染整助劑與紡織生物.ppt

染整助劑與紡織生物技術(shù),微膠囊的制備及染整應(yīng)用,一、微膠囊 及制備 、微膠囊 ：微膠囊技術(shù)是指利用天然的或合成的高分子材料將固體的、液體的、甚至是氣體的微小物質(zhì)包覆，形成直徑1500um的一種具有半透性或封閉膜的微型膠囊技術(shù)。 、形狀與結(jié)構(gòu)：微膠囊的外形多樣，可以是球狀的葡萄串形也可以是不規(guī)則的形狀膠囊外表可以是光滑的也有折疊的、微膠囊的囊膜既可以是單層也可以是雙層或多層結(jié)構(gòu)、而囊膜所包覆的核心物質(zhì)既可以是單核也可以是多核,、微膠囊化的方法 ：依據(jù)囊壁的形成機(jī)制和成囊條件微膠囊化方法大致可分為3類即化學(xué)法、物理法和物理化學(xué)法。 化學(xué)法：包括界面聚合法、原位聚合法和銳孔法。 物理法：包括噴霧干燥法、空氣懸浮法真空蒸發(fā)沉積法、靜電結(jié)合法、溶劑蒸發(fā)法、包結(jié)絡(luò)合物法及擠壓法。 物理化學(xué)法：則包括油相分離法、水相分離法、干燥浴法(復(fù)相乳化法)和熔化分散冷凝法。,、壁材：通常選用的壁材有明膠、果膠、瓊脂、甲基纖維素、聚丙烯酸、馬來酸、B-環(huán)糊精、殼聚糖等高分子物質(zhì) 。 、芯材：水溶性或非水溶性固體物質(zhì) 非水溶性液體或氣體物質(zhì) 溶液,簡介還原染料微膠囊的制備,染料懸浮液加入明膠溶液加入阿拉伯膠溶液變性凝聚稀釋沉降分散固化離心干燥16 乳化：將15ml還原染料（50g/l）懸浮液中，加入25ml明膠溶液（50g/l），在磁力攪拌器上攪拌1h使之分散均勻，再加入25ml阿拉伯膠溶液（50g/l），繼續(xù)攪拌1h； 變性凝聚：加熱到45，攪拌條件下，用100g/l稀醋酸調(diào)節(jié)pH4.5； 稀釋：攪拌條件下，沖入4倍體積水； 沉降：低速攪拌條件下，將此體系冷卻至約5； 分散：用20%NaOH溶液調(diào)節(jié)pH9； 固化：最后加入占總體積2%的戊二醛溶液（37%）固化2h，離心水洗充分去除戊二醛； 成囊過程：,圖2-2 成囊示意圖,二、微膠囊功能及特點(diǎn),三、微膠囊應(yīng)用： 、印花工藝中的應(yīng)用 多色多點(diǎn)印花,傳統(tǒng)印花 微膠囊微點(diǎn)印花 傳統(tǒng)多色印花 微膠囊多色微點(diǎn)印花,多色多點(diǎn)印花是一種具有獨(dú)特風(fēng)格,超過一般?！把┗ā毙Ч挠』ǚ椒?。多色多點(diǎn)印花在工藝和設(shè)備上與常規(guī)印花相同,不同之處在于采用了染料微膠囊。把粒徑10200um大小不等、形狀各異(球形、橢圓形、液滴形、鱗片形、纖維形等),含有多種染料的微膠囊在粘合劑的作用下涂覆在織物纖維上,經(jīng)汽蒸使染料微膠囊破裂并在布上印花,形成顏色形狀各異風(fēng)格獨(dú)特的染色微點(diǎn)。在布的一面完成多色多點(diǎn)印花烘干后,在布的另一面再進(jìn)行一次同樣的多色多點(diǎn)印花,在熱處理下,從膠囊中釋放出來的染料形成色點(diǎn)并滲透到織物另一面,得到主色調(diào)各不相同的雙面多色多點(diǎn)印花產(chǎn)品，每一面的主色調(diào)取決于該面所使用的染料微膠囊。,1、膠囊印花產(chǎn)生的彩色特殊效果； 工藝上除和一般印花工藝有區(qū)別外，主要是不同色澤的微膠囊染料由于受囊膜的包覆，所以不會相互混合成一種色澤，一般是控制在汽蒸或焙烘熱熔階段中汽蒸、焙烘破裂，使染料及時從微膠囊中轉(zhuǎn)移到織物上去著色和固色。各種顏色的染料才釋放出來，對纖維分別著色，于是形成多種顏色風(fēng)格獨(dú)特的微點(diǎn)花紋，而獨(dú)特的效果是任何機(jī)械印花方法無法達(dá)到的。 2、應(yīng)綠色整理、保護(hù)環(huán)境、防止粉塵； 隨著社會的進(jìn)步和人們生活質(zhì)量的提高，人們越來越重視環(huán)境和自身的健康水平?！熬G色紡織品” 、“生態(tài)紡織品”成為當(dāng)今世界人們的生活需求。發(fā)展紡織工業(yè)的清潔生產(chǎn)，運(yùn)用有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境的綠色生產(chǎn)方式，向消費(fèi)者提供生態(tài)紡織品是世界紡織業(yè)進(jìn)入21世紀(jì)的全球性主題，是事關(guān)人類生存質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。綠色染色技術(shù)是今后紡織品染色重點(diǎn)發(fā)展方向。,色漿配方： 還原綠FFB微膠囊 30g/l 淀粉糊 40g/l 雕白粉 5g/l 碳酸鈉 5g/l 尿素 5g/l 色漿總量 100g/l,工藝流程,色漿調(diào)制印花烘干軋還原液（軋余率60）預(yù)烘焙烘（120145）水洗氧化皂洗水洗烘干。