸功能材料与技术重点实验室ꎬ江苏苏州215123)摘要:为了改善聚合物基织物的导电性ꎬ发挥聚合物与还原氧化石墨烯(RGO)的协同作用ꎬ文章以涤纶织物为基底ꎬ采用浸渍法负载RGO和原位聚合法负载聚(3ꎬ4 ̄乙烯二氧噻吩)(PEDOT︰PSS)与聚吡咯(PPy)ꎬ制备了PPy/PEDOT︰PSS/RGO复合导电织物ꎮ采用正交试验合理设计氧化石墨烯(GO)㊁3ꎬ4 ̄乙烯二氧噻吩(EDOT)㊁聚苯乙烯磺酸钠(PSS)和吡咯(Py)的摩尔浓度ꎬ借助扫描电子显微镜㊁傅里叶红外光谱仪和万用电表对复合导电织物进行表征与分析ꎮ结果表明:当GO质量浓度为5g/LꎬEDOT摩尔浓度为0.15mol/LꎬPSS质量浓度为15g/LꎬPy摩尔浓度为0 14mol/L时复合导电织物体积电阻率最小ꎬ为0.88Ω cmꎮ关键词:复合导电织物ꎻ聚吡咯ꎻ聚(3ꎬ4 ̄乙烯二氧噻吩)ꎻ还原氧化石墨烯ꎻ原位聚合中图分类号:TS101.923㊀㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:10017003(2023)11006407引用页码:111108DOI:10.3969/j.issn.1001 ̄7003.2023.11.008收稿日期:20230401ꎻ修回日期:20231018基金项目:国家自然科学基金研究项目(52303003)ꎻ浙江省智能织物与柔性互联重点试验室开放基金项目(YB15)ꎻ江苏省高等学校基础科学(自然科学)研究面上项目(23KJD540001)ꎻ江苏省 双创博士 人才项目(JSSCBS20210753)ꎻ山东省科技型中小企业创新能力提升工程项目(2023TSGC0001)ꎻ常熟理工学院高等教育研究项目(GJ2204)ꎻ苏州大学纺织行业丝绸功能材料与技术重点实验室开放课题项目(SDHY2135)作者简介:肖琪(1988)ꎬ女ꎬ讲师ꎬ博士ꎬ主要从事智能与功能纺织品的研究ꎮ㊀㊀近年来ꎬ随着科技的不断发展ꎬ智能可穿戴电子设备具有灵活性㊁舒适性㊁柔软性等优势ꎬ受到人们的广泛关注[1]ꎮ织物因其本身的柔软㊁质轻及易于构建导电通道的多孔结构成为智能可穿戴电子设备的理想基底材料[2]ꎮ因此ꎬ导电织物是智能可穿戴电子设备开发过程中的关键环节之一[3]ꎮ目前导电织物上负载的导电材料主要包括三种ꎬ即导电聚合物[4]㊁碳材料[5]及金属[6]ꎮ导电聚合物如聚吡咯(PPy)㊁聚(3ꎬ4 ̄乙撑二氧噻吩)(PEDOT)等ꎬ具有无毒㊁无污染等特点[7]ꎮ将PEDOT与织物进行结合所制备的导电织物可以应用于监测人体的心电信号等医疗保健领域[8 ̄9]ꎮ但导电聚合物存在负载量少㊁电导率低的问题[10 ̄11]ꎬ需要引入掺杂剂如聚苯乙烯磺酸(PSS)以改善聚合物的导电性ꎮ碳材料如还原氧化石墨烯具有大的比表面积㊁良好的生物相容性及优异的机械稳定性等优点[12]ꎮ虞茹芳等[13]采用无转移液相浸涂法在涤纶针织物上沉积并原位还原制备了RGO涂层织物ꎬ该导电织物具有优异的电热性能ꎬ但其电导率比石墨烯减少了几个数量级ꎮ为了进一步提高材料的导电性ꎬ研究人员采用二元导电材料进行复合ꎮLiang等[14]采用金属氧化物与导电聚合物进行复合ꎬ如将PPy与二氧化锰(MnO2)复合ꎬ通过它们之间的协同效应ꎬ提高了基体材料的电导率ꎬ但是MnO2需要在高温下制备ꎬ制备过程较复杂ꎬ价格昂贵ꎮ有研究者[15]采用碳基纳米材料如碳纳米管㊁石墨烯㊁MXene等ꎬ其比表面积大的特点增加了导电聚合物的负载量ꎬ提高了导电聚合物的氧化还原反应能力ꎬ然而碳基纳米材料容易发生团聚现象ꎮ也有采用聚合法制备两种导电聚合物的共聚物ꎬ实现更稳定的极化状态与更快的电荷载流子迁移速率[16]ꎮ本文将RGO㊁PEDOT︰PSS㊁PPy进行三元复合ꎬ在提高聚合物的负载量及导电性的同时ꎬ发挥了三者的协同作用ꎬ从而实现优化复合导电织物性能的效果ꎮ本文采用聚二甲基二丙烯基氯化铵(PDDA)修饰涤纶织物(简称PMPF)ꎬ使其带正电ꎬ促进界面间的相互作用ꎮ采用浸渍法将RGO紧密贴合在纤维表面ꎬ然后利用原位聚合反应在RGO/PMPF上生成PEDOT︰PSSꎬ再在PEDOT︰PSS/RGO/PMPF上通过原位聚合法制备PPyꎬ得到PPy/PEDOT︰PSS/RGO/PMPFꎮ通过正交试验合理设计工艺参数ꎬ借助扫描电子显微镜㊁傅里叶红外光谱仪和万用电表对复合导电织物进行表征与分析ꎬ最终获得导电性能优异㊁耐水洗的复合导电织物ꎮ1㊀实㊀验1.1㊀材料与仪器材料:织物平方米质量为200g/cm2的涤纶机织物(滨州46第60卷㊀第11期复合导电织物的制备及其性能研究华纺股份有限公司)ꎬ纯度为98%的氧化石墨烯(GO)㊁聚苯乙烯磺酸(PSS)㊁3ꎬ4 ̄乙烯二氧噻吩(EDOT)(上海麦克林生化科技股份有限公司)ꎬ抗坏血酸㊁盐酸㊁过硫酸铵㊁聚二甲基二丙稀氯化铵(PDDA)㊁吡咯(Py)(>99%)㊁氯化铁(FeCl3)㊁蒽醌 ̄2 ̄磺酸钠(AQSA)㊁无水乙醇(国药集团化学试剂有限公司)ꎬ去离子水(实验室自制)ꎮ仪器:HJ ̄6A型磁力搅拌器(常州荣华仪器制造有限公司)ꎬTM ̄020型超声波振荡器(无锡台铭环保科技有限公司)ꎬMerlinCompact型扫描电子显微镜(德国Zeiss公司)ꎬNicoletiS50型傅里叶变换红外光谱仪(美国赛默飞世尔科技公司)ꎬDEM21型数字万用电表(德力西电气有限公司)ꎮ1.2㊀正交试验设计本文研究了GO㊁EDOT㊁PSS及Py四个因素对复合导电织物体积电阻率的影响规律ꎮ将GO㊁EDOT㊁PSS及Py作为正交试验设计的4个因素ꎬ每个因素选择3个水平进行正交试验ꎮ不考虑各因素之间的交互作用ꎬ按照标准正交表L9(34)设计正交试验表ꎬ其中L表示正交试验表ꎬ下标 9 表示9组试验ꎬ上标 4 表示4个试验因素ꎬ底数 3 表示每个因素3个水平ꎬ如表1所示ꎮ表1㊀正交试验设计法因素及水平Tab.1㊀Factorsandlevelsoforthogonalexperimentaldesign1.3㊀复合导电织物的制备1.3.1㊀PMPF柔性基底的制备将尺寸为4cmˑ4cm的涤纶织物分别放在乙醇和去离子水中反复超声清洗ꎮ随后将清洗干净的织物浸渍到1mg/mL的PDDA阳离子表面活性剂溶液中ꎬ对涤纶织物进行修饰ꎬ使涤纶织物带正电荷ꎬ获得PMPFꎮ1.3.2㊀RGO/PMPF的制备将PMPF置于质量浓度为5mg/mL的GO悬浮液中ꎬ70ħ下浸泡1hꎻ取出后在80ħ烘箱中烘干1hꎻ将上述步骤重复5次ꎮ将织物置于摩尔浓度为100mol/L的抗坏血酸溶液中ꎬ95ħ下反应15minꎻ随后将织物取出ꎬ用去离子水洗涤数次后ꎬ80ħ下烘干30minꎬ得到RGO/PMPFꎮ1.3.3㊀PEDOT/RGO/PMPF的制备将RGO/PMPF置于一定体积的pH值约为4的盐酸溶液中ꎬ浸渍5min以调节织物表面pH值ꎻ将RGO/PMPF浸入到一定质量浓度的FeCl3㊁过硫酸铵和PSS混合溶液中ꎬ60ħ下浸泡30minꎮ在混合溶液中加入一定量的EDOTꎬ在40ħ下搅拌反应12hꎮ取出织物ꎬ使用去离子水和无水乙醇交替洗涤织物直至洗涤液变成无色ꎮ将织物置于60ħ烘箱中烘干30minꎬ即得到PEDOT︰PSS/RGO/PMPFꎮ1.3.4㊀PPy/PEDOT︰PSS/RGO/PMPF的制备将PEDOT︰PSS/RGO/PMPF置于0.3mol/L的Py㊁0.18mol/L的FeCl3和0.012mol/L的掺杂剂AQSA的30mL混合溶液中ꎬ充分浸渍后ꎬ将含有PEDOT︰PSS/RGO/PMPF的混合溶液置于0~4ħ的冰箱内1hꎮ向其中缓慢滴加30mL的FeCl3ꎬ引发原位聚合反应ꎬ反应时间控制在8hꎮ反应完成后ꎬ取出织物ꎬ使用去离子水和无水乙醇反复清洗ꎬ直至清洗溶液pH值呈中性为止ꎮ随后ꎬ将洗净的织物置于60ħ烘箱中烘干30minꎬ即得到PPy/PEDOT︰PSS/RGO/PMPFꎮ1.4㊀结构成分表征及性能测试1.4.1㊀复合导电织物的微观形貌表征采用MerlinCompact型扫描电子显微镜观察PPy/PEDOT︰PSS/RGO/PMPF的表面形貌ꎬ测试前进行喷金处理ꎬ测试电压为8kVꎮ1.4.2㊀复合导电织物的化学组成分析采用NicoletiS50型傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对PPy/PEDOT︰PSS/RGO/PMPF表面的官能团信息进行分析ꎬ测试条件:扫描范围为3000~400cm-1ꎬ分辨率为4cm-1ꎮ1.4.3㊀复合导电织物的导电性能测试将复合导电织物裁剪成4cmˑ1cm的矩形ꎬ在矩形两端接上导电胶带ꎬ然后采用数字万用表测量矩形试样的电阻ꎮ织物导电性能采用体积电阻率来评价ꎬ体积电阻率计算如下所示ꎮρv=RvˑS/L(1)式中:ρv为复合导电织物的体积电阻率ꎬΩ cmꎻRv为复合导电织物的电阻ꎬΩꎻS为复合导电织物的横截面积ꎬcm2ꎻL为复合导电织物的长度ꎬcmꎮ1.4.4㊀复合导电织物的耐水洗性能测试根据GB/T12490 2014«纺织品色牢度试验耐家庭和商业洗涤色牢度»对制备的复合导电织物分别洗涤1㊁5㊁10㊁15次和20次ꎬ然后对复合导电织物进行电阻测试ꎬ通过体积电阻率变化来验证复合导电织物的耐水洗性能ꎮ2㊀结果与分析2.1㊀正交试验结果按照正交试验方案所制备的9块织物分别为PPy/PEDOT︰PSS/RGO/PMPF ̄1~PPy/PEDOT︰PSS/RGO/PMPF ̄9ꎬ9块复合导电织物体积电阻率的试验结果如表2所示ꎮ采用极差分析法对正交试验结果进行分析ꎬ表2中K1㊁K2㊁K3为特征值ꎮ通过极差分析可以确定影响复合导电织物体积电阻率56Vol.60㊀No.11Preparationandpropertiesofcompositeconductivefabrics的四个因素的主次关系及各因素的最优水平组合ꎮ极差的大小与因素的主次有关ꎬR越大ꎬ说明其对复合导电织物体积电阻率影响越大ꎬ因此四个因素对复合导电织物体积电阻率影响主次顺序分别为PSS>Py>EDOT>GOꎮ根据极差分析的结果ꎬ得到最优工艺参数ꎮ当GO质量浓度为5g/LꎬEDOT摩尔浓度为0.15mol/LꎬPSS质量浓度为15g/LꎬPy摩尔浓度为0.14mol/L时ꎬ复合导电织物体积电阻率最小ꎮ表2㊀正交试验结果Tab.2㊀Orthogonalexperimentalresults㊀㊀采用最优方案制备PPy/PEDOT︰PSS/RGO/PMPFꎬ测试其体积电阻率ꎬ同一试验条件下ꎬ重复试验5次ꎬ每块样品测试体积电阻率平均值如表3所示ꎮ由3可以看出ꎬ最优试验方案所制备的PPy/PEDOT︰PSS/RGO/PMPF体积电阻率平均值为0.88Ω