Airgel, революционен наноматериал с уникални структурни характеристики, все повече привлича вниманието в областта на приложенията за облекло. Изключително ниската му плътност, високата порьозност и отличните свойства на термичната изолация го правят обещаващ кандидат за повишаване на работата на материалите за облекло. Сред различните форми на композити, базирани на Airgel, използвани в дрехите, а именно композити от аерогелни влакна, композити от пяна на Airgel и тъкани с покритие, всяка от които представя различни характеристики на производителността. Това изследване има за цел да проведе цялостно сравнение на ефективността на тези три вида композитни материали на Airgel в контекста на приложенията за дрехи, като предоставя представа за рационалния подбор и по -нататъшното развитие на материалите за дрехи, базирани на Airgel.
Съдържание
1. Композити за авилални влакна
2. Композити от пяна на въздуха
3. Airgel - Платове с покритие
4. Сравнителен анализ на трите типа композити
1. Композити за авилални влакна
Структурни и подготовки
Airgel Fiber Composites интегриратПредимствата на Airgel и влакна. Влакната могат да бъдат естествени или синтетични, като памук, полиестер или найлон. Процесът на приготвяне обикновено включва включване на частици от въздух в матрицата на влакната или влакна с покритие с аерогел. Например, някои методи разпръскват равномерно наноразмерни частици на аерогела в въртящия се разтвор на влакна и след това завъртат разтвора в композитни влакна. Това не само запазва присъщите механични свойства на влакната до известна степен, но и надарява влакната с отличната ефективност на топлинната изолация на Airgel.
Изпълнение в облеклото
По отношение на топлинната изолация, въздухътКомпозитите от влакна проявяват забележително изпълнение. Високата порьозност на аерогела в влакната улавя голямо количество неподвижен въздух, което е лош проводник на топлина. Това дава възможност на облеклото, направено от такива композити, ефективно да блокират прехвърлянето на топлина между човешкото тяло и външната среда. В студена среда може да поддържа човешкото тяло за дълго време, а в гореща среда може да играе и роля в топлинната изолация до известна степен.
По отношение на механичните свойства, в сравнение с чистите въздушни материали (които са сравнително крехки), композитите на въздушните влакна имат по -добра гъвкавост и якост на опън поради подкрепата на влакната. Това ги прави подходящи за производството на различни дрехи, като зимни якета, пуловери и др. Въпреки това, добавянето на Airgel също може да окаже определено влияние върху дишането на влакната. Ако съдържанието на Airgel е твърде високо или разпределението не е равномерно, това може да причини запушване на порите на влакната, като по този начин намалява дишането на дрехите.
2. Композити от пяна на въздуха
Структурни и подготовки
Композитите от пяна Airgel се образуват чрез комбиниране на въздух с пяна (като полиуретанова пяна). Процесът на приготвяне често включва импрегниране на матрицата на пяната с разтвор на прекурсор на Airgel, последван от поредица от процеси като гелиране, сушене и стареене, за да се образува композитен материал с пореста структура. Пяната осигурява три -размерена рамка за опора, а Airgel запълва порите на пяната или покрива повърхността на скелета на пяната, образувайки многостена пореста структура.
Изпълнение в облеклото
Термичната изолация на композитите от въздушна пяна също е много изключителна. Комбинацията от пореста структура на пяната и ултра - ниската топлинна проводимост на аерогела създава отлична топлинна - изолираща бариера. В допълнение, самата пяна има известна степен на еластичност, така че композитният материал има добри свойства на възглавница. Когато се използва в облеклото, той може не само да осигури топлоизолация, но и да играе роля в усвояването и буферирането на шок, което е много подходящо за приложения в защитното облекло и спортното облекло.
Въпреки това, композитите на Airgel пяна също имат някои ограничения. Плътността на самата пяна е сравнително ниска и след комбиниране с Airgel, въпреки че термичният инсулатЙонните характеристики се подобряват, общото тегло на материала може да се увеличи до известна степен в сравнение с чистата пяна. Освен това, механичната якост на композитния материал на пяна е относително зависима от матрицата на пяната. Ако пяната се повреди, работата на композитния материал ще бъде повлияна значително. По отношение на производството на дрехи, технологията за обработка на композитите на Airgel пяна е сравнително сложна, което може да доведе до по -високи производствени разходи.
