Hvordan er ledende varmluft ikke-vævet stofbalancevejledning og åndbarhed?

Som et nyt funktionelt materiale, Ledende varm luft ikke-vævet stof er vidt brugt i smarte wearables, medicinsk overvågning, bilinteriør og elektronisk udstyr. Dets største træk er, at det kan give materialet fremragende ledningsevne, samtidig med at de opretholdt lethed, blødhed og åndbarhed af traditionelle ikke-vævede stoffer. I praktiske anvendelser er hvordan man forbedrer ledningsevnen uden at ofre dens åndbarhed blevet et vigtigt teknisk problem inden for materialesign og fremstilling.

1. Grundlæggende struktur og princip om ledende varmluft ikke-vævet stof
Ledende varmlufts ikke-vævet stof er normalt lavet af polymermaterialer, såsom polyester (PET) og polypropylen (PP) som basismateriale, og fremstilles ved tilsætning af ledende fyldstoffer (såsom carbon sort, grafen, metal nanopartikler eller ledende polymerer). Dens støbningsproces bruger varm luftbindingsteknologi til delvist at smelte og binde fibrene gennem luftstrøm med høj temperatur til at danne en tredimensionel porøs struktur.

Denne struktur sikrer ikke kun materialets mekaniske styrke og fleksibilitet, men bevarer også et stort antal mikroporøse kanaler og opnås derved god åndbarhed. Den ledende ydeevne afhænger af fordelingstilstanden for det ledende fyldstof i fibernetværket og den ledende sti dannet ved dens sammenkobling.

2. modsigelse og balancemekanisme mellem ledningsevne og luftpermeabilitet
I materialedesign er der ofte en vis modsigelse mellem konduktivitet og luftpermeabilitet:

Konduktivitetskrav: For at opnå højere ledningsevne er det normalt nødvendigt at øge indholdet af ledende fyldstoffer eller forbedre deres forbindelse i matrixen, hvilket kan medføre, at fiberhullerne skal udfyldes eller blokeres.

Krav til luftpermeabilitet: Luftpermeabilitet afhænger af tomrumsforholdet og porestrukturen inde i materialet. Hvis de ledende fyldstoffer distribueres for tæt, reduceres porøsiteten, og luftcirkulationen vil blive påvirket.
For at opnå en balance mellem de to er det derfor nødvendigt at starte fra følgende aspekter:

Optimer typen og andelen af ​​ledende fyldstoffer
Valg af ledende fyldstoffer med højt aspektforhold og lav perkolationsgrænse (såsom carbon nanorør, grafen) kan opnå bedre ledningsevne ved et lavere tilsætningsbeløb og derved reducere påvirkningen på luftpermeabilitetsstrukturen.

Regulering af fiberarrangement og porestruktur
Under den varme luftbindingsproces kontrolleres bindingsgraden mellem fibre ved at justere luftstrømningshastigheden, temperaturen og tiden for at sikre dannelsen af ​​en stabil tredimensionel skeletstruktur, mens den bevarer tilstrækkelig poreplads.
Composite Structure Design
Det ledende lag og det åndbare lag er sammensat designet, såsom belægning af overfladen med ledende materialer, eller at arrangere de ledende fibre og almindelige fibre i lag, som kan opnå lokal ledende funktion uden at påvirke den samlede åndbarhed.
Introduktion af mikroporøs behandlingsproces
Når materialet er dannet, dannes den mikroporøse struktur yderligere ved fysiske eller kemiske metoder, hvilket hjælper med at forbedre åndbarheden uden væsentligt at påvirke integriteten af ​​det ledende netværk.

3. præstation og verifikation i praktiske applikationer
I smarte bærbare enheder bruges ofte ikke-vævede stoffer med varm luft til fleksible sensorer, opvarmningselementer eller antistatiske stoffer. Disse applikationsscenarier har høje krav til materialets komfort, så åndbarheden kan ikke ignoreres.

Eksperimentelle data viser, at det optimerede ledende varmlufts ikke-vævede stof har en resistivitet på mindre end 10^3 Ω · cm og en luftpermeabilitet på mere end 50 l/(m² · s), som fuldt ud opfylder behovene hos menneskelig brug af komfort. Derudover kan materialet stadig opretholde stabile ledende egenskaber efter gentagen bøjning og strækning, hvilket viser god holdbarhed.

Ledende varmlufts ikke-vævede stoffer viser et stort potentiale i afbalancering af ledningsevne og åndbarhed. Gennem samarbejdet innovation af materialevidenskab og behandlingsteknologi kan vi ikke kun løse de funktionelle begrænsninger af traditionelle materialer, men også udvide deres applikationsgrænser inden for nye felter. I fremtiden, når teknologien fortsætter med at gå videre, vil sådanne materialer spille en vigtigere rolle inden for smarte tekstiler og fleksibel elektronik.