cmꎮ表3㊀最优方案制备的样品体积电阻率Tab.3㊀Volumeresistivityoftheoptimalexperimentalscheme2.2㊀复合导电织物的表面形貌表征采用浸渍法在涤纶织物衬底上负载GOꎬ抗坏血酸作为反应的还原剂制备RGO/PMPFꎬ其表面形貌特征如图1所示ꎮ图1(a~i)分别是正交试验设计9次试验所获得的RGO/PMPF的表面形貌特征ꎮ由图1可以看出ꎬ织物表面覆盖着连续的薄膜ꎬRGO与织物之间通过范德华力㊁氢键和脱水反应进行了黏附ꎬ形成了RGO/PMPFꎮ图2(a~i)分别是正交试验设计9次试验所获得的PPy/PEDOT︰PSS/RGO/PMPF的表面形貌特征ꎮ由图2可以看出ꎬ织物表面同时存在谷粒状聚合物PPy㊁PSS︰PEDOT粒子和薄膜状RGOꎬ说明PPy/PE ̄DOT︰PSS/RGO成功地沉积在织物表面ꎮ2.3㊀复合导电织物的结构成分分析对RGO/PMPF㊁PEDOT︰PSS/RGO/PMPF㊁PPy/PEDOT︰PSS/RGO/PMPF三种导电织物分别进行红外光谱测试ꎬ对应的傅里叶红外光谱曲线如图3所示ꎮ由图3的RGO/PMPF傅里叶红外光谱曲线可以看出ꎬ在1714cm-1处出现了一个吸收峰ꎬ是RGO的羰基C O特征峰ꎮ从PEDOT︰PSS/RGO/图1㊀RGO/PMPF的电子扫描电镜图Fig.1㊀ElectronscanningelectronmicroscopeofRGO/PMPF66第60卷㊀第11期复合导电织物的制备及其性能研究图2㊀PPy/PEDOT︰PSS/RGO/PMPF的电子扫描电镜图Fig.2㊀ElectronscanningelectronmicroscopeofPPy/PEDOT︰PSS/RGO/PMPFPMPF的傅里叶红外光谱曲线发现ꎬ除还原氧化石墨烯特征峰外ꎬ1527cm-1处和1006cm-1处出现了新的特征峰ꎬ分别对应于噻吩环上C C的伸缩振动和噻吩环上C S键的伸缩振动ꎮ由此可知ꎬPEDOT成功负载在RGO/PMPF上ꎮ将PPy/PEDOT︰PSS/RGO/PMPF的傅里叶红外光谱曲线与前两种曲线对比ꎬ发现聚吡咯的特征峰主要集中在2000~1000cm-1内ꎬ在1510cm-1处的吸收峰归属于吡咯环上C C和C C的伸缩振动组合ꎬ在1302cm-1处的吸收峰与PPy中的C N伸缩振动有关ꎬ在1172cm-1处的吸收峰是由于N H伸缩振动及变形振动引起的ꎮ通过以上分析ꎬPPy/PEDOT共聚物与RGO成功负载在织物表面上ꎮ图3㊀导电织物的傅里叶红外光谱图Fig.3㊀Fouriertransforminfraredspectrogramofconductivefabrics2.4㊀复合导电织物的导电性能2.4.1㊀RGO/PMPF的导电性能采用单因素法(其他参数值保持不变ꎬEDOT质量浓度为5g/LꎬPSS质量浓度为15g/LꎬPy摩尔浓度为0.14mol/L)分析了GO质量浓度对RGO/PMPF的体积电阻率影响规律ꎬ结果如图4所示ꎮ由图4可以看出ꎬ随着GO质量浓度的增加ꎬ导电织物体积电阻率呈现先减小后增大的变化规律ꎮ这是因为GO的引入提高了织物表面电荷的传输ꎬ从而提高了织物导电性能ꎻ但是GO质量浓度过高会发生团聚现象ꎬ抑制了电荷传输ꎬ导致织物导电性能降低ꎮ当GO质量浓度为5g/L时ꎬRGO/PMPF的体积电阻率最小ꎬ其值为112.68Ω cmꎮ图4㊀GO质量浓度对导电织物体积电阻率的影响Fig.4㊀EffectoftheconcentrationofGOonvolumeresistivityofconductivefabrics2.4.2㊀PEDOT︰PSS/RGO/PMPF的导电性能采用单因素法(其他参数值保持不变ꎬGO摩尔浓度为0 15mol/LꎬPSS质量浓度为15g/LꎬPy摩尔浓度为0.14mol/L)研究了EDOT摩尔浓度对PEDOT︰PSS/RGO/PMPT导电性能的影响规律ꎬ结果图如5所示ꎮ由图5可以看出ꎬ随着EDOT摩尔浓度的增加ꎬPEDOT︰PSS/RGO/PMPT体积电阻率先减小后增大ꎮ这是因为EDOT在较低摩尔浓度时ꎬ76Vol.60㊀No.11PreparationandpropertiesofcompositeconductivefabricsRGO的比表面积较大ꎬ为PEDOT分子提供了更多的附着面积ꎬRGO与PEDOT的协同作用形成了导电网络结构ꎬ从而提高了复合织物的导电性ꎻ而EDOT摩尔浓度过高时ꎬPEDOT大分子较多地负载在RGO上阻碍了电子的流动ꎬ导致复合织物的导电性能降低ꎮ当EDOT摩尔浓度为0.15mol/L时ꎬPEDOT︰PSS/RGO/PMPF的体积电阻率最小ꎬ其值为38.88Ω cmꎮ图5㊀EDOT摩尔浓度对复合导电织物体积电阻率的影响Fig.5㊀EffectoftheconcentrationofEDOTonvolumeresistivityofconductivefabrics2.4.3㊀PPy/PEDOT︰PSS/RGO/PMPF的导电性能采用单因素法(其他参数值保持不变ꎬGO摩尔浓度为0 15mol/LꎬEDOT质量浓度为5g/LꎬPSS质量浓度为15g/L)研究了Py摩尔浓度对PPy/PEDOT︰PSS/RGO/PMPF体积电阻率的影响规律ꎬ结果如图6所示ꎮ由图6可以看出ꎬ随着Py摩尔浓度的增加ꎬPPy/PEDOT︰PSS/RGO/PMPF体积电阻率呈现先减小后变化的趋势ꎮ这是因为PPy具有较高的导电性ꎬ将其引入织物中形成了PPy ̄PEDOT共聚物[17]ꎬ电荷迁移速率增大ꎬ从而提高了复合织物的导电性ꎻ但Py摩尔浓度过高时ꎬPPy聚合反应速率过快ꎬ易导致织物表面生成的PPy不均匀ꎬ使复合织物的导电性能下降ꎮ当Py摩尔浓度为0.14mol/L时ꎬ复合导电织物体积电阻率最小ꎬ为2.16Ω cmꎬ其值明显小于RGO/PMPF和PEDOT︰PSS/RGO/PMPF的体图6㊀Py摩尔浓度对织物体积电阻率的影响Fig.6㊀EffectoftheconcentrationofPyonvolumeresistivityofconductivefabrics积电阻率ꎬ即PPy/PEDOT︰PSS/RGO/PMPF的导电性能明显优于RGO/PMPF和PEDOT︰PSS/RGO/PMPFꎮ这主要是因为Py在PEDOT︰PSS/RGO/PMPF表面原位聚合生成PPyꎬ与PEDOT︰PSS和RGO互补形成连续导电层ꎬ提高了纤维表面活跃的自由电子的自由度ꎬ运行轨迹更加顺畅ꎬ从而进一步提高了复合导电织物的导电性能ꎮ2.5㊀复合导电织物的耐水洗性能对PPy/PEDOT︰PSS/RGO/PMPF进行耐水洗性能测试ꎬ结果如图7所示ꎮ由图7可以看出ꎬ复合导电织物的体积电阻率发生了变化ꎮ随着洗涤次数的增加ꎬ复合导电织物的体积电阻率逐渐增大到一定值后趋于稳定ꎬ说明复合织物的导电性存在一定程度地降低但不明显的现象ꎮ这是因为导电织物经过水洗后ꎬ织物表面一部分结合不牢固的活性材料从织物表面脱落(图8)ꎬ导致复合织物的导电性能下降ꎮPPy/图7㊀复合导电织物的耐水洗性能Fig.7㊀Washingresistanceofcompositeconductivefabrics图8㊀复合导电织物清洗前后的电子扫描电镜图Fig.8㊀Electronscanningelectronmicroscopeofcompositeconductivefabricsbeforeandafterwashing86第60卷㊀第11期复合导电织物的制备及其性能研究PEDOT︰PSS/RGO/PMPF在水洗10次以后体积电阻率不再增加ꎬ维持在1.66Ω cm左右ꎮ这是因为RGO比表面积大ꎬ提高了PEDOT︰PSS与RGO之间的结合作用[18]ꎻ另外ꎬPPy与PEDOT︰PSS之间形成了共轭聚合物[17]ꎬ从而进一步提高了PPy/PEDOT︰PSS/RGO/PMPF的耐水洗性能ꎮ3㊀结㊀论采用浸渍法和原位聚合法成功制备了PPy/PEDOT︰PSS/RGO/PMPFꎬ所制备的复合导电织物具有良好的导电性和耐水洗性能ꎮ正交试验优化设计的最佳工艺参数为GO质量浓度为5g/LꎬPSS质量浓度为10g/LꎬEDOT摩尔浓度为0.15mol/LꎬPy摩尔浓度为0.14mol/Lꎮ最佳工艺参数制备的PPy/PEDOT︰PSS/RGO/PMPF体积电阻率约为0.88Ω cmꎮ进一步采用单因素法研究了GO质量浓度㊁PSS质量浓度㊁EDOT摩尔浓度和Py摩尔浓度对复合导电织物体积电阻率的影响规律ꎬ均呈现先减小后增大的变化趋势ꎮ通过耐水洗性能测试ꎬ发现复合导电织物具有较好的耐水洗性能ꎮ«丝绸»官网下载㊀中国知网下载参考文献:[1]SUNCꎬLIXꎬZHAOJꎬetal.AfreestandingpolypyrrolehybridelectrodesupportedbyconductingsilkfabriccoatedwithPEDOT︰PSSandMWCNTsforhigh ̄performancesupercapacitor[J].ElectrochimicaActaꎬ2019ꎬ317:42 ̄51.[2]LIUFꎬWANGSꎬHANGꎬetal.Multiwalledcarbonnanotubes/polypyrrole/graphene/nonwovenfabriccompositesusedaselectrodesofelectrochemicalcapacitor[J].JournalofAppliedPolymerScienceꎬ2014ꎬ131(21):1023 ̄1034.[3]LIUDꎬZHANGQꎬPEIHꎬetal.SynchronousdualrolesofcoppersulfideontheinsulatingPETfabricforhigh ̄performanceportableflexiblesupercapacitors[J].Energy&Fuelsꎬ2021ꎬ35(8):6880 ̄6891.[4]ZHAOCꎬZHANGCꎬWANGPꎬetal.Wet ̄spunPEDOT︰PSS/ionicliquidcompositefibersforwearablee ̄textiles[J].EuropeanPolymerJournalꎬ2023ꎬ190:112025.[5]LIANGYꎬLUOXꎬHUZꎬetal.DepositionofZIF ̄67andpolypyrroleoncurrentcollectorknittedfromcarbonnanotube ̄wrappedpolymeryarnsasahigh ̄performanceelectrodeforflexiblesupercapacitors[J].JournalofColloidandInterfaceScienceꎬ2023ꎬ631:77 ̄85.