Elektrické vlastnosti textilií

1. Elektrické vlastnosti textilií Zuzana Hejgrlíková

2. Cíl práce • použití indikátoru napětí z tužkové baterie → zapojení do • vytvořené soustavy → indikace syntetické moči →indikace moči ve výrobcích osobní hygieny

3. Elektrické vlastnosti textilií • Většina textilních vláken patří mezi elektrické izolátory. • Hlavní vodivá vlákna: • kovová • organická s částicemi uhlíku • na základě chemicky upraveného organického nebo • elektrovodivého polymeru. materiál homogenní →objemový měrný odpor textilní materiály → povrchový měrný odpor

4. Vodivost textilních vláken →různé druhy úprav nebo zpracování • Vytlačování (zvlákňování) z čistého polymeru, s přídavkem vodivých • sazí. Získáme vlákna v příčném řezu charakteru „core-sheath“ (střed • vlákna je obalen jiným materiálem) nebo sendvičová (skládaná) • struktura. • Chemická modifikace vláken přidáním vodivé sloučeniny, např. sulfidu • měďnatého (CuS). • Vodivé saze jsou dodávány do částečně nabobtnalých vláken. • Výroba vodivé textilie kombinací vláken spřádaných a nebo skaných • z různých typů materiálů, potahováním vodivými sazemi nebo • částicemi vodivých polymerů (polypyrol, polyanilin), pokovením • povrchu vláken, atd.

5. Experiment 1 • „textilní galvanický článek“ pro indikaci napětí kolem 0,8 V • indikátor napětí z tužkové baterie → schopen zaznamenat • napětí asi 0~1,5 V Modelová tělní tekutina: Složení: močovina 2 hmot.% NaCl 0,9 hmot.% MgSO40,1 hmot.% CaCl2 0,04 hmot.% + destilovaná voda Vodivost roztoku: ρ = 47mS Odpor roztoku: R = 21Ω

6. Elektrolyt = textilie s obsahem syntetické moči → textilie • umístěna mezi elektrodami • Anoda= měděná mřížka • Katoda = zinková destička • Elektrody napojeny na měřící zařízení →napětí, odpor, • proud

7. Soustava byla různě modifikována→ absorpční vzorek, • buničina, vrstvená textilie, plena s SAP • Do vzorku postupně vlévána moč → zjišťovány příslušné • elektrické vlastnosti při různém obsahu moči • Tímto postupem a zvoleným modelem byly zjištěny veliké • hodnoty odporů a malé hodnoty napětí a proudů • Pro funkci indikačního proužku z bateriezapotřebí • dosáhnout protékání proudu kolem 3 A→ zjištěné hodnoty • proudů nedosahovaly jednotky ampérů→ opuštěna • myšlenka použití indikačního proužku • Další postup → získání proudu kolem 20 mA→rozsvícení • LED diody

8. Experiment 2 • Zapojení textilie do elektrického obvodu se zdrojem napětí • Do textilie postupně vlévána syntetická moč • Měřen proud, který obvodem procházel při daném napětí • zdroje

9. Vzorek → netkaná textilie →obdélníkový tvar → • →12 × 2,5 cm → 3, 5, 7 a 9 vrstev • Do textilie postupně vlévána syntetická moč • Při určitém množství moči obsažené ve vzorku textilie • postupně nastavováno napětí v hodnotách 5, 10, 15, 20 a • 25 V • Pro každou hodnotu napětí, při daném obsahu moči • zjišťován proud

10. Vzorek - obdélníkový tvar - 3 vrstvy: Vzorek - obdélníkový tvar - 5 vrstvy: Vzorek - obdélníkový tvar - 9 vrstvy: Vzorek - obdélníkový tvar - 7 vrstvy:

11. Použit jiný tvar a jiný způsob uchycení vzorku textilie • Textilní vzorek různě upravován: • →vodivé saze→vpraveny do textilie ultrazvukem • →přidány do roztoku PVA → elektrostatické • zvlákňování • → AgNO3+ roztok PVA→ elektrostatické zvlákňování

12. Vzorek →obdélníkový tvar → 12 × 2,5 cm → 3 vrstvy • Do textilie vpraveny ultrazvukem vodivé saze • Průměrné množství sazí ve vzorku = 3,4% Porovnání chování vzorků bez a s obsahem sazí při obsahu 5ml syntetické moči:

13. Saze přidány do roztoku PVA → elektrostatické • zvlákňování • Zvlákňovány roztoky s 1, 3 a 5 % sazemi • Vytvořená nanovrstva nezesíťována Porovnání chování vzorků bez a s různým množstvím sazí při obsahu 4ml syntetické moči:

14. Povrchová úprava s obsahem stříbra→roztok PVA + • AgNO3 → elektrostatické zvlákňování • Zvlákňovány roztoky o 1, 3, 5 a 7 % obsahu stříbra • Vzorek →obdélníkový tvar →12 × 2,5 cm → 3 vrstvy • Vytvořená nanovrstva zesíťována • Stříbro zredukováno • → Vzorek nepřijal žádné množství kapaliny → hydrofóbní • úprava

15. Povrchová úprava s obsahem stříbra→roztok PVA + • AgNO3 → elektrostatické zvlákňování • Zvlákňovaný roztok neobsahoval síťovací prostředek • → Povrchová úprava znesnadňovala vsakování kapaliny do • textilie Porovnání chování vzorků bez a s různým množstvím Ag při obsahu 5ml syntetické moče:

16. Závěr • Původně nevodivá textilie byla různým způsobem • upravována, tak aby se zlepšily její elektrické vlastnosti. • Takto upravená textilie byla vkládána do různých systémů • ve snaze vytvořit soustavu vytvářející podmínky pro • fungování elektrické součástky. • Zapojení indikátoru napětí z baterie do vytvořené soustavy • za účelem indikace syntetické moče v textilním výrobku → • neúspěšné • Zapojení textilie obsahující syntetickou moč do elektrického • obvodu se zdrojem napětí → fungování LED diody • Úprava elektrických vlastností textilie → saze + syntetická • moč