Elektrické vlastnosti textilií Zuzana Hejgrlíková

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

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

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.

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.% MgSO4 0,1 hmot.% CaCl2 0,04 hmot.% + destilovaná voda Vodivost roztoku: ρ = 47mS Odpor roztoku: R = 21Ω

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

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 baterie zapotřebí 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

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

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

Vzorek - obdélníkový tvar - 3 vrstvy:

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

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:

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:

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

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:

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