[6]WUCꎬLUOYꎬWANGJꎬetal.StudyonpreparationandperformanceofPEDOT︰PSS/PVA/Agconductivefiber[J].TheJournaloftheTextileInstituteꎬ2022ꎬ113(6):1176 ̄1184. [7]XUSꎬHAOHꎬCHENYꎬetal.Flexibleall ̄solid ̄statesupercapacitorsbasedonPPy/rGOnanocompositeoncottonfabric[J].Nanotechnologyꎬ2021ꎬ32(30):1231 ̄1245. [8]LINJHꎬFUXDꎬLITTꎬetal.Structuredesignofmulti ̄functionalflexibleelectrocardiogramelectrodesbasedonPEDOT︰PSS ̄coatedfabrics[J].JournalofIndustrialTextilesꎬ2022ꎬ51(5):8091 ̄8102.[9]ISLAMGMNꎬALIMAꎬCOLLIES.PolydopaminetreatedandPEDOT︰PSScoatedwashdurableconductivetextilesforwearableapplications[J].FibersandPolymersꎬ2022ꎬ23(4):914 ̄924. [10]WENJꎬXUBꎬZHOUJꎬetal.Novelhigh ̄performanceasymmetricsupercapacitorsbasedonnickel ̄cobaltcompositeandPPyforflexibleandwearableenergystorage[J].JournalofPowerSourcesꎬ2018ꎬ402:91 ̄98.[11]王鹏ꎬ王明序ꎬ沈明ꎬ等.PEDOT:PSS纤维国内外研究进展[J].丝绸ꎬ2021ꎬ58(4):29 ̄35.WANGPengꎬWANGMingxuꎬSHENMingꎬetal.ResearchprogressofPEDOT:PSSfiberathomeandabroad[J].JournalofSilkꎬ2021ꎬ58(4):29 ̄35.[12]HOUMꎬHONGXꎬTANGYꎬetal.Chemicallyreducedgrapheneoxide ̄coatedknittedfabricimpartedconductivityandoutstandinghydrophobicity[J].TextileResearchJournalꎬ2021ꎬ91(19/20):2169 ̄2183.[13]虞茹芳ꎬ洪兴华ꎬ祝成炎ꎬ等.还原氧化石墨烯涂层织物的电加热性能[J].纺织学报ꎬ2021ꎬ42(10):126 ̄131.YURufangꎬHONGXinghuaꎬZHUChengyanꎬetal.Electricalheatingpropertiesoffabricscoatedbyreducedgrapheneoxide[J].JournalofTextileResearchꎬ2021ꎬ42(10):126 ̄131.[14]LIANGFꎬLIUZꎬLIUY.SynthesisofMnO2/PPynanocompositesbynovelemulsifyingdeviceanditselectrochemicalperformances[J].JournalofSol ̄GelScienceandTechnologyꎬ2020ꎬ95(2):289 ̄299. [15]KANGBCꎬPARKSJꎬCHOIHJꎬetal.All ̄solution ̄processedwearablemoist ̄electricgeneratorsbasedonengineerednanocompositesofcarbonnanotubeandgelatinincorporatedwithPEDOT:PSSinterfacialblockinglayer[J].NanoEnergyꎬ2022ꎬ104:2154 ̄2169.[16]CAIGꎬHAOBꎬLUOLꎬetal.Highlystretchablesheath ̄coreyarnsformultifunctionalwearableelectronics[J].ACSAppliedMaterials&Interfacesꎬ2020ꎬ12(26):29717 ̄29727.