,純棉還原艷綠FFB微膠囊單色不同濃度印花,滌棉分散還原染料拼色微膠囊印花,還原染料微膠囊拼色印花,轉(zhuǎn)移印花 紡織品加工中的轉(zhuǎn)移印花是用于有明顯玻璃化溫度的合成纖維織物,如滌綸。將染料微膠囊構(gòu)成的圖案印在轉(zhuǎn)移紙上,再將紙放在織物上施以壓力使膠囊破裂,釋放出的染料附著在織物上。這種方法與傳統(tǒng)的熱轉(zhuǎn)移印花相比,除了具有不用糊料、節(jié)省染料、節(jié)約轉(zhuǎn)移紙、減少廢水污染等優(yōu)點(diǎn)外,還能擴(kuò)大染料的選擇范圍,不再限于升華牢度低的染料,同時也提高了熱轉(zhuǎn)移印花的升華牢度。,物理發(fā)泡印花 物理發(fā)泡微膠囊是一種有熱塑性致密外殼、內(nèi)含低沸點(diǎn)溶劑的微膠囊,平均粒徑為1030um。將其混入涂料印花漿中,印花后在適當(dāng)高溫(110140) 下處理,膠囊內(nèi)部的溶劑汽化,產(chǎn)生足夠壓力,使塑性化的壁殼膨脹,直徑擴(kuò)大到原來的35倍,并冷卻至室溫后仍保持發(fā)泡后的狀態(tài),從而獲得立體感強(qiáng)的發(fā)泡印花效果。,熱敏變色印花 為了能使印花的色澤與圖案隨環(huán)境中的光線、溫度或濕度的變化而變化,人們開發(fā)出了具有光敏、熱敏或濕敏特性的變色涂料，。熱敏變色涂料的印花工藝有些就是采用了微膠囊技術(shù)。目前使用的這類變色涂料還存在不耐洗、不耐曬、牢固度差的缺點(diǎn)，對熱敏變色涂料研究和生產(chǎn)處于領(lǐng)先地位的是日本松井色素工業(yè)公司和英國默克公司,他們都有自己的變色涂料系列。上海纖維研究所熱敏變色涂料的研究也取得了很大成就。,、在染色加工中的應(yīng)用 染料微膠囊的非水系染色法是在氣相染色法、磁力作用染色法及靜電染色法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,目前仍處于實(shí)驗(yàn)階段,尚未大規(guī)模推廣。但作為非水系染色的一種改進(jìn)工藝,它的發(fā)展前景是廣闊的。采用不以水為介質(zhì)的非水系染色法,既可以減少染色加工中的耗水量,也可以減少染色廢水處理的負(fù)擔(dān),不失是染色工藝的發(fā)展方向。,利用磁場的染料微膠囊非水系染色法 這是日本公布的專利技術(shù)。首先利用磁場對含有鐵磁性微粒的染料微膠囊的吸引作用,將染料微膠囊吸附到織物表面、然后在高溫作用下使染料受熱升華氣化,并從破裂的微膠囊中逸出,擴(kuò)散和深入到織物纖維內(nèi)部,最后在外磁場作用下,從織物表面去除含有鐵磁性粒子的微膠囊殼體殘留物。對染色后的滌綸進(jìn)行染料耐光性試驗(yàn)結(jié)果表明:采用這種染料微膠囊非水系染色法,與以水為溶劑的滌綸高溫高壓染色法相比,染色織物的耐光性沒有差別。用幾種不同染料的微膠囊進(jìn)行混配可以得到不同的色澤。實(shí)踐證明染料微膠囊不僅可以染單色,還可以配色。,利用靜電場的染料微膠囊非水系染色法 染料微膠囊中含有高介電常數(shù)溶劑或設(shè)法使染料微膠囊表面帶有電荷,則可以利用靜電場的作用使染料微膠囊吸附在織物上,微膠囊受熱后,染料升華沖破微膠囊而上染。 用染料微膠囊進(jìn)行染色加工,目前仍處于實(shí)驗(yàn)階段,尚未大規(guī)模推廣。但作為非水系染色的一種改進(jìn)工藝,它的發(fā)展前景是廣闊的使用染料微膠囊的非水系染色法是在氣相染色法、磁力作用染色法及靜電染色法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。采用不以水為介質(zhì)的非水系染色法,既可以減少染色加工中的耗水量,也可以減少染色廢水處理的負(fù)擔(dān),不失是染色工藝的發(fā)展方向。利用磁場的染料微膠囊非水系染色法是日本公布的專利技術(shù)。首先利用磁場對含有鐵磁性微粒的染料微膠囊的吸引,作用,將染料微膠囊吸附到織物表面、然后在高溫作用下使染料受熱升華氣化,并從破裂的微膠囊中逸出,擴(kuò)散和深入到織物纖維內(nèi)部,最后在外磁場作用下,從織物表面去除含有鐵磁性粒子的微膠囊殼體殘留物,整個過程可以通過傳送帶連續(xù)進(jìn)行。對染色后的滌綸進(jìn)行染料耐光性試驗(yàn)結(jié)果表明:采用這種染料微膠囊非水系染色法,與以水為溶劑的滌綸高溫高壓染色法相比,染色織物的耐光性沒有差別。用幾種不同染料的微膠囊進(jìn)行混配可以得到不同的色澤。實(shí)踐證明染料微膠囊不僅可以染單色,還可以配色。當(dāng)染料微膠囊中不含有鐵磁性粉末,而是染料微膠囊中含有高介電常數(shù)溶劑或設(shè)法使染料微膠囊表面帶有電荷,則可以利用靜電場的作用使染料微膠囊吸附在織物上,微膠囊受熱后,染料升華沖破微膠囊而上染。