纳米纺织品技术成为研究热点
| 日期：05-07-22 14:25:59 编辑：亚洲纺织联盟网 |
纳米技术是二十世纪90年代出现的一门新兴技术。由于构成纳米材料的微粒具有特殊的表面效应和小尺寸效应，因此能够产生与常规材料不同的物理、化学性质，如具有高强度、高韧性、良好的导电和静电屏蔽效应，能够抗紫外线、吸收可见光和红外线、抗老化，具有很强的抗菌除臭功能和吸附能力等。近年来，纳米技术发展迅速，席卷了整个科学技术领域，它在纺织品后整理方面、印染方面都有较大的开发价值和发展前途，并且纳米纺织品技术研究是目前国内外研究的一个热点。 ◎纳米技术在后整理方面的应用 将具有特殊功能的纳米材料与纺织原料进行复合，可制成各种功能织物。纳米材料除能够直接添加到合成纤维中使复合材料改性外，也能通过对天然纤维的整理赋予其特殊的性能。用纳米技术可处理多种纺织面料，对于制成服装饰品的织物在防水、防油、防污、透气、无臭、不易变色、无毒性、不改变触感，经济耐用等将得到明显提高。目前，纳米技术在纺织后整理方面的应用，主要集中在抗菌、抗臭、抗静电、红外、紫外光的吸收方面。 ◎纳米抗菌、防臭整理 大多数有机抗菌、防臭剂存在耐热性差，易分解产生有害物质等缺点，为此人们积极开发研究无机抗菌、防臭剂。以纳米TiO2为主的抗菌、防臭剂应用而生，被广泛应用于纺织纤维中。纳米TiO2在阳光下尤其在紫外线照射下能自行分解出自由移动的带负电的电子(e－)和带正电的穴(h+)，形成空穴―电子对，吸附溶解在TiO2表面的氧俘获电子形成Q2－，而空穴则将吸附TiO2表面的-OH和H2O，氧化成HO，所生成的氧原子和氢氧自由基有很强的化学活性，特别是原子氧能与多数有机物反应(氧化)，同时能与细菌内的有机物反应生成CO2和H2O，从而在短时间内就能杀死细菌，消除恶臭和油污。 ◎纳米抗静电剂 纺织品易产生静电，易吸尘，一些操作平台、场所因静电可能产生火花而引起爆炸。利用纳米技术可解决纺织品的静电问题。如将0.1%～0.5%的纳米TiO2、Cr203、ZnO、Fe203等具有半导体性质微粒掺入树指中，就会产生良好的抗静电屏蔽性能，制品的表面电阻可达到108～9Ω，大大提高了抗静电的安全系数。 ◎纳米紫外线吸收剂 太阳对人体有伤害的紫外线主要在300～400nm波段的光波，最近有研究表明，纳米TiO2、ZnO 、A1203、Fe203等都有在这个波段吸收紫外线的特征，将其少量微粒添加到化纤中，就可防止有害紫外线的辐射。 ◎纳米红外线吸收材料 人体释放的红外线大致在4～16µm的中红外波段，在战场上如果不对这一波段的红外线进行屏蔽，就很易被非常灵敏的中红外探测器所发现，尤其在夜间人体安全会受到威胁。某些纳米微粒复合体与高分子化纤结合，对中红外波段有很强的吸收性能，有很好的屏蔽效果。 ◎纳米材料的应用技术 纺织印染中应用纳米材料和纳米技术时，除了要解决纳米材料的制备技术之外，重要的是要解决好纳米材料的应用技术。纳米材料与纺织材料结合，目前主要有两种方法，一是用纳米材料作为填料加到纺织纤维中去，制成纳米复合纤维，这可以有两种方法：利用溶液共混方法，使纳米微粒直接在合成纤维的反应过程中加入，制成纳米复合纤维；或采用熔融共混方法，把纳米微粒与聚合物共混熔融纺制成纳米复合纤维。二是将纳米微料加到织物整理剂或涂料中，通过对织物进行后整理，将纳米材料结合到纺织品上。 印染中，纳米粒子在聚合物中的分散和纳米粒子在聚合物表面的结合是主要的应用技术问题，可以使纳米粒子和纺织印染材料的基本成分(即聚合物材料)之间处于适当的结合状态。 制备聚合物/无机纳米复合材料的直接分散法，适用于各种形态的纳米粒子。印染中纳米粒子的使用一般采用直接分散法。但是由于纳米粒子存在很大的界面自由能，粒子极易自发团聚，利用常规的共混方法不能消除无机纳米粒子与聚合物基体之间的高界面能差。因此，要将无机纳料粒子直接分散与有机基质中制备聚合物纳米复合材料，必须通过必要的化学预分散和物理机械分散打开纳米粒子团聚体，将其均匀分散到聚合物基体材料中并与基体材料有良好的亲和性。直接分散法可通过高分子溶液（或乳液）共混、熔融共混、机械共混、聚合法等途径完成分散和复合。
