چگونه پارچه بدون بافته شده با هوای گرم رسانا و قابلیت تنفس را تعادل می بخشد؟

به عنوان یک ماده کاربردی جدید ، پارچه غیر بافته هوای گرم رسانا به طور گسترده در پوشیدنی های هوشمند ، نظارت پزشکی ، فضای داخلی خودرو و تجهیزات الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرد. بزرگترین ویژگی آن این است که می تواند ضمن حفظ سبکی ، نرمی و تنفس پارچه های سنتی غیر بافته ، هدایت عالی را به مواد ارائه دهد. با این حال ، در کاربردهای عملی ، چگونگی بهبود هدایت بدون قربانی کردن تنفس آن به یک مشکل فنی اساسی در طراحی و تولید مواد تبدیل شده است.

1. ساختار اساسی و اصل پارچه غیر بافته شده هوای گرم
پارچه غیر بافته شده با هوای گرم معمولاً از مواد پلیمری مانند پلی استر (PET) و پلی پروپیلن (PP) به عنوان ماده پایه ساخته می شود و با اضافه کردن پرکننده های رسانا (مانند سیاه کربن ، گرافن ، نانوذرات فلزی یا پلیمرهای رسانا) تهیه می شود. فرآیند قالب بندی آن از فناوری پیوند هوای گرم برای ذوب و پیوند دادن الیاف از طریق جریان هوای درجه حرارت بالا استفاده می کند تا یک ساختار متخلخل سه بعدی تشکیل شود.

این ساختار نه تنها استحکام مکانیکی و انعطاف پذیری مواد را تضمین می کند ، بلکه تعداد زیادی از کانال های میکروپور را نیز حفظ می کند و از این طریق به تنفس خوب می رسد. عملکرد رسانا بستگی به وضعیت توزیع پرکننده رسانا در شبکه فیبر و مسیر رسانا تشکیل شده توسط اتصال آن دارد.

2. مکانیسم تناقض و تعادل بین هدایت و نفوذپذیری هوا
در طراحی مواد ، اغلب بین هدایت و نفوذپذیری هوا تضاد خاصی وجود دارد:

الزامات رسانایی: برای به دست آوردن رسانایی بالاتر ، معمولاً لازم است محتوای پرکننده های رسانا را افزایش داده یا اتصال آنها را در ماتریس تقویت کنید ، که ممکن است باعث پر یا مسدود شدن شکاف های فیبر شود.

الزامات نفوذپذیری هوا: نفوذپذیری هوا به نسبت خالی و ساختار منافذ در داخل ماده بستگی دارد. اگر پرکننده های رسانا بیش از حد متراکم توزیع شوند ، تخلخل کاهش می یابد و گردش هوا تحت تأثیر قرار می گیرد.
بنابراین ، برای دستیابی به تعادل بین این دو ، لازم است از جنبه های زیر شروع شود:

نوع و نسبت پرکننده های رسانا را بهینه کنید
انتخاب پرکننده های رسانا با نسبت ابعاد بالا و آستانه نفوذ کم (مانند نانولوله های کربن ، گرافن) می تواند با یک مقدار اضافی پایین تر به هدایت بهتری برسد و از این طریق تأثیر را بر ساختار نفوذپذیری هوا کاهش می دهد.

تنظیم آرایش فیبر و ساختار منافذ
در طی فرآیند پیوند هوای گرم ، درجه پیوند بین الیاف با تنظیم سرعت جریان هوا ، دما و زمان کنترل می شود تا از تشکیل یک ساختار اسکلت سه بعدی پایدار در حالی که فضای منافذ کافی را حفظ می کند ، اطمینان حاصل شود.
طراحی ساختار کامپوزیت
لایه رسانا و لایه تنفس کاملاً کاملاً طراحی شده است ، مانند پوشش دادن سطح با مواد رسانا ، یا تنظیم الیاف رسانا و الیاف معمولی در لایه ها ، که می توانند بدون تأثیر در تنفس کلی ، به عملکرد رسانا محلی برسند.
معرفی فرآیند درمانی ریز
پس از تشکیل ماده ، ساختار ریزپرداز بیشتر با روشهای فیزیکی یا شیمیایی شکل می گیرد ، که به بهبود تنفس کمک می کند بدون اینکه به طور قابل توجهی روی یکپارچگی شبکه رسانا تأثیر بگذارد.

3 عملکرد و تأیید در برنامه های عملی
در دستگاه های پوشیدنی هوشمند ، پارچه های غیر بافته شده با هوای گرم غالباً برای سنسورهای انعطاف پذیر ، عناصر گرمایش یا پارچه های آنتی استاتیک استفاده می شوند. این سناریوهای کاربردی برای راحتی مواد نیازهای زیادی دارند ، بنابراین تنفس نمی تواند نادیده گرفته شود.

داده های تجربی نشان می دهد که پارچه غیر بافته شده از هوای گرم بهینه شده دارای مقاومت کمتر از 10^3 Ω · سانتی متر و نفوذپذیری هوا بیش از 50 لیتر در/(m² · ثانیه) است که به طور کامل نیازهای پوشیدن انسان را برآورده می کند. علاوه بر این ، مواد هنوز هم می توانند خواص رسانا پایدار را پس از خم شدن و کشش مکرر حفظ کنند و دوام خوبی را نشان دهند.

پارچه های غیر بافته هوای گرم رسانا پتانسیل خوبی در متعادل کردن هدایت و تنفس دارند. از طریق نوآوری مشترک علوم و فناوری پردازش مواد ، ما نه تنها می توانیم محدودیت های عملکردی مواد سنتی را حل کنیم بلکه مرزهای کاربرد آنها را در زمینه های نوظهور گسترش می دهیم. در آینده ، با پیشرفت فناوری ، چنین موادی نقش مهمی در زمینه های منسوجات هوشمند و الکترونیک انعطاف پذیر خواهد داشت .