功能纺织材料复习资料课件

功能纺织品是指除有常规的装饰、保暖等基本功能外，还具有保健、防保等特殊功能的纺织品，如远红外纺织品、防紫外纺织品、甲壳素织物、防螨织物、磁疗产品、维生素织物、抗菌织物等。分类：

功能性纺织品可应用功能性纤维、功能性整理和复合等技术手段获得。舒适功能纺织品卫生、保健功能纺织品防护功能纺织品其他功能纺织品FunctionalFibers差别化纤维高性能高感性纤维特种纤维差别化纤维通常是指在原来纤维组成的基础上进行物理或化学改性处理，使性能上获得改善的纤维。Physical：1．改进聚合与纺丝条件：如温度、时间、介质、浓度、凝固浴，可改变高聚物聚合度及分布、结晶度及分布、取向度等。2．改变截面：如采用特殊的喷丝孔形状开发异形纤维。3．表面物理改性：如采用高能射线（γ射线、β射线）和低温等离子体对纤维表面进行刻蚀、涂抹、电镀等。4．复合：即将两种或两种以上的高聚物或性能不同的同种聚合物通过一个喷丝孔纺成一根纤维的技术。5．混合：即利用聚合物的可混溶性和溶解性，将两种聚合物混合后喷纺成丝。Chemical:通过改变纤维原来的化学结构来达到改性目的的方法，改性方法包括共聚、接枝、交联。1．共聚：是采用两种或两种以上单体在一定条件下进行聚合的方法。例如，丙烯晴与氯乙烯或偏氯乙烯共聚可以提高聚丙烯晴的阻燃性能，而对苯二甲酸乙二酯与间苯二甲酸黄酸钠或对苯二甲酸黄酸钠共聚则可以改善聚酯纤维的染色性能。2．接枝：是通过一种化学的或物理的方法，使纤维的大分子链上能接上所需要的基团。接枝可以在聚合体内进行也可以在成形纤维表面进行。3．交联：交联是指使纤维大分子链间用化学链联结起来。当聚合物交联时，所有的单个聚合物链形成一个大的三维网状结构。将使玻璃化温度提高，纤维的耐热性、抗皱性、褶裥保持性、尺寸稳定性、弹性和初始模量获得改善，对纤维拉伸强度和伸长也有一定影响。纺织品功能整理

方法：

物理技术：等离子、激光

化学技术：功能整理剂、化学镀等

生物技术：酶处理

纳米技术：

功能整理：

防水、拒水和拒油整理：在织物上施加一种整理剂，改变纤维表面层的组成，纤维表面被整理剂包覆，表面性能不再是纤维原来的性能，变得不能被水或油湿润，这样的整理称拒水拒油整理。

阻燃整理：阻止织物燃烧。或使纺织品燃烧速度放慢，离开火焰后不燃烧。

化学抗静电方法---抗静电整理剂

提高纤维的吸湿性---亲水性抗静电剂，吸收水分降低表面电阻，受空气湿度影响。

卫生整理目的:

使纺织品具有抑制菌类生长和繁殖的功能。阻止细菌在织物上繁殖产生臭气。吸湿排汗纺织品是利用纤维表面微细沟槽所产生的毛细现象使汗水经芯吸、扩散、传输等作用，迅速迁移至织物的表面，并发散达到导湿快干的目的，人们也将该种纤维称为“可呼吸纤维”。1.纤维截面形状的变化

改变喷丝孔形状对于提高纤维输水性是简单、直观和行之有效的方法。输水性提高主要是由于在异形纤维的纵向产生了许多沟槽，纤维通过这些沟槽的毛细管效应起到吸湿排汗的功效。杜邦公司发明的具有吸湿排汗功能的异型、中空聚酯纤维Dacron就是这些新合纤的一种。而由这种纤维制成的一种高功能面料称为柯梦丝（Coolmax）。Coolmax功能面料具有良好的吸湿排汗和透气性，衣物可以很快干爽，穿着舒适，容易打理。2.织物结构设计高度达到20米的杉树从根部吸收的水分能上升到树梢，这是由于导管巧妙地利用了毛细管现象所产生的效果。这样一种毛细管直径由下到上逐渐变细的形态，解决了芯吸收高度与传输速度的矛盾。运用这种原理的100%聚酯多层结构针织品已开发出来，靠近肌肤一侧用粗纤维形成粗网眼，外侧则配置细的纤维形成的细网眼，通过这种形式使汗水迅速向外部放出。另外，设计面料时，应该考虑不同用途原料的选用。例如，双层休闲服面料设计时，通常采用里层吸湿快干纤维外层棉，则从分利用了吸湿快干纤维快速吸汗功能，而外层棉储水能力强进一步加快了其吸湿能力。然而在专业运动服和户外服装中，往往里外层都采用吸湿快干纤维，因为大量排汗时，棉的储水能力会增加运动员的负担。

