Nu de chemische vezelindustrie streeft naar hoogwaardige en multifunctionele transformatie, zijn holle 3D-materialen van grafeenvezels een sleutelfactor geworden in het doorbreken van de beperkingen van traditionele chemische vezels met hun unieke structuur en uitstekende prestaties. Ze injecteren niet alleen technologische vitaliteit in de industrie, maar breiden ook de toepassingsgrenzen uit. De waarde en het productieproces ervan zijn het waard om diepgaand te worden besproken.

braken holle 3D-materialen van grafeenvezels eerst door de prestatiebeperking van traditionele chemische vezels. Hoewel traditionele chemische vezels zoals polyester en nylon lage kosten hebben, hebben ze problemen zoals onvoldoende sterkte en slechte weerbestendigheid, waardoor het moeilijk is om aan de behoeften van high-end gebieden te voldoen. Wanneer de hoge sterkte en hoge geleidbaarheid van grafeen worden gecombineerd met het lichtgewicht en de hoge ademende eigenschappen van de holle 3D-structuur, is de treksterkte van het materiaal meer dan 30% hoger dan die van gewone chemische vezels. Het heeft ook uitstekende thermische geleidbaarheid en UV-bestendigheid. Het kan direct worden gebruikt in high-end outdoorkleding, lichtgewicht componenten voor de lucht- en ruimtevaart en andere scenario's, waarmee de kloof in het high-performance gebied van chemische vezelmaterialen wordt opgevuld.

Ten tweede bevordert dit materiaal de functionele upgrade van de chemische vezelindustrie. Traditionele chemische vezels hebben enkele functies en zijn meestal beperkt tot het gebied van textielstoffen. Holle 3D-materialen van grafeenvezels kunnen echter functionele producten ontwikkelen zoals medische antibacteriële verbanden en waterfiltermaterialen dankzij de adsorptie-eigenschappen van de holle structuur en de antibacteriële eigenschappen van grafeen. De holle kanalen kunnen bijvoorbeeld efficiënt verontreinigende stoffen in water absorberen, met een filtratie-efficiëntie van meer dan 95%, en de antibacteriële eigenschappen van grafeen kunnen de groei van bacteriën remmen, waardoor mogelijkheden ontstaan voor cross-field toepassingen zoals milieubescherming en medische behandeling, en het marktgebied van de chemische vezelindustrie wordt verbreed.

voldoen holle 3D-materialen van grafeenvezels ook aan de koolstofarme behoeften van de industrie. In het productieproces kunnen biologisch afbreekbare polymeren worden gebruikt als matrix, met een lage dosering van grafeennanosheets (slechts 0,5%-1% toevoeging kan een prestatiesprong bereiken), waardoor het grondstoffenverbruik wordt verminderd; tegelijkertijd vermindert de holle structuur de materiaaldichtheid met 40%, wat het gebruik van kleurstoffen en additieven in de daaropvolgende verwerking kan verminderen, waardoor de chemische vezelindustrie de "dubbele koolstof"-doelstelling kan bereiken en de transformatie van de industrie naar groen kan worden bevorderd.

vereist de bereiding van het materiaal vier belangrijke stappen. De eerste stap is de bereiding van grondstoffen. De grafeennanosheets worden gelijkmatig verdeeld in de polyester- of polyamide-spinvloeistof door middel van ultrasone dispersietechnologie. De dispersieconcentratie en deeltjesgrootte worden gecontroleerd om een ​​gelijkmatige verdeling van grafeen te garanderen, wat de basis is voor het waarborgen van de materiaalprestaties. De tweede stap is composiet spinnen. Een holle spinkop wordt gebruikt om te spinnen in de smeltspinapparatuur. Door de spinkopopening aan te passen (meestal 0,1-0,3 mm) en de spinntemperatuur (260-280℃), vormen de gesponnen vezels een holle structuur en wordt het tractieapparaat gebruikt om de vezelrekveelvoud te regelen (meestal 3-5 keer) om de vezelsterkte te verbeteren; de derde stap is 3D-vormverwerking, waarbij de gesponnen holle vezels in 3D worden geweven door een vlechtmachine. Voor de driedimensionale structuur wordt de weefdichtheid aangepast aan de toepassingsvereisten. Los weven wordt bijvoorbeeld gebruikt bij gebruik voor filtermaterialen en dicht weven wordt gebruikt voor structurele onderdelen. De laatste stap is nabewerking en testen. Het 3D-gevormde materiaal wordt thermisch gefixeerd (temperatuur 120-150°C) om de structuur te stabiliseren, en vervolgens wordt de holheid gedetecteerd door een elektronenmicroscoop en worden de mechanische eigenschappen getest door een trekproefmachine om ervoor te zorgen dat het product voldoet aan de industrienormen.

Tegenwoordig zijn holle 3D-materialen van grafeenvezels op vele gebieden opgedoken. Met de continue optimalisatie van productieprocessen en kostenverlaging zal het de transformatie van de chemische vezelindustrie van "basisfabricage" naar "high-end intelligente fabricage" verder bevorderen en de belangrijkste drijvende kracht worden voor de hoogwaardige ontwikkeling van de industrie.