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                淺談納米材料在紡織品中的應用
                責任編輯︰劉焱 文章來源︰中國檢驗檢疫

                  紡織品行業已成為我國第二大出口創匯支柱產業,目前該行業主要以量取勝,只有不斷開發新產品,提高產品的檔次和功能,才能獲得持續穩定的發展。而科技的進步始終是全球紡織服裝產業升級的根本動力,納米技術為紡織服裝產業注入了新的活力。 

                  納米是一個長度計量單位,1納米(μm)等于10億分之一米,納米粒子一般是指粒徑在0.1~100μm之間的微粒。納米粒子可通過光學、催化、化學反應、磁性、熔點、蒸汽壓、相變溫度、超導等許多方面顯示出特殊的性質,應用在紡織品中更顯示出重要的價值。目前,納米材料在紡織品的應用主要集中在︰抗菌、抗靜電、紅外、紫外光吸收等功能性方面。

                  功能性紡織品一般是指超出傳統意義上紡織產品的保暖、遮蓋和美化功能之外的具有其他特殊功能的紡織品。隨著科學技術的發展和人們生活水平的提高,功能性紡織品的應用領域已逐漸滲透到國民經濟各個領域,呈現出越來越廣闊的發展空間,而且其性能也已不僅僅局限于某種單一功能,而是向著多功能、高功能、復合功能的方向發展。

                  根據紡織品的功能不同,功能性紡織品通常可以分為四大類︰物理型功能紡織品、化學型功能紡織品、物質分離型功能紡織品和生物適應型功能紡織品等。

                  若按其使用性能和用途,功能性紡織品又可大致分為以下幾類︰

                  1.整理型紡織品︰如將棉、毛、絲、麻等常規織物通過防水、防皺、防污或抗靜電、防腐防霉等整理,從而具備上述功能的紡織品。

                  2.防護型功能紡織品︰如具有抗紫外線、防輻射、阻燃、耐高溫、隔熱、隔聲等防護功能的紡織品。

                  3.適感型紡織品︰具有超舒適、超柔軟、快干、透濕、高彈性等功能的紡織品。

                  4.衛生保健型紡織品︰具有抑菌、抗菌、遠紅外發射、負離子釋放等醫療保健功能的紡織品。

                  5.智能型紡織品︰如舒適可呼吸的能調節人體局部溫度的織物、相變調溫織物、可信號響應變色的織物、生命保健系統織物、仿生運動織物。

                  納米材料由于表面效應、量子尺寸和體積效應等特性使得材料電學、力學、電磁學、光學等性能產生了巨大的變化。利用納米技術,人們不斷開發具有高性能(高強度、高模量、耐高溫)、高功能(滲濕防水性、抗靜電性及導電性、離子交換性、抗菌性、生物相容性等)的新型化學縴維,由此制成的多功能、高附加值的功能性納米紡織品,有著巨大的經濟和社會效益。

                  目前,用納米技術開發功能性紡織品主要有以下3個途徑︰?縴維超細化使之達到納米級以滿足特殊用途領域的需要,如超細化縴維用作復合材料的增強材料;?利用納米材料對傳統材料進行改性,如濕法紡絲中的溶液共混,即將納米粒子加入溶解後的高聚物中攪拌均勻,發生聚合反應後再進行紡絲加工;在融紡中把納米粒子均勻分散在熔融的聚合物中制備功能性縴維;?對縴維進行納米後整理使其功能化。

                  其主要應用有︰

                  1.抗紫外縴維。太陽能對人體有傷害的紫外線主要在200~400nm波段,納米TiO2、納米ZnO、納米SiO2、納米Al2O3、納米Fe2O3和納米雲母等都有在這個波段吸收紫外線的特征,將少量納米微粒添加到化學縴維中,就會產生吸收紫外線現象從而可以有效保護人體免受紫外線的損傷。現階段使用的大多數抗紫外線功能添加劑主要成分是納米TiO2、納米ZnO以及其他化學助劑。

                  2.抗靜電縴維。在化縴制品中加入少量納米微粒如將0.1%~0.5%的納米TiO2、納米Cr2O3、納米ZnO、納米Fe2O3等具有半導體性質的粉體接入到樹脂中,就會產生良好的靜電屏蔽性能,使靜電效應大大降低,可提高安全系數。

                  3.抗電磁波輻射縴維。隨著微波通訊和信息技術的發展,電磁輻射對人體健康造成了巨大威脅,在化縴加工過程中,可加入一些納米微粒如納米Fe2O3、納米NiO等,制成抗電磁波輻射縴維,能強烈吸收電磁輻射,從而對人體起到防護作用。

                  4.遠紅外功能縴維。納米Al2O3、TiO2、SiO2和Fe2O3等的復合粉體與高分子縴維結合,對中紅外波段有很強的吸收性能,可用于研制作戰服。有些納米微粒如氧化鋯,能有效吸收外界能量並輻射與人體生物波相同的遠紅外線,具有保溫、抑菌和促進血液循環、增強免疫力等衛生保健功能。

                  5.抗菌、抑菌、除臭型化縴織物。納米TiO2作為主要的抗菌、防臭劑被廣泛應用于紡織縴維中。它主要是基于光催化反應使有機物分解而具有抗菌、防臭效果的。另外一些金屬粒子如納米Ag、Cu、Fe等,可通過其釋放出的微量金屬離子與帶負電荷的菌體蛋白質結合而使細菌變形或沉澱,從而達到殺菌效果。

                  6.阻燃織物。紡織縴維多數通過添加型阻燃劑或反應型阻燃劑對原材料進行前處理,使其具有阻燃性能。納米粒子主要是作阻燃添加劑和滅火劑,如超細五氧化二銻、超細氧化銻母粒、氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅、鉬化合物以及錫化合物等無機阻燃劑。這些材料在火焰中分解、汽化,產生游離基,這些納米材料產生的游離基與燃燒物產生的游離基相互作用,從而終止鏈反應,達到阻燃的目的。

                  7.其他縴維。除上述應用之外,納米材料在功能紡織品中的其他應用主要有︰智能縴維、磁性縴維、熒光防偽縴維和再生縴維等。

                  納米紡織品因其表現的優越性能受到了研究者和企業的青睞,據統計數據表明,產業用納米紡織品不僅能夠滿足國內需求,逐步替代進口產品,而且出口種類日漸豐富。2010年納米紡織品出口額比2005年增加了近2倍。2010年納米紡織品增加值比2009年增長11.6%,主要納米紡織品產量增速較2009年加快。2012年仍在持續增長,未來5年,中國紡織工業在“十二五”紡織科技發展規劃中,提出了紡織行業科技進步的七項重點任務,前3項都是重視新材料的研發和制造,而且“十二五”規劃內容顯示,中國大陸紡織業將持續以每年8%的速度增長。






                 

                 

                 

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