[17]KIMB ̄HꎬKIMSꎬKIMSꎬetal.Chargedynamicsonsizeconfinedconductingpolymersthroughelectronparamagneticresonancespectroscopy[J].OrganicElectronicsꎬ2020ꎬ85:5860 ̄5879. [18]LUYꎬYANGQꎬWANGSꎬetal.Electrochemicalperformancesofgraphene/poly ̄3ꎬ4 ̄dioxyethylenethiopheneaerogelsassupercapacitorelectrodematerials[J].Ionicsꎬ2021ꎬ27(8):3615 ̄3626.96Vol.60㊀No.11PreparationandpropertiesofcompositeconductivefabricsPreparationandpropertiesofcompositeconductivefabricsXIAOQi123SUNHongyu3JIAJiru1YANGYa14CHENTianying2TANPijun1ZHANGWenqin1ZHANGZifu1KONGLu11.SchoolofTextileGarmentandDesign ChangshuInstituteofTechnology Changshu215500China 2.KeyLaboratoryofIntelligentTextileandFlexibleInterconnectionofZhejiangProvince Hangzhou310018China 3.BinzhouHuafangEngineeringTechnologyResearchInstituteCo.Ltd.Binzhou256600China 4.ChinaNationalTextileandApparelCouncilKeyLaboratoryforSilkFunctionalMaterialsandTechnologySoochowUniversity Suzhou215123ChinaAbstract Withtheincreasingdemandforintelligentwearabledevices conductivefabricshavegreatdevelopmentpotentialintheintelligentwearablefield.Conductivefabricshavetheadvantagesofgoodconductivity inherentflexibilitybreathability andeasyintegration.Loadingvariousconductivematerialsontoflexiblefabricsubstratesisaneffectivewaytoprepareconductivefabrics.Conductivematerialsincludeconductivepolymers carbonnanomaterials andmetals.Inthepast singlecomponentconductivepolymerssuchaspoly34 ̄ethylenedioxythiophene PEDOT wereusedtoprepareconductivefabrics.Suchconductivefabricshavetheadvantagesofnon ̄toxicity non ̄pollution andgoodmechanicalstability.However theirconductivityisrelativelylowcomparedtometal ̄basedandcarbon ̄basedconductivefabrics.Carbon ̄basedconductivefabricshavetheproblemofpooradhesionbetweencarbon ̄basedmaterialsandfabricsubstrate.Thischaracteristicaffectsthestabilityofconductivefabrics.Therefore thereisstillasignificantgapbetweenachievinghighlyconductiveandstableconductivefabricsandpracticalapplications.FullyutilizingthesynergisticeffectofconductivepolymersandreducedgrapheneoxideRGO canpreparecompositeconductivefabricswithhighconductivityandstability.Thisstudyselectspolyesterfabricsasthesubstrate.TheimpregnationmethodwasusedtoloadRGOandthein ̄situpolymerizationmethodwasusedtoloadpoly34 ̄ethylenedioxythiophene sodiumpolystyrenesulfonate PEDOT︰PSS andpolypyrrolePPy ontothefabricsubstrate.ThismethodcanpreparePPy/PEDOT︰PSS/RGOcompositeconductivefabrics.Thisstudyusestheorthogonalexperimentaldesignmethodtostudytheprimaryandsecondaryeffectsoffourfactorsonthevolumeresistivityofcompositeconductivefabrics.ThesefourfactorsincludegrapheneGO 