纳米技术与功能服装材料.ppt

什麽叫服裝材料 服装是人们生活中必不可少的东西 在 衣 食 住 行 中 它排在首位 可见其重要性 何谓服装 狭义地说 服装就是单指穿在身上的衣服 裤子 裙子等等 广义地说 服装就是包覆人体各个部位的物质 也包括各种装饰品 这样 我们可以给服装材料下一个定义 用来制作服装的材料 不仅指制作衣服的材料 还包括制作其他配件所用的材料 那么 究竟服装材料具体指的是什么东西呢 远古时代 纺织技术尚未发明的时候 我们的祖先就以兽皮 树叶 羽毛作为他们的衣服面料 以石头 贝壳作为服饰配件 到了当代 随着纺织科技的发展 我们不但能把棉花 蚕丝 羊毛纺织城面料 还合成了大自然中没有的化学纤维 纺成了各种性能优良的面料 对于服装设计师来说 服装材料还远不止这些 在他们眼里 可以毫不夸张的说 凡事皆为服装材料 只要翻番这些年来的服装杂志 就不难发现 不管是前卫的或不前卫的国内外设计师们几乎把所能想象的出的一切都搬到了模特身上 塑料 纸 木头 钢片等等 随着现代科学技术飞速发展 服装面料已经不光是纺和织的问题 各式各样高科技面料不断涌现 作为一个服装设计师应该了解各个相关领域的材料 才能为自己找到更多的表达设计观念的材料 服裝材料有哪些基本性能 一般來說 服裝材料主要以下的基本性能 1 吸湿性能 吸濕性是服裝材料必備的基本性能之一 良好的吸濕性能可以使人穿著時感到舒適 及時吸附人體排出的汗液 調節體溫 從服裝材料的組織結構來看 針織材料比梭織材料的吸濕性能好 其中經編針織爲最佳 在實際使用時 外衣材料的吸濕性應比內衣材料的吸濕性差 2 保温性能 保溫性是服裝材料必備的基本性能之一 紡織纖維中所含的靜止空氣越多 保溫性能就越強 比如 毛線比棉線更蓬松 保溫性就更好 質地疏松的織物比質地緊密的織物保溫性強 例如 粗紡呢絨的保溫性比精紡呢絨強 此外 天然纖維比化學纖維的保溫性好 3 彈性和强度 彈性是指服裝材料受擠壓變形後恢複原狀的能力 通常 天然纖維的彈性較好 但恢複原狀的能力也較弱 合成纖維 尤其是滌綸 其恢複原狀的能力很強 制成的服裝更爲挺括 強度是指使用時的堅牢程度 一般來說 合成纖維的強度要比天然纖維的強度大得多 不易破損 4 透气性能 透氣性能是調節人體舒適感的性能 與人體健康密切相關 透氣性能的強弱 取決于材料組織的密度 厚度及其表面形狀 選用時 應根據設計意圖 慎重挑選 5 柔软性能 服裝材料的柔軟性能是指材料的柔和程度 對人的心理和生理都有一定影響 柔軟性能與纖維的粗細 質地的軟硬直接有關 選用的材料越柔軟 制成的服裝穿起來也越舒適 服装材料 的分类 服装材料学 1 一 服装材料的研究内容 1 按使用情况分服装材料 服装材料学 1 2 按原料来源分 线 缝纫线 纺织线 编织线 绣花线 带 编织带 织带 布 机织物 针织物 花边 网眼布 人造皮革 合成革 人造革 非纤维材料 纳米技术与功能性服装材料 纳米材料在功能性服装材料的开发上具有广泛的应用价值 一 自清洁服装材料氧化钛纳米微粒受紫外线激发 有较强的光催化 氧化降解特性 在光照下能将吸附在微粒表面的碳氢化合物 灰尘等脏物分解 利用这效应可制成自清洁材料 在特定的表面上建造纳米尺寸界面 由于在纳米尺寸低凹的表面可使吸附气体原子稳定存在 所以在宏观表面上相当于有一层稳定的气体薄膜 使油和水无法与材料表面直接接触 使材料表面呈现出超常的双疏性 疏水和疏油性 这种界面物性材料纺织品同时具有防水和防油的功能 也防墨水 果汁等液体 由此 纳米材料纺织品将会彻底改变纺织品的清洁问题 基本不需要水洗 即使洗也只需用水 不需使用传统的洗涤剂 可以大大节约用水 减轻对水环境的污染 二 抗菌服装材料纳米材料有很大比例的原子处于缺损的环境中 由于表面原子的周围缺少相邻原子 使颗粒出现大量剩余的悬键而具有不饱和性质 这种特殊结构决定了纳米材料具有光催化性和金属离子溶出 一般认为是纳米材料的抗菌机理所在 光催化机理认为 纳米Tio 和ZnO在水和空气体系中 在阳光下 尤其是在紫外线的照射下 能够自行分解出自由移动的带负电荷的电子和带正电荷的空穴 形成空穴一电子对 带正电的空穴使水氧化 电子使空气中的氧还原 