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石墨烯在紡織領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展

21世紀(jì)的新材料——石墨烯，是顛覆全球材料科學(xué)的一項(xiàng)劃時(shí)代的創(chuàng)新。石墨烯具有高強(qiáng)度、高模量、輕質(zhì)、超薄、柔韌性好等特點(diǎn)，具有優(yōu)異的透光性、透明度、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、儲(chǔ)能、抗菌、防紫外線、防靜電性能，已在當(dāng)代高科技計(jì)算機(jī)、信息產(chǎn)業(yè)、人工智能、交通運(yùn)輸、航天航空、國防軍工等領(lǐng)域得到較多的應(yīng)用。

由于石墨烯是一種片層的二維納米粒子，不存在類似于高聚物的分子鏈，因此直接制備石墨烯纖維存在一定的難度。目前很多關(guān)于石墨烯纖維的制備仍然僅限于實(shí)驗(yàn)室階段，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用與普及。而氧化石墨烯（GO）由于具有較為豐富的羧基、羥基以及環(huán)氧基，使其在溶劑中的分散性更好，因而實(shí)際應(yīng)用中多以GO為主，再經(jīng)過后期還原得到石墨烯（還原氧化石墨烯，RGO）。充分利用石墨烯的特性和功能，嫁接至紡織纖維和織物上，可擴(kuò)大其用途，特別在高端紡織品的發(fā)展和應(yīng)用方面潛力較大。

在纖維方面的應(yīng)用

隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展，通過將石墨烯納米粒子引入到聚合物纖維基體中，可以開發(fā)石墨烯/聚合物基復(fù)合纖維。石墨烯的引入，有利于改善聚合物纖維的強(qiáng)度、耐熱性、耐候性、抗靜電等諸多性能，增強(qiáng)纖維材料整體性能和應(yīng)用領(lǐng)域。

以石墨烯為載體復(fù)合的纖維有純棉、粘膠等纖維素纖維，滌綸、錦綸、腈綸、氨綸、芳綸、聚乙烯醇、海藻酸鈉、聚丙烯酸等合成纖維。復(fù)合方法則有直接浸軋法、噴涂法、復(fù)配液法、整理法、交聯(lián)改性法等。石墨烯復(fù)合纖維可以充分發(fā)揮其優(yōu)異的特性，而且因含量不高，成本較低，同時(shí)質(zhì)量穩(wěn)定、耐洗耐用。

石墨烯/二氧化錳復(fù)合纖維

（1）山東濟(jì)南圣泉集團(tuán)與黑龍江大學(xué)將石墨烯與玉米芯纖維復(fù)合加工出一種功能纖維，具有防紫外線、抗菌、抑菌等特性，適合服裝、車輛內(nèi)裝飾、醫(yī)療器材、過濾等用途。

圣泉生物質(zhì)石墨烯復(fù)合纖維及其應(yīng)用

（2）韓國電子信息研究所與建國大學(xué)用牛血清蛋白納米膠涂抹覆蓋在棉和滌綸混紡紗線上，再用石墨烯涂層材料包裹，可用于檢測空氣中有害物質(zhì)并作智能過濾器使用。

（3）青島大學(xué)以傳統(tǒng)的粘膠紡絲液為基體制成的石墨烯/粘膠復(fù)合纖維，其導(dǎo)電、熱學(xué)、抗菌性能均有顯著提高。該單位還制成了石墨烯功能化海藻復(fù)合纖維。

（4）國外報(bào)道，將碳納米管和石墨烯片結(jié)合嵌入維綸中，獲得了高強(qiáng)度復(fù)合纖維，纖維剛性達(dá)1000J/g，遠(yuǎn)超蜘蛛絲和芳綸1414。

（5）青島大學(xué)以石墨烯為耐日曬老化功能材料，與水溶性聚氨酯共混得到功能性助劑，通過浸漬涂層技術(shù)涂覆于錦綸長絲表面，制成復(fù)合改性長絲，改善了錦綸的耐日曬性能和導(dǎo)電性能。

在織物方面的應(yīng)用

利用石墨烯化合物對織物改性是石墨烯開發(fā)的亮點(diǎn)。采用的方法有融合、接枝、浸潤、沉積、涂覆等，力求充分發(fā)揮石墨烯的優(yōu)異特性，開發(fā)新型功能性紡織品，如抗菌、防臭、防紫外線、防靜電、防火、防輻射功能性服裝等；開發(fā)產(chǎn)業(yè)用紡織品，如導(dǎo)電、過濾、穿戴設(shè)備、航天航海用紡織品等。

石墨烯改善運(yùn)動(dòng)裝的保暖、抗菌、抗靜電等性能

（1）開發(fā)抗菌純棉織物。將潤濕棉織物浸漬于GO和殼聚糖復(fù)配的抗菌整理液中，使其與棉纖維穩(wěn)固結(jié)合，烘干后用保險(xiǎn)粉還原，制成有一定抗菌能力的棉織物。此外還有先用交聯(lián)劑浸泡織物作濾布，過濾GO水溶液，再和交聯(lián)劑固化得到抗菌織物。

（2）開發(fā)電化學(xué)性能優(yōu)良的棉織物。以棉織物為基材、通過浸潤－干燥法和化學(xué)沉淀法，將GO和二氧化錳接枝于棉織物表面，制成復(fù)合棉織物，再經(jīng)碳化處理，改善電化學(xué)性能。

石墨烯復(fù)合纖維在導(dǎo)電織物中的應(yīng)用

（3）開發(fā)保暖性好可作穿戴設(shè)備傳感器的織物。與以上相似，通過浸潤涂法和原位化學(xué)沉積法將GO接枝到棉織物，再經(jīng)碳化處理使其具有良好的電熱和應(yīng)力傳感性能，適應(yīng)制作加熱保溫、輕質(zhì)薄型時(shí)尚服裝和可穿戴設(shè)備的傳感器等用途。