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浅谈纳米材料在纺织品中的应用

发布时间:2018-01-18 14:13:13  浏览次数:

      纺织品行业已成为我国第二大出口创汇支柱产业,目前该行业主要以量取胜,只有不断开发新产品,提高产品的档次和功能,才能获得持续稳定的发展。而科技的进步始终是全球纺织服装产业升级的根本动力,纳米技术为纺织服装产业注入了新的活力。

  纳米是一个长度计量单位,1纳米(μm)等于10亿分之一米,纳米粒子一般是指粒径在0.1~100μm之间的微粒。纳米粒子可通过光学、催化、化学反应、磁性、熔点、蒸汽压、相变温度、超导等许多方面显示出特殊的性质,应用在纺织品中更显示出重要的价值。目前,纳米材料在纺织品的应用主要集中在:抗菌、抗静电、红外、紫外光吸收等功能性方面。

  功能性纺织品一般是指超出传统意义上纺织产品的保暖、遮盖和美化功能之外的具有其他特殊功能的纺织品。随着科学技术的发展和人们生活水平的提高,功能性纺织品的应用领域已逐渐渗透到国民经济各个领域,呈现出越来越广阔的发展空间,而且其性能也已不仅仅局限于某种单一功能,而是向着多功能、高功能、复合功能的方向发展。

  根据纺织品的功能不同,功能性纺织品通常可以分为四大类:物理型功能纺织品、化学型功能纺织品、物质分离型功能纺织品和生物适应型功能纺织品等。

  若按其使用性能和用途,功能性纺织品又可大致分为以下几类:

  1.整理型纺织品:如将棉、毛、丝、麻等常规织物通过防水、防皱、防污或抗静电、防腐防霉等整理,从而具备上述功能的纺织品。

  2.防护型功能纺织品:如具有抗紫外线、防辐射、阻燃、耐高温、隔热、隔声等防护功能的纺织品。

  3.适感型纺织品:具有超舒适、超柔软、快干、透湿、高弹性等功能的纺织品。

  4.卫生保健型纺织品:具有抑菌、抗菌、远红外发射、负离子释放等医疗保健功能的纺织品。

  5.智能型纺织品:如舒适可呼吸的能调节人体局部温度的织物、相变调温织物、可信号响应变色的织物、生命保健系统织物、仿生运动织物。

  纳米材料由于表面效应、量子尺寸和体积效应等特性使得材料电学、力学、电磁学、光学等性能产生了巨大的变化。利用纳米技术,人们不断开发具有高性能(高强度、高模量、耐高温)、高功能(渗湿防水性、抗静电性及导电性、离子交换性、抗菌性、生物相容性等)的新型化学纤维,由此制成的多功能、高附加值的功能性纳米纺织品,有着巨大的经济和社会效益。

  目前,用纳米技术开发功能性纺织品主要有以下3个途径:⑴纤维超细化使之达到纳米级以满足特殊用途领域的需要,如超细化纤维用作复合材料的增强材料;⑵利用纳米材料对传统材料进行改性,如湿法纺丝中的溶液共混,即将纳米粒子加入溶解后的高聚物中搅拌均匀,发生聚合反应后再进行纺丝加工;在融纺中把纳米粒子均匀分散在熔融的聚合物中制备功能性纤维;⑶对纤维进行纳米后整理使其功能化。

  其主要应用有:

  1.抗紫外纤维。太阳能对人体有伤害的紫外线主要在200~400nm波段,纳米TiO2、纳米ZnO、纳米SiO2、纳米Al2O3、纳米Fe2O3和纳米云母等都有在这个波段吸收紫外线的特征,将少量纳米微粒添加到化学纤维中,就会产生吸收紫外线现象从而可以有效保护人体免受紫外线的损伤。现阶段使用的大多数抗紫外线功能添加剂主要成分是纳米TiO2、纳米ZnO以及其他化学助剂。

  2.抗静电纤维。在化纤制品中加入少量纳米微粒如将0.1%~0.5%的纳米TiO2、纳米Cr2O3、纳米ZnO、纳米Fe2O3等具有半导体性质的粉体接入到树脂中,就会产生良好的静电屏蔽性能,使静电效应大大降低,可提高安全系数。
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