,、微膠囊在織物整理方面的應(yīng)用 為使織物具有良好的使用性能,除了要進(jìn)行染色、印花等加工外,根據(jù)實(shí)際需要還常進(jìn)行抗皺防縮、柔軟、抗靜電、防油防水防污、阻燃、抗菌防老化等各種后整理,在后整理工藝中,有時使用微膠囊技術(shù)有著獨(dú)特的優(yōu)勢。 在后整理工藝中,如果使用的整理劑是疏水性的,當(dāng)用水作介質(zhì)時要加入乳化劑,使疏水性整理劑乳化分散到水中才能對織物進(jìn)行整理。當(dāng)使用有機(jī)溶劑作介質(zhì)時,則可把疏水性整理劑溶解,這有利于對織物進(jìn)行整理。但這種方法因有機(jī)溶劑價格高,易燃易爆或毒性大等缺點(diǎn)而難以推廣。如果使用微膠囊技術(shù)把疏水性整理劑與有機(jī)溶劑包裹起來,則可以保留非水溶劑整理工藝的優(yōu)點(diǎn),又可大大減少有機(jī)溶劑用量,而且只要工藝合適完全可以取得非水溶劑整理同樣好的效果。疏水性整理劑微膠囊囊芯包括彈性改進(jìn)劑、抗起球劑、阻燃劑、抗皺劑、抗靜電劑、抗油抗污劑、防水劑、柔軟劑抗光氧化的紫外線吸收劑等。,由于整理劑被包裹在微膠囊中互不影響,所以可以把兩種以上整理劑微膠囊同時在織物上處理,這樣可以大大簡化多種整理劑的加工工藝流程。在織物衛(wèi)生除臭整理中利用微膠囊的保護(hù)和緩釋功能使整理劑的作用得到更好的發(fā)揮,這類整理劑微膠囊包括香料、除臭劑、驅(qū)蟲劑、殺菌劑。利用香精微膠囊進(jìn)行織物的香味整理時,可以減少香精揮發(fā)損失使香味更持久。而衛(wèi)生整理用的微膠囊不僅可以用天然或合成高聚物作壁材,也可以用微生物作壁材。目前各種含有抗菌劑、殺蟲劑、防蛀劑的酵母細(xì)胞微膠囊在國外已在棉織物和毛織物上使用。在歐洲Akzo已制造和出售了產(chǎn)品系列,稱作DiolenBaetekiller。,日本的Exlan公司試驗(yàn)把阻燃劑、除臭劑、柔軟劑、香料、抗靜電劑、紫外線吸收劑等整理劑微膠囊加入合成纖維紡絲液中形成了功能性纖維,進(jìn)而織成功能性織物。日本三菱螺縈公司也生產(chǎn)過一種含有香精的微膠囊的聚酯纖維,制成的織物有較持久的釋香能力,由于香精微膠囊保存在纖維內(nèi)部,織物經(jīng)多次洗滌仍可保持香味。這種含香精微膠囊的纖維不僅可作衣物,也可以用于填塞床墊、枕頭和動物形狀的布玩具。日本鐘淵公司開發(fā)的一種抗菌纖維就有緩釋功能,它是把整理劑加在紡絲浴中,通過溶劑紡絲得到長絲,有與微膠囊緩釋功能類似的性質(zhì)。,、微膠囊整理劑在紡織品后整理中存在的主要問題及解決方法 在紡織品后整理中,微膠囊整理劑的應(yīng)用雖然具有許多優(yōu)勢,但也存在不少問題“由于微膠囊的粒徑一般較大,不易滲透到纖維內(nèi)部,通常要采用粘合劑使它固著在纖維或織物上,因此,產(chǎn)品的耐洗牢度較低,這是目前微膠囊整理劑存在的主要問題“由于微膠囊整理劑的應(yīng)用研究起步較晚,而各種整理劑在結(jié)構(gòu)及性能上均存在差異,其微膠囊化的方法以及所用壁材又與整理劑加工對象以及產(chǎn)品用途等因素有關(guān),所以在目前,要制備性能優(yōu)良的微膠囊整理劑,技術(shù)難度較大。,因此,加大力度研究微膠囊整理劑的制備技術(shù),特別是用于織物整理的納米膠囊,并不斷降低成本,是目前的當(dāng)務(wù)之急;其次,采用與纖維有良好相容性的天然綠色材料作壁材制備微膠囊整理劑,以保證產(chǎn)品及整理過程無污染,同時與纖維之間又有較大的結(jié)合力,從而提高整理品的耐洗牢度。,納米材料及在染整中應(yīng)用,第一節(jié)、納米材料于技術(shù) 一、納米技術(shù)：1959年，著名物理學(xué)家、諾貝爾獎獲得者理查德費(fèi)曼預(yù)言，人類可以用小的機(jī)器制作更小的機(jī)器，最后將變成根據(jù)人類意愿，逐個地排列原子，制造“產(chǎn)品”，這是關(guān)于納米技術(shù)最早的夢想。 七十年代，科學(xué)家開始從不同角度提出有關(guān)納米科技的構(gòu)想。,1974年，科學(xué)家唐尼古奇最早使用納米技術(shù)一詞描述精密機(jī)械加工。 1982年，科學(xué)家發(fā)明研究納米的重要工具掃描隧道顯微鏡，使人類首次在大氣和常溫下看見原子，為我們揭示一個可見的原子、分子世界，對納米科技發(fā)展產(chǎn)生了積極促進(jìn)作用。 1990年7月，第一屆國際納米科學(xué)技術(shù)會議在美國巴爾的摩舉辦，標(biāo)志著納米科學(xué)技術(shù)的正式誕生。,1991年，碳納米管被人類發(fā)現(xiàn)，它的質(zhì)量是相同體積鋼的六分之一，強(qiáng)度卻是鋼的10成為納米技術(shù)研究的熱點(diǎn)。諾貝爾化學(xué)獎得主斯莫利教授認(rèn)為，納米碳管將是未來最佳纖維的首選材料，也將被廣泛用于超微導(dǎo)線、超微開關(guān)以及納米級電子線路等。