纳米技术在纺织领域中的应用.ppt

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。 1 ．功能纤维的定义 ? 功能纤维是指具有某种特殊功能的化学纤维或 天然纤维。 ? 2 ．功能纤维的分类 ? 按功能属性，功能纤维可分四大类： ? 物理性功能 ? 化学性功能 ? 物理分离性功能 ? 生物性功能 ? 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 — 1.0 μm ? 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 。 ? 超细碳酸钙、超细二氧化硅、超细碳化硅、超细 三氧化铝、超细石墨等等。 ? 超细复合颗粒 ? 具有远红外功能的超细添加剂，是由 Al 2 O 3 、 SiC 、 SiO 2 、 TiO 2 以及部分稀土氧化物复合烧结而成。 ? 细度是衡量功能性添加剂的一个重要指标。粒度 若不够细，极易造成纺织过程中喷丝板堵塞，从 而影响生产工艺。同时，还会引起纤维强度下降 而无法牵伸。 ? 超细纤维，需要纳米颗粒。 ? 功能性纳米添加剂的细度要求在 30 — 80nm 之间。 （ 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 ． 2 抗紫外线型纺织纤维 ? 臭氧减少 1 ％，紫外线增加 2 ％，皮肤癌增加 3 ％！ ? 重点是研究如何提高纺织品防紫外辐射能力， 如何开发防紫外辐射整理剂以及织物自身的厚 度、重量、颜色及相关的制约因素诸方面 ? 波长在 200 — 380nm 范围内的紫外光对人体明显 有害。 ? 抗紫外不能与将太阳热能的反射相提并论 ? 三氧化二铝、氧化镁、氧化锌、二氧化钛、二 氧化硅、碳酸钙、高岭土、炭黑、金属等材料 是对紫外光线具有屏蔽防护作用的物质。 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 l 500 个／ cm 3 和 3500 个／ cm 3 ， 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