34 ̄ethylenedioxythiopheneEDOT sodiumpolystyrenesulfonatePSS andpyrrolePy intheorthogonalexperimentaldesign.Andeachfactorhasthreelevels.TheorderofeffectoffourfactorsonthevolumeresistivityofcompositeconductivefabricsisPSS>Py>EDOT>GO.Theoptimalprocessparametersarefurtherdeterminedbyusingrangeanalysis.Onthisbasis thesinglefactormethodwasusedtostudytheeffectoffourfactorsonthevolumeresistivityofcompositeconductiveconductivefabrics.ResearchhasfoundthatwhentheGOmassconcentrationis5g/L theEDOTconcentrationis0.15mol/L thePSSmassconcentrationis15g/L andthePyconcentrationis0.14mol/L thecompositeconductivefabrichasthesmallestvolumeresistivityof0.88Ω㊀ m.TheeffectsofGOmassconcentration PSSmassconcentration EDOTconcentration andPyconcentrationonthevolumeresistivityofcompositeconductivefabricsshowthesameregularity.Thatis theyallshowatrendoffirstdecreasingandthenincreasing.ThehighspecificsurfaceareaofRGOincreasestheloadingcapacityofPEDOTandPPy.PEDOTandPPycanformconjugatedpolymers.Thesynergisticeffectofthethreesubstanceseffectivelyimprovestheconductivityandwaterwashingresistanceofthecompositeconductivefabric.Thecombinationofcarbon ̄basedmaterialRGOandconjugatedpolymerPEDOT︰PSS PEDOTfullyutilizesthesynergisticeffectofthethreesubstances.Thismakesthepreparedcompositeconductivefabrichaveexcellentconductivityandwaterwashingresistance.Inthefuture itcanbeappliedtofieldssuchasmonitoringhumanmotionsignalsandflexiblefabricelectrodes.Theresearchresultsprovidereferenceandsuggestionsforthedesignanddevelopmentofintelligentwearabletextiles.Keywords compositeconductivefabric polypyrene poly34 ̄ethylenedioxythiophene reductiongrapheneoxide insitupolymerization07。

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文献标识码:A
文章编号:1671-1602(2018)19-0106-01
1 引言
导电织物的种类很多,如聚吡咯导电 织物、聚苯胺复合导电织物、碳纳米管柔性 导电织物、金属化导电织物以及镀银织物 等,这些导电织物大致可分为三类,编织型 导电织物,涂层型导电织物和其他类型导 电织物。本文主要介绍金属织物的几种制 备方法。
电阻蒸发源蒸镀法镀膜设备构造简 单 ,造 价 便 宜 ,使 用 可 靠 ,此 工 艺 适 合 做 对 膜的质量要求不高的生产中。其缺点是加 热所能达到的最高温度有限,加热器的寿 命较短。
高频感应蒸发源蒸镀法蒸发源的温度 均 匀 稳 定 ,温 度 控 制 较 容 易 ,操 作 简 单 ,但 其必须采用抗热震性好,高温化学性能稳 定的氮化硼坩埚。
参考文献: [1]黄爱华,王强.不导电真空溅镀工艺与手机外壳表
面处理[J].现代塑料加工应用,2008,20(05):56-58. [2]邸英浩,曹晓明.真空 镀膜技术的现状 及进展
[J].天津冶金,2004(05):45-48+54. [3]杨晓凤,张葛成,钟菲菲,等.金属复合织物的制备
及其应用[J].纺织科技进展,2015(07):1-5. [4]CANONICO,PAOLO,LUCIGNANO,CARMINE.
