利用石墨烯改善仿羽绒棉生产品的静电缺点
2020-06-27 14:11:15来源：陕西西安富民无纺
仿羽绒棉是一种非织造布保暖无纺制品，多用于羽绒服和棉被等保暖衣物的填充材料，保温性能很好，但是主要缺点是因为仿羽绒棉是化学纤维，容易积攒电荷，让衣物和被褥带有很大静电，影响使用舒适感。而石墨烯具有很好的电子流动的特性，能释放电荷，解决仿羽绒棉的静电缺点。本文将详细介绍怎么使用石墨烯改善仿羽绒棉的静电缺点。
仿羽绒棉介绍
仿羽绒棉是利用聚酯纤维（PET）、中空纤维（PTA）、低熔点热熔（4080）等化学纤维为原料制作成的，成品的手感轻柔舒适、棉质的感觉很细腻、在运输过程中可以抽真空也不会变形，具有很好的保暖特性和物理特性，是目前替代天然羽绒的很好材料。
石墨烯介绍
石墨烯是一种由以杂化轨道的碳原子组成六角型呈蜂巢晶格材料。这种材料是二维炭性纳米材料。因为具有优异的光学、电学、力学特性，所以石墨烯在能源、化纤、医药等方面有重要的应用前景，是现代工业中不可或缺的一种新材料。
静电问题
化学纤维如（喷胶棉、手塞棉、仿羽绒棉），作为天然纤维（棉花、羊绒、羽毛）的替代品，在产品价格、保暖特性、加工难易度等方面具有很大优势，但唯一的缺点就是静电。这是由于化学纤维不亲水的特性，让棉制品上的电荷不断的积累，在遇到导体的时候，电荷瞬间释放，产生静电，这给使用者带来很大困扰，影响了使用体验。
利用石墨烯解决静电
石墨烯在室温下的载流子迁移率约为15000cm/(V·s)，这一数值超过了硅材料的10倍，因此使用石墨烯可以将积攒的电荷完全释放。具体步骤是：将重量百分比分别为60%的聚酯纤维、20%的中空纤维、20%的低熔点纤维,经充分混合后,与石墨烯溶液进行混合,进行熔融纺丝,制得混合纤维；将混合纤维送入震动给棉箱,经梳理机梳理成网片,将网片经往复式成型机交叉铺网,铺成所需厚度和重量的成网仿羽绒棉；将成网仿羽绒棉送入烘房,渐进式加温,使低熔点纤维熔融,网片相互联结,并经冷却棍冷却处理后,即制成仿羽绒棉；其中,所述石墨烯溶液的制备步骤包括：将天然石墨和NaN03装入反应瓶中并进行冰浴,然后加入硫酸的质量分数为98 %浓硫酸,再加入KMn04,当其中混合溶液温度为160℃-180℃时,保温20min,然后依次加入双氧水和盐酸,用滴定法将溶液配制中性,即得到石墨烯溶液。（此方法获得国家专利，专利号为：CN201911253076.4，专利人：王战亮）
总体来说，使用石墨烯可以改善仿羽绒棉的静电特性，但是这指具有实验理论，并不容易推广使用，主要存在以下几个方面：1、石墨烯溶液没有量产，不具备工业化大批量生产条件。2、加入石墨烯会造成成本的上升，这就将仿羽绒棉在价格上的优势丧失，选择高价改性的仿羽绒棉还不如使用天然羽绒划算。3、因为石墨烯的导热性能为5300W/mK，导热性能十分的高，这就给保温带来很大难度，添加了石墨烯虽然没静电，但也不保暖了。
以上就是西安富民无纺公司，对石墨烯改善仿羽绒棉特性的一点思考和探讨，希望抛砖引玉，得到更好的产品。