,1993年，繼1989年美國斯坦福大學(xué)搬走原子團(tuán)“寫”下斯坦福大學(xué)英文名字、 1990年美國國際商用機(jī)器公司在鎳表面用36個氙原子排出“IBM”之后，中國科學(xué)院北京真空物理實(shí)驗(yàn)室自如地操縱原子成功寫出“中國”二字，標(biāo)志著我國開始在國際納米科技領(lǐng)域占有一席之地。,到1999年，納米技術(shù)逐步走向市場，全年納米產(chǎn)品的營業(yè)額達(dá)到500億美元。 近年來，一些國家紛紛制定相關(guān)戰(zhàn)略或者計劃，投入巨資搶占納米技術(shù)戰(zhàn)略高地。日本設(shè)立納米材料研究中心，把納米技術(shù)列入新5年科技基本計劃的研發(fā)重點(diǎn)；德國專門建立納米技術(shù)研究網(wǎng)；美國將納米計劃視為下一次工業(yè)革命的核心，美國政府部門將納米科技基礎(chǔ)研究方面的投資從1997年的1.16億美元增加到2001年的4.97億美元。,我國納米材料研究始于80年代末，“八五”期間，“納米材料科學(xué)”列入國家攀登項目。國家自然科學(xué)基金委員會、中國科學(xué)院、國家教委分別組織了8項重大、重點(diǎn)項目，組織相關(guān)的科技人員分別在納米材料各個分支領(lǐng)域開展工作，國家自然科學(xué)基金委員會還資助了20多項課題，國家“863”新材料主題也對納米材料有關(guān)高科技創(chuàng)新的課題進(jìn)行立項研究。1996年以后，納米材料的應(yīng)用研究出現(xiàn)了可喜的苗頭，地方政府和部分企業(yè)家的介入，使我國納米材料的研究進(jìn)入了以基礎(chǔ)研究帶動應(yīng)用研究的新局面。,二、納米概念:納米是英文namometer的譯音，是一個物理學(xué)上的度量單位，1納米是1米的十億分之一；相當(dāng)于45個原子排列起來的長度。通俗一點(diǎn)說，相當(dāng)于萬分之一頭發(fā)絲粗細(xì)。就象毫米、微米一樣，納米是一個尺度概念，并沒有物理內(nèi)涵。當(dāng)物質(zhì)到納米尺度以后，大約是在1100納米這個范圍空間，物質(zhì)的性能就會發(fā)生突變，出現(xiàn)特殊性能。這種既具不同于原來組成的原子、分子，也不同于宏觀的物質(zhì)的特殊性能構(gòu)成的材料，即為納米材料。 納米科技是90年代初迅速發(fā)展起來的新的前沿科研領(lǐng)域。它是指在1-100nm尺度空內(nèi)，研究電子、原子和分子運(yùn)動規(guī)律、特性的高新技術(shù)學(xué)科。其最終目標(biāo)是人類按照自己的意志直接操縱單個原子、分子，制造出具有特定功能的產(chǎn)品。,納米材料又稱為超微顆粒材料，由納米粒子組成。納米粒子也叫超微顆粒，一般是指尺寸在1100nm間的粒子，是處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區(qū)域，從通常的關(guān)于微觀和宏觀的觀點(diǎn)看，這樣的系統(tǒng)既非典型的微觀系統(tǒng)亦非典型的宏觀系統(tǒng)，是一種典型人介觀系統(tǒng)，它具有表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)。當(dāng)人們將宏觀物體細(xì)分成超微顆粒（納米級）后，它將顯示出許多奇異的特性，即它的光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)以及化學(xué)方面的性質(zhì)和大塊固體時相比將會有顯著的不同。,三 納米材料特性,1.表面效應(yīng) 2.小尺寸效應(yīng) 3.量子尺寸效應(yīng) 4.宏觀量子隧道效應(yīng),表面效應(yīng),是指納米粒子表面原子數(shù)與總原子數(shù)之比隨粒徑變小而急劇增大后所引起的性質(zhì)上的變化。納米晶粒尺寸的減小結(jié)果導(dǎo)致其表面積、表面能及表面結(jié)合能的增大，并具有不飽和性質(zhì)，表現(xiàn)出很高的化學(xué)活性。,小尺寸效應(yīng),隨著顆粒尺寸的量變，在一定條件下會引起顆粒性質(zhì)的質(zhì)變。由于顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質(zhì)的變化稱為小尺寸效應(yīng)。對超微顆粒而言，尺寸變小，同時其比表面積亦顯著增加，從而產(chǎn)生如下一系列新奇的性質(zhì)。 （1） 特殊的光學(xué)性質(zhì) （2） 特殊的熱學(xué)性質(zhì) （3） 特殊的磁學(xué)性質(zhì) （4）特殊的力學(xué)性質(zhì) 超微顆粒的小尺寸效應(yīng)還表現(xiàn)在超導(dǎo)電性、介電性能、聲學(xué)特性以及化學(xué)性能等方面。