邊防戰(zhàn)士們的生活環(huán)境是非常艱苦,我國的北方以及西部地區(qū),很多地方天氣都是非常寒冷,而且很多都是高原地區(qū),在最寒冷的時候都是處于一片冰天雪地的狀態(tài),軍人們平時站崗、訓(xùn)練以及巡邏都需要與寒冷的天氣做斗爭。此外,戰(zhàn)士們巡邏出汗后,腳上又容易滋生細(xì)菌,產(chǎn)生腳氣,影響戰(zhàn)士們的健康狀態(tài)。
近期,西安工程大學(xué)樊威教授團(tuán)隊將原位聚合技術(shù)、共軛靜電紡絲技術(shù)與紗線加捻技術(shù)相結(jié)合,制備了具有高耐磨性、優(yōu)良電熱性能、光熱性能、抗菌性能和緩釋性能的抗菌和加熱性能可調(diào)的微納結(jié)構(gòu)紗線及其紡織品。如圖1所示,首先采用原位聚合法制備了聚吡咯/棉(PPy/棉)電熱紗線。在此基礎(chǔ)上,以PPy/棉電熱紗線為芯紗,外層采用共軛靜電紡絲技術(shù)包覆聚丙烯腈-酮康唑/納米氧化鋅(PAN-KCZ/ZnO)納米纖維,再將納米纖維包覆紗與電熱紗線合股加捻制備成可加熱/抗菌的微納結(jié)構(gòu)復(fù)合紗線。
圖1 加熱/抗菌微納結(jié)構(gòu)復(fù)合紗線的制備
圖2 加熱/抗菌微納結(jié)構(gòu)復(fù)合紗線的形貌及紅外表征
SEM和FTIR(圖2)結(jié)果表明,外層納米纖維中的PAN-ZnO/KCZ沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng),保證了雜化材料的抗菌性。制備的納米纖維包覆紗形貌良好、粗細(xì)均勻,且有取向地緊密包覆在芯紗表面。當(dāng)復(fù)合紗線捻度為50捻/10 cm時,斷裂強(qiáng)力為14.5 MPa,斷裂伸長為7.6%,耐磨次數(shù)為434次,明顯優(yōu)于常規(guī)的40S合股棉紗,加捻工藝顯著提高了復(fù)合紗線的耐磨及力學(xué)性能(圖3)。
圖3 加熱/抗菌微納結(jié)構(gòu)復(fù)合紗線的耐磨性及強(qiáng)力
同時,利用該復(fù)合紗線制備的織物具有優(yōu)異的電熱及光熱性能。圖4所示,1.5 V電壓下,溫度可升至人體正常體溫37 ℃,5 V電壓下,溫度可達(dá)到104.5 ℃。在日光燈照射下,織物表面溫度最高可達(dá)到106 ℃。
圖4 加熱/抗菌微納結(jié)構(gòu)復(fù)合紗線及織物的電熱及光熱性能
圖5 加熱/抗菌微納結(jié)構(gòu)復(fù)合紗線的抗菌性能
圖6 加熱/抗菌微納結(jié)構(gòu)復(fù)合紗線的緩釋性能
圖7 加熱/抗菌微納結(jié)構(gòu)復(fù)合紗線及其織物的應(yīng)用
論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.140917
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