纳米技术在纺织领域中的应用课件

第五章纳米技术在纺织领域中的应用概论

5．1纺织纤维

5．2纺织用纳米材料

5．3纳米改性功能纤维

5．4功能纤维的制备

5．5发展纳米材料应用研究

5．1纺织纤维5．1．1纺织纤维发展简史5．1．2功能纤维定义及分类为了满足人类社会的需求，现已开发出一大批具有高性能(高强度、高模量、耐高温等)、高功能性(高感性、高吸湿、透湿防水性、抗静电性及导电性、离子交换性和抗菌性、生物相容性等)的一代新型化学纤维。按用途，可分为三大类：(1)衣料用功能纤维主要指具有吸湿、透气、抗静电、抗紫外线、吸收红外线等功能的纤维。(2)装饰用功能纤维(3)产业用功能纤维高强、耐磨、耐腐蚀使用添加的方法得到功能纤维纳米用少量就能达到效果。5．2纺织用纳米材料5．2．1纺织用纳米材料的种类5．2．2纺织用纳米树料的技术及功能性指标1．纳米材科的技术指标(1)细度纳米材料颗粒直径＜100nm微米材料颗粒直径100nm—1.0μm亚微米材料颗粒直径＞1.0μm产品中有95％的体积百分比(或97％)的颗粒直径＜100nm。（2）表面处理由于添加剂绝大多数是金属和非金属氧化物，其弹性模量、硬度等都远大于高分子材料。进行适当的表面处理就像在金属、非金属氧化物和高分子材料中间增加了一个缓冲层，增加添加剂在纤维中的浸润性，可以对纤维起到一定的增强作用。不同种类，如涤纶、脂纶、丙纶等，采用不同的添加剂。(3)水分粉体越细，越易吸潮而结块。对水分的要求参照化纤切片的要求不得大于0．5％。5．3纳米改性功能纤维5．3．1抗菌、抑菌、除臭型纺织纤维目前大部分抗菌除臭制品仍是经后整理方法获得的，但具有永久性抗菌效果的抗菌纤维这几年的发展也十分迅速。一类是含纳米级银的合成纤维为代表的无机抗菌系列抗菌纤维。第二类是以有机抗菌剂通过共混方式开发的AMF系列抗菌纤维。5．3．3远红外线型纺织纤维吸收人体所发出的远红外波长后，又反射回人体表皮，并且再向人体辐射一定波长的远红外线(其中包括最易被人体吸收的4—14μm波长段)，增加了皮肤下的微循环速度，使人体皮下组织中的血流量增加，促进血液循环和新陈代谢。远红外陶瓷粉包括有纳米三氧化二铝、纳米氧化铬、纳米氧化镁、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米三氧化二锑等，5．3．4负离子型纺织功能纤维电气石具有热电性和压电性，在纤维内添加电气石超细粉末后，其纤维动态和静态的负氧离子数分别为l500个／cm3和3500个／cm3，相当于在都市公园环境下的负氧离子含量。5．3．5抗电磁波、抗静电型纺织纤维微波炉、电磁灶、电脑、电热毯、吸尘器等对人体的辐射危害不同波长和频率的电磁波，白血病、肿瘤增加80年代后期到90年代初期防电磁辐射屏蔽服装走进家庭，成为民用服装的一大市场电磁屏蔽的目的在于防止射频电磁场的影响，使其辐射强度被抑制在允许范围之内。一般将屏蔽分为主动场屏蔽和被动场屏蔽两大类。5．3．7纳米粉体材料在多功能纺织纤维中的应用几种功能复合于一体的双功能或多功能纤维，如阻燃--导电纤维、抗菌--抗紫外线--抗红外线纤维等吸水、吸湿纤维、变色纤维、耐热纤维、芳香纤维、磁性纤维、储能纤维、发光纤维、防辐射纤维和阻燃纤维5．4功能纤维的制备5．4．1纳米级添加剂的研制差别化纤维的重点是，在添加了超细添加剂后如何保证纺丝工艺的正常进行，以及如何保证纤维的质量不下降。只要能制备出新型功能性的纳米新材料，功能性的化纤产品就能够生产出来。新型功能纤维产品取决于纳米新材料的开发。5．4．2功能纤维的制备与加工目前市场上常见的一些功能性纺织品(如抗菌、远红外线、抗紫外、防辐射、负离子等产品)，大多采用织物表面整理赋予功能性或在纤维制造过程中共混加入功能性添加剂而获得。2．聚合法在聚合时加入，即在纤维原料合成阶段加入纳米材料。聚合物合成时加入适量的纳米微粒——TiO2、ZrO、BaSO4、SiO2、ZnO，则会最终赋予纤维织物吸水、保温、抗菌防臭、防紫外线、抗静电、导电等功能，与具有阻燃性单体共聚可得阻燃难燃功能。3复合纺丝法采用复合法生产的功能纤维和织物，如采用抗菌功能助剂和PET的混合物作皮层，用抗紫外线功能的粉体和PET的混合物为芯材的皮芯纤维纺制海岛纤维以上这三种方法中所用的纳米粉体主要为无机材料，确保了此类功能性化纤在印染等后整理中的稳定性。4．后整理处理采用纤维间混纤、织物中不同种纤维的交织，多层(如合成纤维与天然纤维问的配合)获得吸湿、吸水等舒适性；合成纤维与导电纤维的交织制成导电织物；采用不同功能的处理剂对纱线、织物等进行表面处理，则可获得抗菌、防臭、阻燃、防污、抗静电、抗紫外辐射、防水透气等各种功能。根据织物用途的不同而分为浸轧法和涂层法5．5发展纳米材料应用研究5．5．1纺织用纳米材料的发展1．建立服装的保健管理机制势在必行2．功能的作用逐步向环保化、多功能型方向发展3．产品的创新转向新型纳米功能材科的研究对纳米技术的真正掌握与了解还有相当距离，需要进行大垣深入的研究工作