,量子尺寸效應(yīng),微粒尺寸下降到一定值時，費(fèi)米能級附近的電子能級由準(zhǔn)連續(xù)能級變?yōu)榉至⒛芗?，吸收光譜闕值向短波方向移動，這種現(xiàn)象稱為量子尺寸效應(yīng)。,宏觀量子隧道效應(yīng)。,隧道效應(yīng)是基本的量子現(xiàn)象之一，即當(dāng)微觀粒子的總能量小于勢壘高度時，該粒子仍能穿越這一勢壘。近年來，人們發(fā)現(xiàn)一些宏觀量如微顆粒的磁化強(qiáng)度、量子相干器件中的磁通量及電荷也具有隧道效應(yīng)，他們可以穿越宏觀系統(tǒng)的勢阱而產(chǎn)生變化，故稱之為宏觀量子隧道效應(yīng)。,催化性質(zhì)。 納米粒子晶粒體積小，比表面積大，表面活性中心多，其催化活性和選擇性大大高于傳統(tǒng)催化劑。而且，納米催化劑沒有孔隙，可避免使用常規(guī)催化劑時，反應(yīng)物向孔隙擴(kuò)散的影響。在使用納米催化劑時，不必將其附著在惰性載體上，可以直接放入液相反應(yīng)體系中。,納米顆粒型材料也稱納米粉末，一般指粒度在100nm以下的粉末或顆粒。由于尺寸小，比表面大和量子尺寸效應(yīng)等原因，它具有不同于常規(guī)固體的新特性。,碳納米管，是1991年由日本電鏡學(xué)家飯島教授通過高分辨電鏡發(fā)現(xiàn)的，屬碳材料家族中的新成員，為黑色粉末狀，是由類似石墨的碳原子六邊形網(wǎng)格所組成的管狀物，它一般為多層，直徑為幾納米至幾十納米，長度可達(dá)數(shù)微米甚至數(shù)毫米。,碳納米管本身有非常完美的結(jié)構(gòu)，意味著它有好的性能。它在一維方向上的強(qiáng)度可以超過鋼絲強(qiáng)度，它還有其他材料所不具備的性能：非常好的導(dǎo)電性能、導(dǎo)熱性能和電性能。,碳納米管尺寸盡管只有頭發(fā)絲的十萬分之一，但它的導(dǎo)電率是銅的1萬倍，它的強(qiáng)度是鋼的100倍而重量只有鋼的七分之一。它像金剛石那樣硬，卻有柔韌性，可以拉伸。它的熔點(diǎn)是已知材料中最高的。,正是由于碳納米管自身的獨(dú)特性能，決定了這種新型材料在高新技術(shù)諸多領(lǐng)域有著誘人的應(yīng)用前景。在電子方面，利用碳納米管奇異的電學(xué)性能，可將其應(yīng)用于超級電容器、場發(fā)射平板顯示器、晶體管集成電路等領(lǐng)域。在材料方面，可將其應(yīng)用于金屬、水泥、塑料、纖維等諸多復(fù)合材料領(lǐng)域。它是迄今為止最好的貯氫材料，并可作為多類反應(yīng)的催化劑的優(yōu)良載體。在軍事方面，可利用它對波的吸收、折射率高的特點(diǎn)，作為隱身材料廣泛應(yīng)用于隱形飛機(jī)和超音速飛機(jī)。在航天領(lǐng)域，利用其良好的熱學(xué)性能，添加到火箭的固體燃料中，從而使燃燒效率更高。,如果用碳納米管做繩索，是唯一可以從月球掛到地球表面，而不被自身重量所拉斷的繩索。如果用它做成地球-月球乘人的電梯，人們在月球定居就很容易了。納米碳管的細(xì)尖極易發(fā)射電子。用于做電子槍，可做成幾厘米厚的壁掛式電視屏，這是電視制造業(yè)的發(fā)展方向。,然而，碳納米管作為一種新型材料被發(fā)現(xiàn)至今已有十年，卻尚未得到工業(yè)應(yīng)用。超高的成本使國際市場90高純度的碳納米管價格高達(dá)10002000美元克，一般純度的碳納米管價格也在60美元克，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出黃金的價格。,我國清華南風(fēng)納米粉體產(chǎn)業(yè)化工程中心，一直致力于碳納米管在工業(yè)化生產(chǎn)上的科技攻關(guān)，是目前世界上已知生產(chǎn)規(guī)模最大的碳納米管生產(chǎn)基地。,“納米材料”這一概念在20世紀(jì)80年代初正式形成，它現(xiàn)已成為材料科學(xué)和凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，而其制備科學(xué)在當(dāng)前的納米材料研究中占據(jù)著極為關(guān)鍵的地位。人們一般將納米材料的制備方法劃分為物理方法和化學(xué)方法兩大類。,第二節(jié) 納米材料的制備技術(shù),納米材料其實(shí)并不神密和新奇，自然界中廣泛存在著天然形成的納米材料，如蛋白石、隕石碎片、動物的牙齒、海洋沉積物等就都是由納米微粒構(gòu)成的。人工制備納米材料的實(shí)踐也已有1000年的歷史，中國古代利用蠟燭燃燒之煙霧制成碳黑作為墨的原料和著色的染料，就是最早的人工納米材料。另外，中國古代銅鏡表面的防銹層經(jīng)檢驗(yàn)也已證實(shí)為納米SnO2顆粒構(gòu)成的薄膜。,然而，人們自覺地將納米微粒作為研究對象，而用人工方法有意識地獲得納米粒子則是在20世紀(jì)60年代。 