金属纤维混纺的工艺是将金属丝利用 模具的作用对金属丝反复的拉伸从而得到 具有一定直径的金属纤维,这种工艺被称 作 直接 拉丝 法 ,这 种 工 艺 制 作的 纤维 ,尺 寸 精 准 ,纤 维 表 面 光 滑 ,但 也 存 在 一 些 缺 点 , 如工序繁杂,生产周期长。其次金属纤维混 纺还有另一种方法,是将少至几十根多到 上万根的金属丝包在一个圆形的管里进行 进行拉伸,这种方法实现了前所未有的可 以同时对多根金属丝的拉伸,待直径达到 需 要时 芯丝 分 离,种 工 艺 提 高了 生产 效率 , 也较低了成本。 2.2 金属涂层
THEORIES AND RESEARCH
导电织物的制备方法研究进展
郭馨,王威
(天津工业大学,天津 300000)
摘 要:导电织物具有的抗电磁辐射,抗静电等性能在很多领域广泛应用,其中金属化织物的制备方法多,使其应用更加广泛,本文介
绍了金属织物的制备方法。来自关键词:导电织物;金属化织物;制备方法
中图分类号:TQ322.94
真空蒸发镀的操作是在真空室中进行 的,加热蒸发容器中等待形成薄膜的原材 料,使其原子或分子从表面气化逸出,形成 蒸汽流,然后入射到固体表面,进而凝结形 成固体薄膜的方法。此方法按蒸发源的不 同可以分为电子束蒸发源蒸镀法,电阻蒸 发源蒸镀法,高频感应蒸发源蒸镀法和激 光束蒸发源蒸镀法。
其中电子束蒸发源蒸镀法对于一般电 阻加热蒸发做出了很多的改进,适合制作 熔点薄膜材料和高纯薄膜材料,根据电子 束蒸 发源 型式 不同 ,可分 为 环形 枪,直枪 ,e 型枪和空心阴极电子枪等。总的来说此方 法热效率高,热传导和热辐射的损失少。
2 金属化织物的制备方法
金属化织物通常情况下是利用金属纤 维或金属纱线利用编织技术织成的织物, 其 制 备 方 法 主 要 有 金 属 纤 维 混 纺 ,金 属 涂 层 ,真 空 蒸发 镀,真 空溅 镀,化学 镀 等 ,从 而使金属化织物具有抗电磁辐射,抗菌, 抗静电等性能,使得金属化织物可 以应用 在 电磁 屏蔽 ,服 饰,医 疗,军事 等领 域 ,随 着 科 技 的 不 断 进 步 ,金 属 化 织 物 的 应 用 会 更加广泛。 2.1 金属纤维混纺
激光束蒸发源蒸镀法是理想的薄膜制 备方法,可以完全避免蒸发气对被镀材料 的污染,达到了膜层纯洁的目的。 2.4 真空溅镀
真空溅镀是 一种物理镀膜的 方法,真 空镀膜需要在较高真空度下在塑件表面沉 积各种金属薄膜分蒸发和溅射两种,具体 种类包括真空离子蒸发,磁控溅射,激光溅
射沉积等。溅射类镀膜是利用一种光放电 的技术,将离子撞击靶材上面,使靶材的表 面可以原子团或离子形式被溅射 出来,然 后沉积在基片表面,最终形成薄膜。溅镀得 到的薄膜的性质均匀度都比蒸发镀膜好, 但是速度却不及蒸发镀。所以真空蒸发,溅 射镀膜通常被称为物理气相沉积法是基本 的薄膜制备技术,都要求沉积薄膜的空间 有一定的真空度,真空技术是薄膜制作技 术 的基 础,获 得并 保持 所需 的 真 空 环 境 ,是 镀膜的必要条件。 2.5 化学镀
A METHODFORMAKINGPARTIALLY METALLIZED PRECISION SYNTHETIC THREAD SQUAREMESHFABRICSFORAESTHETICOR MARKING APPLICATIONS [P].WO2014045088, 2014-03-27. [5]Han Min Sick.METHOD FOR PRODUCING ALUMINIUM METALLIZED FABRICS FOR SHADING SUNLIGHT [P].KR1019830001669, 1983-08-23.
涂层的过程中关键的步骤是将金属材料 纳 米 粒 子 化 ,使 其 所 具 有 的 性 能 更 加 的 稳 定,金属材料的纳米化还可以增大比表 面 积 ,这 种 加 工 方 法 加 工 简 便 ,成 本 较 低 ,耐 磨性和耐化学腐蚀性好。但同时也存在一 些不足,如果制作工艺不恰当会造成制 备 的织物的涂层脱落的现象,织物手感差, 透气 性也 会受 到影 响,导 电 ,电 磁 屏 蔽 性 能效果差。 2.3 真空蒸发镀
金属涂层织物的制备工艺主要作用的 是 导 电 的 金 属 或 金 属 氧 化 物 ,是 将 其 加 到 涂 层浆 内,接着 涂 覆 到 织 物 上 ,从 而 形 成 导电涂层,其中金属或金属氧化物主 要有 银 ,铜 ,四 氧 化 三 铁 等 ,这 种 工 艺 制 备 所 得 的织物具有电磁屏蔽导电的性能。在制作
化学镀是利用氧化还原反应在织物表 面包裹一层金属,利用金属镀层实现织物 所具有的性能效果。化学镀成本低,易操 作,制备的织物具有良好的导电性,提高了 大批量生产导电织物的可能性。
3 总结
金属化 导电织物 的制备方法很 多 ,金 属 化织 物具 有 抗电 磁 辐 射,抗静 电,抗 菌 等 性 能 ,因 此 在 电 磁 屏 蔽 ,医 疗 ,军 事 等 领 域 有广泛的应用,金属化织物的研究将会成 为热点。
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