W jaki sposób przewodnictwo nietkane tkaninowe przewodność i oddychalność tkanina?

Jako nowy materiał funkcjonalny, Przewodzący tkaninę na gorące powietrze jest szeroko stosowany w inteligentnych urządzeniach do noszenia, monitorowaniu medycznym, wnętrzach samochodowych i sprzęcie elektronicznym. Jego największą cechą jest to, że może zapewnić materiałowi doskonałą przewodność przy jednoczesnym zachowaniu lekkości, miękkości i oddychalności tradycyjnych tkanin. Jednak w praktycznych zastosowaniach, jak poprawić przewodność bez poświęcania jej oddychalności, stał się kluczowym problemem technicznym w zakresie projektowania i produkcji materiałów.

1. Podstawowa struktura i zasada przewodzącego tkaniny na gorące powietrze
Przewodząca tkanina z gorącego powietrza jest zwykle wykonana z materiałów polimerowych, takich jak poliester (PET) i polipropylen (PP) jako materiał podstawowy, i jest przygotowywany przez dodanie wypełniaczy przewodzących (takich jak sadowa czarna, grafen, nanocząstki metalu lub polimery przewodzące). Proces formowania wykorzystuje technologię wiązania gorącego powietrza do częściowego stopienia i wiązania włókien przez przepływ powietrza o wysokiej temperaturze, tworząc trójwymiarową porowatą strukturę.

Ta struktura nie tylko zapewnia wytrzymałość mechaniczną i elastyczność materiału, ale także zachowuje dużą liczbę mikroporowatym kanałom, osiągając w ten sposób dobrą oddychalność. Wydajność przewodzącego zależy od stanu dystrybucji przewodzącego wypełniacza w sieci światłowodowej i ścieżki przewodzącej utworzonej przez jego połączenie.

2. Sprzeczność i mechanizm równowagi między przewodnością a przepuszczalnością powietrza
W projekcie materiałów często istnieje pewna sprzeczność między przewodnością a przepuszczalnością powietrza:

Wymagania dotyczące przewodności: Aby uzyskać wyższą przewodność, zwykle konieczne jest zwiększenie zawartości wypełniaczy przewodzących lub zwiększenie ich łączności w matrycy, co może powodować wypełnienie lub zablokowanie luk włókien.

Wymagania przepuszczalności powietrza: przepuszczalność powietrza zależy od stosunku pustki i struktury porów wewnątrz materiału. Jeśli wypełniacze przewodzące będą rozmieszczone zbyt gęsto, porowatość zostanie zmniejszona i wpłynie to na cyrkulacja powietrza.
Dlatego, aby osiągnąć równowagę między nimi, konieczne jest rozpoczęcie od następujących aspektów:

Zoptymalizuj rodzaj i odsetek wypełniaczy przewodzących
Wybór wypełniaczy przewodzących o wysokim współczynniku kształtu i niskim progu perkolacji (takich jak nanorurki węglowe, grafen) może osiągnąć lepszą przewodność przy niższej ilości dodania, zmniejszając w ten sposób wpływ na strukturę przepuszczalności powietrza.

Regulacja układu błonnika i struktury porów
Podczas procesu wiązania gorącego powietrza stopień wiązania między włóknami jest kontrolowany poprzez dostosowanie prędkości przepływu powietrza, temperatury i czasu w celu zapewnienia tworzenia stabilnej trójwymiarowej struktury szkieletu przy jednoczesnym zachowaniu wystarczającej przestrzeni porów.
Projekt struktury kompozytowej
Warstwa przewodzącego i oddychająca warstwa są komponentnie zaprojektowane, takie jak pokrycie powierzchni materiałami przewodzącymi lub układanie włókien przewodzących i zwykłych włókien w warstwach, które mogą osiągnąć lokalną funkcję przewodzącą bez wpływu na ogólną oddychalność.
Wprowadzenie procesu leczenia mikroporowatego
Po utworzeniu materiału struktura mikroporowata jest dalej tworzona metodami fizycznymi lub chemicznymi, co pomaga poprawić oddychalność bez znaczącego wpływu na integralność sieci przewodzącej.

3. Wydajność i weryfikacja w praktycznych zastosowaniach
W inteligentnych urządzeniach do noszenia przewodzące tkaniny bez tkanin są często stosowane do elastycznych czujników, elementów grzewczych lub tkanin anistatycznych. Te scenariusze aplikacji mają wysokie wymagania dotyczące wygody materiału, więc nie można zignorować oddychalności.

Dane eksperymentalne pokazują, że zoptymalizowana przewodząca tkanina bez tkanin ma rezystywność mniejszą niż 10^3 Ω · cm i przepuszczalność powietrza powyżej 50 l/(m² · s), która w pełni spełnia potrzeby komfortu noszenia ludzi. Ponadto materiał może nadal utrzymywać stabilne właściwości przewodzące po wielokrotnym zginaniu i rozciąganiu, wykazując dobrą trwałość.

Przewodne tkaniny na gorącym powietrzu wykazują duży potencjał w równoważeniu przewodności i oddychalności. Dzięki współpracy innowacji w dziedzinie materiałów i technologii przetwarzania materiałów możemy nie tylko rozwiązać funkcjonalne ograniczenia tradycyjnych materiałów, ale także rozszerzyć granice zastosowania w pojawiających się dziedzinach. W przyszłości, ponieważ technologia będzie się rozwijać, takie materiały będą odgrywać ważniejszą rolę w dziedzinach inteligentnych tekstyliów i elastycznej elektroniki.