3.特殊的染整方法

为了使纤维表面亲水化，通常吸湿排汗面料还需经过特殊染整工艺。海天轻纺有限公司在开发CoolDry纤维产品时，通过与国内外染料助剂厂商合作，摸索出一套特殊有效的染整方法，要求：1）施加助剂后纤维表面与水的接触角要小；2）要求在洗涤时该助剂不易脱落；3）特殊的柔软整理。若柔软剂拒水不能达到吸湿效果，亲水性太好又不能达到快干目的。即需要控制柔软剂对水的亲和性。

抗菌（Anti-bacterial）纺织品抗菌纺织品是指对细菌、真菌及病毒等微生物有杀灭或抑制作用的纺织品，其目的不仅是为了防止纺织品被微生物沾污而损伤，更重要的是为了防止传染疾病，保证人体的健康和穿着舒适，降低公共环境的交叉感染率，使纺织品获得卫生保健的新功能。用途：医疗用品、婴儿用品、卫生用品、功能性服装、功能型装饰材料等。按抗菌剂的结构分为：无机：TiO2、ZnO、沸石、磷灰石等多孔物质以及银、铜、锌等金属及其离子化合物有机：有机酸、酯、醇、酚类物质生物：从动、植物体内提取的以及经微生物发酵生产的抗菌剂，如黄连素、四环素等大分子结构化合物，以及大蒜之类的植物；PhysicalProtectionChemicalProtectionBiologicalProtection定义：能够提供一种或多种防护性能的纺织材料防护用纺织材料，常因防护目的、防护原理不同而有差异，从天然纤维、合成纤维到新型纤维，如：抗冲击的对位芳香族聚酰胺及高强度高模量聚乙烯纤维制品，拒油的含氟化合物，抗辐射的聚酰亚胺纤维等。抗电磁辐射纺织品任何带电体周围都存在着电场，周期变化的电场会产生周期变化的磁场，即存在电磁波，产生电磁辐射。过量的电磁辐射不仅对军事、国防或其他工业领域造成各种干扰，而且会侵害到生物和人类的身体健康。为了防范电磁辐射的危害，开发和使用具有抗电磁辐射功能的纺织产品则是最简便有效的手段之一。抗电磁辐射纺织品的实现途径

抗电磁辐射纺织产品的开发模拟了常规电磁屏蔽材料的工作原理，即以金属隔离的原理来控制电磁干扰由一个区域向另一区域感应和辐射传播，而这种隔离是通过电磁屏蔽材料对入射电磁辐射的反射或吸收来实现的。主要有三种途径：（1）采用金属或导电纤维与其他纤维混纺或交织的办法，达到抗电磁辐射的目的。目前大部分抗电磁辐射纺织产品是以这种方式制备的，其作用机理是以反射为主，具有一定的抗电磁辐射效果。（2）采用含导电材料（某些金属及其盐类和碳黑等）的涂层剂对织物进行涂层加工制得。此类抗电磁辐射纺织材料具有一定的功效，且加工简便，但织物的服用性能较差。（3）通过对织物进行镀层加工，如利用金属溅射、真空金属镀膜、电镀或化学镀的技术，使织物表面形成一层导电膜，从而具有很好的抗电磁辐射功能，但耐久性差。