生成有很强的化学反应活性的原子氧和经基自由基 尤其是原子氧能与多数的有机物 包括细菌在内的有机物 发生氧化还原反应 生成CO 和HZO 从而在很短时间内杀死细菌和病毒 消除空气中的恶臭和纺织品上的油污等 金属离子溶出机理认为 金属离子复合纳米材料能够在一定条件下溶出金属离子 与细菌接触反应后 造成微生物固有成分破坏或产生功能障碍 并起光催化作用 激活水和空气中的氧 产生活性氧离子氧 0一2 和经基自由基 一OH 活性氧离子具有很强的氧化能力 能在短时间内破坏细胞的繁殖能力而使细胞死亡 达到抗菌的目的 三 远红外保健服装材料氧化错等具有高效吸收可见光 反射红外线的特性 当它吸收占太阳光中95 的2林m以下的短波长光线后 通过热转换 将能源储存在材料中 它还具有反射超过2林m红外线波长的特性 人体产生的红外线波长约10卜m左右 由于被反射而不会向外散发 将其纳米微粒与纤维结合 具有吸热 蓄热特性 增加保暖性 减轻衣服重量 人体产生的红外线属于远红外线 根据基尔霍夫定律 人体既然可以发射远红外线 必然也可以吸收该波长的远红外线 人体自身产生的远红外线被反射后再被人体吸收 就可制造出人体为辐射源的远红外纺织材料 远红外线具有 辐射 渗透 和 共振吸收 等功能 可以渗人皮下组织 使皮下较深的生物分子处于较高的振动能级而得到活化 产生热效应 微细血管扩张 促进血液循环 从而激发肌体细胞活性 有效地改善人体微循环 提高组织供氧和新陈代谢 增强免疫力 不用任何设备 电源和其它条件就可以起到保健 康复和自我辅助治疗的功效 四 抗紫外线服装材料由于纳米材料的表面效应和量子尺寸效应而产生对光的吸收作用 多种物质对光线都有屏蔽保护作用 当这些材料制成纳米粉体 微粒的尺寸与光波波长相当或更小时 小尺寸效应导致光吸收显著增强 对波长为400nm以内的紫外线具有强烈的吸收作用 从而起到很好的紫外线屏蔽作用 使织物和染料具有良好的光稳定性和热稳定性 目前 能吸收紫外线的材料有 30一4Onm的TIO 纳米粉体对波长400nm以下的紫外线有极强的吸收能力 FeZO3纳米2003年8月宁波服装职业技术学院学报第3期第25页粉体对波长600nm以下的紫外线有良好的吸收能力 A12O3纳米粉体对波长250nm以下的紫外线有很强的吸收能力 五 隐身服装材料利用纳米材料对光波的宽频带 强吸收 低反射的特点 研制各种光敏染料 研制中的纳米光敏染料对各种不同波长的可见光敏感 可感知周边环境的颜色并作出相应的调节 同时改变自己的色泽 变成与周边环境一致的保护色 将这种染料加人纺织纤维中 可使制成的服装具有隐身的功能 人体释放的红外线在4一16挤m的红外频段 在战场上如果不对这一频段的红外线进行屏蔽 容易被灵敏的红外探测器发现 尤其在夜间人体安全将会受到威胁 利用纳米材料对波长为80Onm以上的红外线具有的强烈吸收作用开发出纺织材料 可对人体释放出来的红外线有很好的屏蔽作用 避免作战时被敌方灵敏的红外探测器发现 六 抗静电防微波服装材料目前我们所用的抗静电防微波保护产品一般有两种方法 一种是织物后整理时用涂层整理 另一种是用不锈钢纤维与纺织纤维混纺后织造 前一种受洗涤效果的影响 后一种染色受限制 如果在化纤纺丝过程中加人金属纳米材料或碳纳米材料 可使纺出的长丝本身具有抗静电防微波的性能 七 超强 高硬 高彻服装材料纳米材料的淤渗作用和极强的表面活性 使其与化学纤维融为一体后 将具有超强 高硬 高韧特性 在工农业生产 军事 医学等方面都有重要的价值 中科院化学研究所采用一步法原位插层聚合的方法 制得粘土片晶以纳米尺寸均匀分散在聚酞胺基体中的纳米复合材料 这种材料比常规尼龙6的拉伸强度提高40 拉伸模量提高68 弯曲强度提高60 冲击强度提高126 同时热释放速率降低了50 具有良好的阻燃功效 纳米材料在应用中存在的问题 纳米材料应用过程中的主要问题就是由于它的比表面积及表面活性很大 分散性差 容易吸附而发生团聚 使得其难以以固体形式存在 目前一般是在液相形式或胶体中 如果发生团聚 通常用超声波将分散剂 水或有机试剂 中的团聚体打碎 其原理是由于超声震荡破坏了团聚体中小微粒之间的库仑力或范德华力 从而使小颗粒分散于分散