Поскольку индустрия химических волокон стремится к высокопроизводительной и многофункциональной трансформации, полые 3D-материалы из графенового волокна стали ключевой силой в преодолении ограничений традиционных химических волокон благодаря своей уникальной структуре и превосходным характеристикам. Они не только вносят технологическую жизненную силу в отрасль, но и расширяют границы применения. Его ценность и производственный процесс заслуживают углубленного обсуждения.

полые 3D-материалы из графенового волокна в первую очередь преодолели узкое место в производительности традиционных химических волокон. Хотя традиционные химические волокна, такие как полиэстер и нейлон, имеют низкую стоимость, у них есть такие проблемы, как недостаточная прочность и плохая устойчивость к атмосферным воздействиям, что затрудняет удовлетворение потребностей в высокотехнологичных областях. Когда высокая прочность и высокая проводимость графена сочетаются с легким весом и высокой воздухопроницаемостью полой 3D-структуры, прочность материала на разрыв более чем на 30% выше, чем у обычных химических волокон. Он также обладает отличной теплопроводностью и устойчивостью к ультрафиолетовому излучению. Его можно напрямую использовать в высококачественной уличной одежде, легких компонентах для аэрокосмической отрасли и других сценариях, заполняя пробел в высокопроизводительной области материалов из химических волокон.

Во-вторых, этот материал способствует функциональному обновлению индустрии химических волокон. Традиционные химические волокна имеют единственную функцию и в основном ограничены областью текстильных тканей. Однако полые 3D-материалы из графенового волокна могут разрабатывать функциональные продукты, такие как медицинские антибактериальные повязки и материалы для водяных фильтров, благодаря адсорбционным свойствам полой структуры и антибактериальным свойствам графена. Например, его полые каналы могут эффективно поглощать загрязняющие вещества в воде, с эффективностью фильтрации более 95%, а антибактериальные свойства графена могут подавлять рост бактерий, предоставляя возможности для межотраслевого применения, такого как охрана окружающей среды и медицинское лечение, и расширяя рыночную территорию индустрии химических волокон.

полые 3D-материалы из графенового волокна также отвечают низкоуглеродным потребностям отрасли. В процессе производства в качестве матрицы можно использовать биоразлагаемые полимеры с низкой дозировкой графеновых нанопластин (только 0,5%-1% добавление может обеспечить скачок производительности), снижая потребление ресурсов; в то же время полая структура снижает плотность материала на 40%, что может уменьшить использование красителей и добавок при последующей обработке, помогая индустрии химических волокон достичь цели «двойного углерода» и способствуя переходу отрасли к экологичности.

подготовка материала требует четырех ключевых этапов. Первый этап - подготовка сырья. Графеновые нанопластины равномерно диспергируются в прядильной жидкости из полиэстера или полиамида с помощью технологии ультразвуковой дисперсии. Концентрация дисперсии и размер частиц контролируются для обеспечения равномерного распределения графена, что является основой для обеспечения производительности материала. Второй этап - композитное прядение. Для прядения в оборудовании для прядения из расплава используется полая фильера. Регулируя апертуру фильеры (обычно 0,1-0,3 мм) и температуру прядения (260-280℃), пряденные волокна образуют полую структуру, а устройство для вытяжки используется для контроля кратности вытяжки волокна (обычно 3-5 раз) для улучшения прочности волокна; третий этап - обработка 3D-формования, где пряденные полые волокна переплетаются в 3D через плетельную машину. Для трехмерной структуры плотность плетения регулируется в соответствии с требованиями применения. Например, рыхлое плетение используется при использовании для фильтрующих материалов, а плотное плетение используется для конструктивных деталей. Последний этап - последующая обработка и тестирование. 3D-формованный материал подвергается термообработке (температура 120-150°C) для стабилизации структуры, а затем полость обнаруживается с помощью электронного микроскопа, а механические свойства проверяются с помощью машины для испытания на растяжение, чтобы убедиться, что продукт соответствует отраслевым стандартам.

Сегодня полые 3D-материалы из графенового волокна появились во многих областях. С постоянной оптимизацией производственных процессов и снижением затрат это будет способствовать дальнейшему преобразованию индустрии химических волокон от «базового производства» к «высокотехнологичному интеллектуальному производству» и станет основной движущей силой для высококачественного развития отрасли.