抗紫外纺织品紫外线简介

太阳光谱中紫外线约占6%,国际照明委员会(CIE)将紫外线光波(200-400nm)按波长分为近紫外线、远紫外线、超短紫外线。

近紫外线简称A段(UVA:320-400nm),能量较小,能够穿透玻璃、某些衣物、人的表皮,占紫外线总量的95%-98%。适量的照射可以促进维生素D的吸收,但照射过度会损伤真皮及皮下组织,促皮肤变黑,造成皮肤老化。A段参与光敏感反应及免疫抑制,也参与皮肤瘤的形成。远紫外线简称B段(UVB:280-320nm),占紫外线总量的2%-5%,能量大。它是引起晒伤、基因突变及肿瘤的罪魁祸首。超短紫外线简称C段(UVC:200-280nm),能量最大,但几乎被臭氧层完全吸收,对人类不会造成伤害。所以对紫外线的防护主要是遮蔽来自A段和B段紫外线的过多辐射。抗紫外纤维生产方法共混纺丝法这是生产抗紫外纤维的主要加工方法。优点：能够将紫外线屏蔽剂或紫外线吸收剂均匀分布在相应的纤维上，纤维抗紫外线功能稳定、持久。

共混纺丝方法分两类：⑴直接共混纺丝：对化纤品种，紫外线屏蔽剂的加入可采用两种途径，既可以在聚合中加入，也可以在纺丝熔体中加入。⑵母粒与切片共混纺丝：将紫外线屏蔽剂或吸收剂、分散剂、热稳定剂等助剂与载体混合，经熔融挤出、切粒、干燥等工序制成抗紫外母粒，将母粒按一定的添加量加到切片中，通过混合、纺丝、拉伸等工序制得抗紫外纤维。该法生产抗紫外纤维的优点是灵活性大，添加量高(可达10％以上)。织物的抗紫外线加工--后整理加工技术常用的工艺方法有:高温高压吸尽法,一些不溶或难溶于水的紫外线吸收剂,可以采用类似于涤纶的高温高压染色的方法;常压吸尽法,一些水溶性的整理剂在处理羊毛、蚕丝、棉以及锦纶纺织品时只需常压下在水溶液中处理,类似水溶性染料染色;浸轧法,这种方法的缺点是,整理后会影响织物的风格、手感、吸水性和透气性;涂层法,这种方法的缺点是,会影响耐洗牢度及手感,一般应用于装饰用、产业用纺织品;印花法,适合于对紫外线屏蔽剂要求不高的织物。微胶囊技术

微胶囊技术已广泛应用于工业领域,它是一种特殊的包装形式,胶囊内的物质可以是固体微粒、液体或气泡。将紫外线吸收剂注入胶囊内,胶囊被吸附于服装上,在服用过程中由于受到摩擦,胶囊外层破裂,达到防紫外整理剂缓释的效果,可抵御长时间的紫外辐射。溶胶凝胶技术

溶胶凝胶技术是指金属烷氧基化合物作为前驱物在温和条件下水解缩合成溶胶,经溶剂挥发或加热处理使溶胶转化为网状结构的氧化物凝胶的过程。用二氧化硅或其它金属氧化物纳米溶胶处理织物,可在织物表面形成一层多孔结构的氧化物干凝胶膜,而原来的纳米溶胶粒子形成三维网状结构。纳米溶胶易于进行化学或物理的改性,可大幅度地改善织物的服用性能,使之多功能化,同时抗紫外性能优良。抗紫外纺织品的应用

抗紫外辐射纺织品主要应用于夏季服装。还用于诸如具备抗紫外线功能的遮阳帽、长筒袜等。在户外进行作业所需要的工装如野外作业服、渔业作用服、农业作业服等同样需要具有抗紫外线的功能。其它诸如窗帘布、广告布、篷布等都对抗紫外线有着较高的要求。中空纤维膜是分离膜领域中的一个重要分支，其中空纤维壁具有选择透过性，可以使气体、液体混合物中某些组分从内腔向外或从外向内腔透过中空纤维壁，而同时对另一些组分具有截留作用。随着膜技术的发展，中空纤维膜不仅作为分离膜发挥对气体、液体混合物的分离作用，而且在催化反应、生物反应领域中作为催化反应器、酶膜生物反应器、膜发酵器、膜组织培养器、膜蒸发器等，使传统工艺发生重大的变革。中空纤维膜在膜传感器、控制释放、膜电极等方面已处于实验或研究阶段。Biocompatibility