1963年，Ryozi Uyeda等人用氣體蒸發(fā)（或“冷凝”）法獲得了較干凈的超微粒，并對單個金屬微粒的形貌和晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了電鏡和電子衍射研究。1984年，Gleiter等人用同樣的方法制備出了納米相材料TiO2。,一、物理方法,1真空冷凝法 用真空蒸發(fā)、加熱、高頻感應(yīng)等方法使原料氣化或形成等粒子體，然后驟冷。其特點(diǎn)純度高、結(jié)晶組織好、粒度可控，但技術(shù)設(shè)備要求高。 2物理粉碎法 通過機(jī)械粉碎、電火花爆炸等方法得到納米粒子。其特點(diǎn)操作簡單、成本低，但產(chǎn)品純度低，顆粒分布不均勻。 3機(jī)械球磨法 采用球磨方法，控制適當(dāng)?shù)臈l件得到純元素、合金或復(fù)合材料的納米粒子。其特點(diǎn)操作簡單、成本低，但產(chǎn)品純度低，顆粒分布不均勻。,二、化學(xué)方法,1 化學(xué)沉淀法 共沉淀法 均勻沉淀法 多元醇沉淀法 沉淀轉(zhuǎn)化法,2.化學(xué)還原法 水溶液還原法 多元醇還原法 氣相還原法 碳熱還原法 、溶膠凝膠法 、水熱法等、,第三節(jié)、納米材料在染整中應(yīng)用 納米材料的光防護(hù)功能 多種物質(zhì)對光線都具有屏蔽、防護(hù)的作用，如Al203、MgO、ZnO、TiO2、SiO2、CaCO3、高嶺土、炭黑、多種金屬等。當(dāng)將這些材料制成納米粉體，使微粒的尺寸與光波波長相當(dāng)或更小時，由于小尺寸效應(yīng)導(dǎo)致光吸收顯著增強(qiáng)，而此類納米粉體的比表面積大、表面能高，在用于對天然纖維整理時，很容易和后者相結(jié)合，再加之天然化纖混紡織物、天然織物對整理用材料細(xì)度、附著力等性能的要求，都決定了納米材料是天然化纖混紡織物、天然織物在光防護(hù)、光屏蔽、光反射類型功能后整理時的優(yōu)選材料。,一、防紫外線整理： 為了保證納米粉體與纖維的良好結(jié)合，又能夠生產(chǎn)出便于印染、色彩繽紛的織物，一般選用金屬氧化物的粉體，即所謂納米級粉體，這類粉體表現(xiàn)出了特殊的光學(xué)性質(zhì)，如通常用氧化鋅來作紫外線屏蔽劑，機(jī)理是其禁帶寬度為3.2eV，可以吸收波長為388nm的紫外線，而當(dāng)氧化鋅的粒度為lOnm時，它的禁帶寬度增加到大于4.5eV，可以較好吸收280-320nm波長的紫外線，所以含納米粒子的纖維能夠較好地吸收UVB 和UVA波段的紫外線，屏蔽率可達(dá)到95%以上。 但各種不同的納米粉體對光線的屏蔽、反射效率也是有差別的，以常用的TiO2和ZnO來比較，從納米級氧化鋅和二氧化鈦的分光反射率我們可以得知；在波長為200一800nm范圍內(nèi)氧化鋅具有較高而穩(wěn)定的分光反射率，而納米二氧化鈦則在在紫外線的部分譜段具有更高一些的分光反射率。二氧化鈦微粒粒徑在50一l20nm時，散射系數(shù)最高吸收效率最大(即透過率最小),散射系數(shù)越高吸收越好透過越少,棉滌混紡織物的抗紫外整理 對于棉、毛、絲、麻等天然纖維，尤其是其中用量最大的棉纖維來說，采用納米材料進(jìn)行功能后整理是近期內(nèi)正在開發(fā)的新技術(shù)，現(xiàn)以賦予抗紫外線 功能的整理為例，棉織物具有種種優(yōu)點(diǎn)，是人們?nèi)粘４┲摹⑶锛竟?jié)首選的面料，但是從抗紫外線的角度來看，棉織物對UV-A和UV-B波長段的紫外線都有較 高的透過率，同時這種缺點(diǎn)在棉-化纖的混紡纖維中也表現(xiàn)出來了。在紫外線波長為200-300nm時(即UVC的全部和UV-B的大部分 范圍內(nèi))，滌棉粗平布受織物中棉纖維的影響不太大(因?yàn)椋@一段棉纖維本身的紫外線透過率也低于20%)，僅為同類棉 粗平布紫外透過率的1/5；但是，在UV-A區(qū)域段，受棉纖維紫外線透過率快速上升的影響，滌棉粗平布的透過率也出現(xiàn)了急劇上升，據(jù)此可見，棉纖維在抗紫外 性能方面存在著嚴(yán)重缺陷，除了影響純棉織物在夏、秋季節(jié)的穿著外，也造成了滌-棉、丙-棉、錦-棉織物抗紫外線性能的不足，必須設(shè)法加以彌補(bǔ)，而在這里是 無法再像功能化纖那樣將紫外線蔽劑，用共混等方法直接施加到纖維內(nèi)部，只能用后整理的方法來解決 。,納米材料整理液的制備 將納米納米材料加分散劑以及粘合劑等，調(diào)制成一定濃度的處理液。由于納米材料粉體表面能大，極易凝聚，且比重大，不溶于水，所以要得到分散良好，具有一定穩(wěn)定性的處理液非常關(guān)鍵。需選擇合適的分散劑或乳化劑調(diào)制方法。通過篩選，如PDT分散劑等，經(jīng)透射電鏡對處理液的測定，證實(shí)其顆粒是納米級范圍。,織物經(jīng)納米材料處理后，紫外線透過率明顯降低，降低幅度與織物緊密程度，孔隙大小有關(guān)。