功能化纺织品应用迈向高端,新一代石墨烯纺织保温材料上海发布


文| 圆 圆

编辑| 王亦一

在近日由 石墨烯联盟(CGIA)与 上海市石墨烯产业技术功能型平台联合主办的 2020年度石墨烯产业发展座谈会暨百家企业进宝山启动仪式上, 联盟纺织新材料及产业应用研究院教授王进美带领的研发团队发布了新一代石墨烯纺织保温材料。

石墨烯作为全球炙手可热的新型材料,吸引了80多个国家和地区瞻前布局,中国在石墨烯领域已经走在世界前列,越来越多的石墨烯技术在中国落地开花。此次发布的新材料,各方面工艺技术国际领先,引发业内人士的广泛关注。

经权威检测

各项工艺国际领先

石墨烯凭借其优异的力学、光学、电学和热力学性能,在功能纺织品上的应用日益广泛,对新型功能纺织品研发具有重要意义。特别是随着社会的进步和人们生活水平的提高,环境问题和健康问题已成为人们关注的焦点之一。为应对极寒气候与病毒传播对人们生活带来的影响,研究开发新型一代保温防寒纺织纤维与制品具有重要的社会经济意义。

据 西安工程大学纺织科学与工程学院教授王进美介绍,传统保温材料普遍具有保温性能差、厚重、热湿舒适性差、无微生物防护、静电现象严重等应用痛点。研究团队此次发布的新材料,为采用三层次氧化法制备的高品质石墨烯材料,与自主研发的纳米远红外、相变微胶囊、气凝胶材料结合,利用复合纺丝技术分别开发了石墨烯保温仿羽绒聚丙烯纤维-烯暖绒、中空石墨烯聚丙烯保温纤维-烯暖棉、石墨烯中空超保温粘胶纤维-烯柔棉三类产品。

据了解, 烯暖绒兼具远红外线与蓄热保温效应,在保温性能、抗菌性能、抗静电性能方面表现非常优异,更适合与人体皮肤直接接触,且具有亲肤养肤的作用。烯暖棉是将成型良好的相变微胶囊经过混合制备中空石墨烯保温聚丙烯纤维,将中空石墨烯保温聚丙烯纤维,制备为非织造絮片,可将其相变温度控制在25℃左右,以达到人体适宜的范围之内。烯柔棉利用轻质气凝胶的隔热保温效应,和石墨烯超高的比表面积、良好的红外发射率及优异的导电性等特点,能显著提高保温防寒被服类的热舒适性和安全性,应用于被服芯材等领域。

王进美告诉记者,经权威机构检测结果显示,相比同等用量的传统羽绒制品,该产品的远红外发射率达88%,保暖率为85.3%,热阻值为0.452 m 2k/W。产品同时兼具优异的抗菌性能,经水洗50次后金黄葡萄球菌等三个标准菌抑菌率均高于96%。

获客户好评

展现良好经济效益

市场认可是先进技术产品推广的关键。目前,该产品已经成功推广到市场。

面对戍边作训、野外勘探的保暖需求,研发团队聚力打通纤维到成衣产业链,试制各类保温羽绒服、保温内衣、保温袜等防寒产品。用于中石油青海油田的防寒服饰通过试用验证,用户反馈保温效果明显,其体积明显小于达到同等保暖指数的羽绒体积,增加了野外勘探和部队作训的机动性。凭借着优异的性价比,该产品已经获得10万套采购订单。

“一般来讲,在纺织材料领域,具备天然材质的性质和低成本是人工材质的追求目标,也易于市场接受。该产品所制各类石墨烯纺织保温纤维的基本物理机械性能、保温、抗菌、抗静电、远红外指标达到了理想水平。三种材料的保温性能基本接近天然羽绒,成本只有天然羽绒的1/5到1/6左右。” 王进美说道。“项目组专家在评议该产品技术时表示,这一技术在国内外未见同类报道,说明其工艺水平已经达到国际先进,如今其下游制品已通过终端客户验证,代表该技术具有良好的社会经济效益。”

石墨烯自发现以来下游新能源、电子信息、大健康、能源化工产业化应用逐步突破,导热膜、散热膜、润滑油、锂离子电池添加剂等市场蓝海接踵而至。如今随着石墨烯制备与分散技术的不断发展,纺织纤维有望成为石墨烯规模化应用的新突破口。王进美分析认为, 我国纺织行业正值从中国制造向中国“智造”,从资源配置型向创新驱动型的深度转型,产业亟需高品质、品牌化发展。以该材料为代表的新型石墨烯材料,有望成为传统纺织行业升级的一大抓手,全方位促进我国纺织业向高端制造及上下游产业环节延伸。因此,研究院团队正在组计划进一步开拓市场,加快相关产品的规模化生产和推广应用。

坚持创新

实现全产业链通力合作

石墨烯联盟(CGIA)秘书长李义春高度评价了该产品。在接受记者采访时,李义春表示, 该产品的发布和应用,对于石墨烯在纺织品应用领域的拓展起到了良好的推动作用。“脚踏实地做出来的产品,不仅具有良好的使用价值,也具有相当大的社会价值,可以让更多使用单位和消费者了解到石墨烯相关技术在纺织领域的应用情景,这让我们感到非常欣慰。” 李义春说道。

李义春认为, 目前我国石墨烯产业正在进入高质量发展阶段,只有好的石墨烯材料才能做出好的产品,好的产品才能在市场上有竞争力,这就需要工匠精神,需要石墨烯企业坚守自己的初心。他提到,近年来,石墨烯在纺织领域的应用日益广泛,石墨烯制备高性能纺织纤维、导电织物、亲肤织物、智能纺织品等逐渐成为研究热点和重要课题,但是,任何新的应用都需要研究如何对石墨烯进行改性处理,如何使其满足功能化应用,因此相关的配方和生产工艺需要同步升级。

谈及石墨烯产业未来发展,李义春建议,“十四五”期间,石墨烯企业应当不断创新,行业相关机构应该围绕产业整合、渠道整合,瞄准大型终端企业,打通供应链采购体系,助力石墨烯商品快速进入市场,培育石墨烯为主业的科创板上市企业,赋能产业提质增效,全面迈向高质量发展新阶段。

但李义春也坦言,石墨烯从技术到产品、从产品到商品的转变很不容易,而我国石墨烯企业很多都是科研人员创业,在技术创新、产品开发方面能力较强,但开拓市场能力不足。目前石墨烯行业“傍概念”的企业很多,踏踏实实做项目做落地的企业需要更好的平台和支持,CGIA将继续整合国内外石墨烯纺织应用上下游资源,共同致力于石墨烯纺织新材料和新技术开发,促进科技成果转化应用,并为企业培养相关领域科技人才,促进石墨烯纺织新材料及产业应用可持续发展。与此同时,研究院还将构建石墨烯在纺织领域应用推广平台,形成创新链、产业链、资金链的协同发展,为拓展石墨烯在纺织领域的市场应用提供有力支撑。


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