Cum este conductivă activitatea de țesătură a aerului cald, conductivitatea și respirabilitatea echilibrului?

Ca material funcțional nou, Țesătură conductivă cu aer cald este utilizat pe scară largă în purtabile inteligente, monitorizare medicală, interioare auto și echipamente electronice. Cea mai mare caracteristică a acesteia este că poate oferi materialului o conductivitate excelentă, menținând în același timp ușurința, moliciunea și respirabilitatea țesăturilor tradiționale nețesute. Cu toate acestea, în aplicații practice, modul de îmbunătățire a conductivității fără a -și sacrifica respirabilitatea a devenit o problemă tehnică cheie în proiectarea și fabricarea materialelor.

1. Structura de bază și principiul țesăturii conductive cu aer cald
Țesătura conductivă cu aer cald, care este de obicei confecționată din materiale polimerice, cum ar fi poliester (PET) și polipropilenă (PP) ca material de bază și este preparată prin adăugarea de umpluturi conductoare (cum ar fi negru de carbon, grafen, nanoparticule metalice sau polimeri conductori). Procesul său de modelare folosește tehnologia de legare a aerului cald pentru a topi și a lega parțial fibrele prin fluxul de aer la temperatură ridicată pentru a forma o structură poroasă tridimensională.

Această structură nu numai că asigură rezistența mecanică și flexibilitatea materialului, dar păstrează și un număr mare de canale microporoase, obținând astfel o bună respirație. Performanța conductivă depinde de starea de distribuție a umpluturii conductoare în rețeaua de fibre și de calea conductivă formată prin interconectarea acesteia.

2. MECANISMUL DE CONTRODICARE ȘI DE BALANȚĂ ÎNTRE CONDUCTIVE ȘI PERMEABILITATEA AIRULUI
În proiectarea materialelor, există adesea o anumită contradicție între conductivitate și permeabilitatea aerului:

Cerințe de conductivitate: Pentru a obține o conductivitate mai mare, este de obicei necesară creșterea conținutului de umpluturi conductive sau îmbunătățirea conectivității acestora în matrice, ceea ce poate determina umplerea sau blocarea lacunelor de fibre.

Cerințe de permeabilitate a aerului: Permeabilitatea aerului depinde de raportul de gol și de structura porilor din interiorul materialului. Dacă umpluturile conductoare sunt distribuite prea dens, porozitatea va fi redusă și circulația aerului va fi afectată.
Prin urmare, pentru a obține un echilibru între cele două, este necesar să porniți de la următoarele aspecte:

Optimizați tipul și proporția de umpluturi conductoare
Alegerea umpluturilor conductoare cu un raport de aspect ridicat și un prag de percolare scăzut (cum ar fi nanotuburile de carbon, grafenul) poate obține o conductivitate mai bună la o cantitate mai mică de adăugare, reducând astfel impactul asupra structurii permeabilității aerului.

Reglarea aranjamentului de fibre și a structurii porilor
În timpul procesului de legare a aerului cald, gradul de legare între fibre este controlat prin reglarea vitezei, temperaturii și timpului fluxului de aer pentru a asigura formarea unei structuri stabile tridimensionale de schelet, păstrând în același timp un spațiu suficient
Proiectarea structurii compuse
Stratul conductor și stratul respirabil sunt proiectate în mod compozit, cum ar fi acoperirea suprafeței cu materiale conductive sau aranjarea fibrelor conductoare și a fibrelor obișnuite în straturi, care pot atinge funcția conductivă locală fără a afecta respirabilitatea generală.
Introducerea procesului de tratament microporos
După ce materialul este format, structura microporoasă este formată în continuare prin metode fizice sau chimice, ceea ce ajută la îmbunătățirea respirabilității fără a afecta semnificativ integritatea rețelei conductoare.

3. Performanță și verificare în aplicații practice
În dispozitivele inteligente de purtare, țesăturile conductive cu aer cald nețesute sunt adesea utilizate pentru senzori flexibili, elemente de încălzire sau țesături antistatice. Aceste scenarii de aplicare au cerințe ridicate pentru confortul materialului, astfel încât respirabilitatea nu poate fi ignorată.

Datele experimentale arată că țesătura optimizată a aerului cald, care are o rezistivitate mai mică de 10^3 Ω · cm și o permeabilitate a aerului mai mare de 50 L/(m² · s), care satisface complet nevoile de confort uman. În plus, materialul poate menține în continuare proprietăți conductive stabile după îndoirea și întinderea repetată, arătând o durabilitate bună.

Țesăturile conductive care nu sunt țesute arată un potențial mare în echilibrarea conductivității și a respirabilității. Prin inovația colaborativă a tehnologiei de știință și procesare a materialelor, nu numai că putem rezolva limitările funcționale ale materialelor tradiționale, dar și să extindem limitele aplicației lor în domeniile emergente. În viitor, pe măsură ce tehnologia continuă să avanseze, astfel de materiale vor juca un rol mai important în domeniile textilelor inteligente și electronice flexibile.