針織物一般比機(jī)織物結(jié)構(gòu)疏松，孔隙率較大，防紫外效果差。在不同組織中，屏蔽紫外線能力為緞紋斜紋平紋，這與平紋織物孔隙較多，緞紋織物孔隙率較小有關(guān)。,工藝處方以納米材料5%，粘合劑15%，分散劑2%,二、納米材料在抗菌整理中的應(yīng)用 織物抗菌整理納米級粉體通常是指經(jīng)特殊工藝生產(chǎn)的、晶粒尺寸具有納米尺度的粉體材料。根據(jù)殺菌機(jī)理的不同，這些抗菌劑可以劃分為以下的類型: a. 元素、元素的離子及其官能團(tuán)的接觸性抗菌劑，即第一類無機(jī)抗菌劑，如:Ag、Cu、Zn、S、As、Ag+、Cu+、SO3-2、AsO2-等。 b. 光催化抗菌劑，即第二類無機(jī)抗菌劑，如:納米TiO2、納米ZnO、納米硅基氧化物等。 紡織用納米級抗菌粉體與其它抗菌劑相比，具有以下優(yōu)點(diǎn): (1)對人體無刺激性、無毒，使用安全可靠。 (2)整理劑透明度高，加工后可保持織物的原有外觀，長期使用不變色。 (3)根據(jù)需要，可以在復(fù)配后兼有抗紫外線功能。 (4)對熱和光的作用穩(wěn)定。(許多有機(jī)整理劑如季按鹽化合物、二苯甲酮、有機(jī)酸等抗菌劑易在光和熱的作用下分解，在生產(chǎn)和使用中不能遇高溫及曝曬)。 (5)廣譜抗菌性，可抑制多種病菌。 (6)加工方便，適用紡織品范圍廣泛。 用納米級粉體作為抗菌劑，對純棉織物進(jìn)行抗菌整理后織物的作用；一是提高抗菌性能，二是完善整理工藝 提高抗菌性能,織物抗菌性能測試方法主要參考中華人民共和國紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T01020一92和改良的AATCC-l00試驗(yàn)法。在前期工作階段使用改良的MLTCC試驗(yàn)法，本方法測試條件接近織物的使用條件，適用范圍廣，可用于溶出型及非溶出型抗菌劑。 我們選用的納米級抗菌粉體，對多種細(xì)菌和真菌有抑制作用。 首先采用定性的方法驗(yàn)證其抗菌佳。如納米銀抗菌整理。,三、在涂料印花中應(yīng)用： 我校和浙江省絲綢科學(xué)研究院研究工作表明在涂料印染時，添加0.3納米級硅氧化物后，可獲得如下效果： （1）色漿觸變性良好，涂料色漿透網(wǎng)性和印刷花紋清晰度明顯改善。 （2）膜的強(qiáng)度、耐磨性和耐水性增加，從而提高了相關(guān)的色牢度。 （3）改善了由紫外線引起的色變，可提高日曬牢度0.5級。,四、納米材料催化性能的應(yīng)用,用二氧化鈦二氧化硅納米材料作催化劑如用二氧化硅作多元羧酸抗皺整理的催化劑 粒子直徑減少到納米級，表面原子的數(shù)目及其作用就不能忽略，這時晶粒的表面積、表面能和表面結(jié)合能都發(fā)生很大的變化，由此而引起的種種特異效應(yīng)稱為表面效應(yīng)。納米離子的比表面積也迅速增加。大的比表面積使得處于表面的原子數(shù)大大增加，這些表面原子所處的晶體場環(huán)境及結(jié)合能與內(nèi)部原子有所不同，存在大量的表面缺陷和許多懸掛鍵，具有高度的不飽和性質(zhì)，因此而使這些原子極易與其他原子相結(jié)合而穩(wěn)定下來，具有很高的化學(xué)反應(yīng)活性。,量子尺寸效應(yīng)指納米粒子尺寸下降到一定值時，納米能級附近的電子能由準(zhǔn) 連續(xù)能級變?yōu)殡x散能級的現(xiàn)象，稱為量子尺寸效應(yīng)，這一效應(yīng)可使納米粒子具有高的光學(xué)非線性、特異催化性和光催化性質(zhì)等。 納米材料中處于分離的量子化能級中的電子的波動性，將直接導(dǎo)致納米材料的一系列特殊性能，如高度的光學(xué)非線性，特異的化學(xué)催化和光催化性能等。納米材料有許多特殊的性質(zhì)，性質(zhì)活潑容易引發(fā)交鏈反應(yīng),五、納米材科進(jìn)行功能整理的方法,吸盡法：在配量好的整理液中放人織物，在規(guī)定的溫度下浸泡一定時間，取出，干燥或熱處理。 浸軋法 ：將織物在整理液中浸濕，然后通過輥筒軋去余液，稱一浸一軋，也可重復(fù)一次，稱二浸二軋，使整理液通過機(jī)械力作用擠壓到纖維中去，然后干燥或熱處理。 涂層法：將后整理的乳液配制成一定稠度的涂層液，然后均勻涂布到織物表面，再經(jīng)一定的熱處理，使織物表面形成一層功能性薄膜。如一些裝飾織物、傘等，大多采用此法。 這里主要的技術(shù)關(guān)鍵是要根據(jù)天然纖維或天然纖維-化纖織物的特性和整理的目的，選定相應(yīng)配套的后整理助劑，如分散劑、增稠劑、粘合劑、穩(wěn)定劑、柔軟劑等助劑以及合理的成漿工藝、槳料穩(wěn)定工藝、后整理工藝等。 用納米材料進(jìn)行功能紡織品后整理時主要用于生產(chǎn)襯衫、T恤、帽子、傘、男女休閑等要求穿著柔軟、合適的夏、秋服裝面料，而用各類涂布機(jī)經(jīng)后處理在織物表面形成柔軟的功能性薄層的是涂層法，其可廣泛適用于多種纖維，整理功能均勻、持久，效果理想可用于加工產(chǎn)業(yè)用布、裝飾用布等。