3. Airgel - Платове с покритие
Структурни и подготовки
Airgel - Платове с покритиесе приготвят чрез покриване на аеролен слой върху повърхността на обикновените тъкани. Процесът на покритие може да бъде постигнат чрез методи като пръскане, потапяне и търкаляне. Ключът е да се гарантира, че въздухът може да бъде равномерно разпределен върху повърхността на тъканта и да образува непрекъснат и стабилен покривен слой. Дебелината и плътността на покритието може да се регулира според различни изисквания за приложение.
Изпълнение в облеклото
За тъканите с покритие на Airgel - най -значимото предимство е целевото подобрение на производителността на тъканта. Покривайки аерогела на повърхността, тъканта може бързо да получи отлични характеристики на термична изолация, без да променя значително оригиналните свойства на тъканта (като дишане, гъвкавост). Например, за тънка лятна материя, покриването на тънък слой аерогел може да засили топлината му - блокираща способност под парещото слънце, без да кара тъканта да се чувства задушна.
В допълнение, тъканите с покритие на Airgel също имат потенциал по отношение на вода - отблъскване и устойчивост на петна. Специалните повърхностни свойства на Airgel могат да дадат тъканта с определени функции за отблъскване и самостоятелно почистване, които могат да разширят обхвата на приложението на тъканта в външно облекло и функционално облекло. Въпреки това, адхезията между слоя за покритие на аерогело и тъканта е ключов проблем. Ако адхезията не е добра, слойът на покритието е предразположен да се отлепи по време на носенето и измиването, което ще повлияе на производителността и експлоатационния живот на облеклото.
4. Сравнителен анализ на трите типа композити
Термична изолация
И трите типа композитни материали на аерогеловата композитни материали имат отлични характеристики на термична изолация, но има разлики в степента и механизма. Композитите на въздушните влакна разчитат главно на порестата структура на аерогела в влакната, за да улавят въздуха за топлинна изолация; Композитите от пяна Airgel използват комбинирания ефект на порите от пяна и въздуха, за да постигнат топлоизолация; AIRGEL - Платените с покритие разчитат главно на слоя на повърхностното покритие, за да блокират преноса на топлина. Като цяло, при същото състояние на дебелината, композитите от пяна на въздуха може да имат малко по -добри характеристики на термична изолация поради по -сложната им многостесна пореста структура на много нива, но разликата не е значителна, а също така зависи и от специфичните съотношения на материала и съотношенията на компонентите.
Механични свойства
Композитите на Airgel Fiber имат по -добра гъвкавост и якост на опън поради подкрепата на влакната; Композитите от пяна на въздуха имат определена еластичност и свойства на възглавница, но механичната якост е сравнително ограничена от матрицата на пяната; Платоните на Airgel - покритие имат малко влияние върху оригиналните механични свойства на тъканта, но слоят на покритието може да намали гъвкавостта до известна степен. По отношение на приложението на облеклото, за облеклото, което изисква често огъване и разтягане (като спортно облекло), композитите на Airgel Fiber могат да бъдат по -подходящи; За облеклото, което изисква защита на възглавницата (като защитно облекло), композитите от пяна на въздуха имат своите предимства; А за облекло, което изисква поддържане на оригиналното усещане за тъкани (като някои модни дрехи с висок край), Airgel - покритите с платове може да са по -добър избор.
Обработка и цена
Обработката на композити от авилални влакна IS сравнително сложен, включващ приготвянето на композитни влакна, а цената е сравнително висока; Процесът на приготвяне на композитите от пяна на въздуха също е сравнително тромав, а цената също не е ниска поради използването на матрица от пяна и комбинация от аерогел; Airgel - Платените с покритие имат сравнително проста технология за обработка, а цената е сравнително ниска, което е по -благоприятно за производството и приложението на мащаб в обикновеното облекло.
5. Заключение
В обобщение, композитите на Airgel Fiber, композитите от пяна Airgel и тъканите с покритие на Airgel имат свои характеристики в приложенията за облекло. Композитите на Airgel Fiber имат добри изчерпателни механични свойства и термични изолационни характеристики, подходящи за производство на различни дрехи с високоефективни изисквания; Композитите от пяна на въздуха са изключителни в термичната изолация и възглавницата и имат потенциал в защитното облекло и спортните дрехи; Платоните на Airgel - Покритите са гъвкави при обработката и ниските разходи и могат да се използват за подобряване на работата на обикновените тъкани. В бъдещи изследвания и приложение е необходимо цялостно да се разгледат фактори като изисквания за ефективност, производствени разходи и затруднения с обработката и рационално да се изберат и оптимизират композитни материали на Airgel за насърчаване на по -доброто развитие на материалите за облекло, базирани на Airgel.