生物相容性是指植入生物体内的材料与肌体之间的适应性。对生物体来说，植入的材料不管其结构、性质如何，都是外来异物。出于本能的自我保护，一般都会出现排斥现象。这种排斥反应的严重程度，决定了材料的生物相容性。因此提高应用高分子材料与肌体的生物相容性，是材料和医学科学家们必须面对的课题。生物相容性又可分为组织相容性和血液相容性两种。组织相容性是指材料与人体组织，如骨骼、牙齿、内部器官、肌肉、肌腱、皮肤等的相互适应性，而血液相容性则是指材料与血液接触是不是会引起凝血、溶血等不良反应。医用纺织品的性能和要求

纳米技术:在纳米尺度上对物质和材料进行研究和处理的技术被称为纳米技术。零维材料——原子团簇一维材料——纤维结构二维材料——层状结构三维材料——某一维尺度限制在纳米级的晶粒静电纺丝基本原理静电纺丝法即聚合物喷射静电拉伸纺丝法，与传统方法截然不同。首先将聚合物溶液或熔体带上几千至上万伏高压静电，带电的聚合物液滴在电场力的作用下在毛细管的Taylor锥顶点被加速。当电场力足够大时，聚合物液滴克服表面张力形成喷射细流。细流在喷射过程中溶剂蒸发或固化，最终落在接收装置上，形成类似非织造布状的纤维毡。在静电纺丝过程中，液滴通常具有一定的静电压并处于一个电场当中，因此，当射流从毛细管末端向接收装置运动时，都会出现加速现象，从而导致了射流在电场中的拉伸。普通扫描电镜的样品室和镜筒内均为高真空（约为10-6个大气压），只能检验导电导热或经导电处理的干燥固体样品。低真空扫描电镜可直接检验非导电导热样品，无需进行处理，但是低真空状态下只能获得背散射电子像。环境扫描电镜除具有以上两种电镜的所有功能外，还具有以下几个主要特点：1.样品室内的气压可大于水在常温下的饱和蒸汽压2.环境状态下可对二次电子成像3.观察样品的溶解、凝固、结晶等相变动态过程（在-20℃～+20℃范围）二、环境扫描电镜应用环境扫描电镜可以对各种固体和液体样品进行形态观察和元素（C-U）定性定量分析，对部分溶液进行相变过程观察。对于生物样品、含水样品、含油样品，既不需要脱水，也不必进行导电处理，可在自然的状态下直接观察二次电子图像并分析元素成分。

原子力显微镜（AtomicForceMicroscope，AFM），一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。它通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质。将一对微弱力极端敏感的微悬臂一端固定，另一端的微小针尖接近样品，这时它将与其相互作用，作用力将使得微悬臂发生形变或运动状态发生变化。扫描样品时，利用传感器检测这些变化，就可获得作用力分布信息，从而以纳米级分辨率获得表面结构信息。EDS(EnergyDispersiveSpectrometer）能谱分析，能谱仪是与扫描电子显微镜或透射电镜相连的设备。扫描电镜或透射电镜内通过入射电子束使样品原子芯电离从而产生特征X射线进行测量来确定物质化学成分。分析范围：4-100号元素定性定量分析。

特点：1，能快速、同时对各种试样的微区内Be-U的所有元素，元素定性、定量分析，几分钟即可完成。2，对试样与探测器的几何位置要求低：对W.D的要求不是很严格；可以在低倍率下获得X射线扫描、面分布结果。3，能谱所需探针电流小：对电子束照射后易损伤的试样，例如生物试样、快离子导体试样、玻璃等损伤小。4，检测限一般为0.1%－0.5%，中等原子序数的无重叠峰主元素的定量相误差约为2%。

X光电子能谱分析的基本原理

一定能量的X光照射到样品表面，和待测物质发生作用，可以使待测物质原子中的电子脱离原子成为自由电子。该过程可用下式表示:

hn=Ek+Eb+Er

式中:hn：X光子的能量；

Ek：光电子的能量；

Eb：电子的结合能；

Er：原子的反冲能量。仪器材料的功函数Φ是一个