,納米安全性研究現(xiàn)狀,納米材料的安全性問題日趨得到世界各國的高度重視。各國的高級研究機(jī)構(gòu)和專家都在呼吁和關(guān)注納米材料的安全性問題，政府也積極地投入了人力、物力去進(jìn)行這方面的研究工作。但具體的研究進(jìn)展和研究成果，公開的專業(yè)文獻(xiàn)報道較少。 美國已開展了關(guān)于納米材料對環(huán)境和人可能造成危害性的研究，重點(diǎn)研究的五個問題是：皮膚對納米材料的吸附和對皮膚的毒性；同其他水源污染物相比，納米顆粒進(jìn)入飲用水后，是否有毒，如何起毒化作用；納米顆粒對操作者肺部組織影響的研究；海洋或淡水水域中納米顆粒沉淀物對環(huán)境的影響；以及在什么條件下，納米顆?？赡芪蘸歪尫怒h(huán)境污染物。國外，曾有研究人員對碳納米管、納米聚四氟乙烯和碳顆粒的生理毒性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，長期吸入上述納米微粒后，在肺部會發(fā)生沉積，對健康極其不利,據(jù)自然雜志報道，納米顆粒可以通過呼吸系統(tǒng)、皮膚接觸、食用、注射等途徑，進(jìn)入人體組織內(nèi)部。納米顆粒進(jìn)入人體后，由于其體積小，白由度大，反應(yīng)活性高等特性，幾乎不受任何阻礙就可以進(jìn)入細(xì)胞，與體內(nèi)細(xì)胞發(fā)生反應(yīng)，引起發(fā)炎、病變等癥狀。同時，納米顆粒也可能進(jìn)入人的神經(jīng)系統(tǒng)，影響大腦，導(dǎo)致更嚴(yán)重的疾病發(fā)生。納米顆粒長期停留在人體內(nèi)，同樣會引發(fā)病變，如停留在肺部的石棉纖維會導(dǎo)致肺部纖維化。 化學(xué)學(xué)會年會上，有三個研究小組分別報道了納米材料具有特殊的毒性。休斯頓的美國宇航局太空中心小組的研究發(fā)現(xiàn)，向小鼠的肺部噴灑含有碳納米管的溶液，碳納米管會進(jìn)入小鼠肺泡，并形成肉芽瘤。杜邦公司的一個研究小組也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果。紐約州羅切斯特大學(xué)的一個研究小組讓大鼠在含有納米聚四氟乙烯顆粒的空氣中生活l5min，就會導(dǎo)致大多數(shù)老鼠在4個小時內(nèi)死亡。該研究小組還發(fā)現(xiàn)用碳13和錳制作的納米顆粒能夠進(jìn)入大鼠的嗅球，并遷移到大腦。,桑蠶皮膚對納米TiO2的吸收情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn) ：經(jīng)過石蠟包衣的納米TiO2粒子和非納米級普通TiO2粉末不能經(jīng)桑蠶皮膚被收人體內(nèi)，但納米TiO2粒子可以通過皮膚被吸入桑蠶體內(nèi)，并導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中的全部桑蠶死亡。這說明本身無毒、無味的納米TiO2粒子經(jīng)皮膚進(jìn)入桑蠶體內(nèi)后，具有毒負(fù)作用。可是，納米TiO2粒子的具體毒負(fù)作用機(jī)理，還未見相應(yīng)的研究報道。青島大學(xué)馬建偉等人通過對豚鼠靜脈注射稀土納米材料試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)中所用的稀土納米材料對琢鼠紅細(xì)胞膜造成了較大的破壞，使得紅細(xì)胞的溶血脆性明顯增加，這說明稀土納米材料具有一定的細(xì)胞毒性。 專題去研究納米材料安全性問題的研究者較少，但我們在廣泛應(yīng)用納米技術(shù)，享受納米材料給人類帶來正面效應(yīng)的同時，要時刻關(guān)注和研究納米材料可能給人類帶來的負(fù)面危害性。,酶在紡織后整理中的應(yīng)用,生物酶經(jīng)過科學(xué)家一個多世紀(jì)的研究，通常認(rèn)為已知的酶達(dá)3000多種，目前在紡織中應(yīng)用生物酶的技術(shù)范圍較廣，已在纖維改性，真絲脫膠，原麻脫膠，染整的退漿、精練、整理和凈洗加工，紡織印染的廢水處理以及服裝的成衣加工等方面有所應(yīng)用。生物酶技術(shù)在改進(jìn)染整加工工藝、節(jié)約能耗、減少環(huán)境污染、提高產(chǎn)品質(zhì)量、增加附加值和開發(fā)新型原料的產(chǎn)品等方面都具有獨(dú)特的優(yōu)勢。目前在紡織加工中使用較廣泛的酶制劑主要是纖維素酶、蛋白酶、淀粉酶、果膠酶、脂肪酶、過氧化酶、漆酶、葡萄糖氧化酶八類。,二、蛋白酶,蛋白酶是水解肽鍵的一類酶，蛋白質(zhì)在蛋白酶的作用下，能迅速水解為胨、肽等，最后成為氨基酸，蛋白酶用來處理毛、絲等蛋白質(zhì)纖維，對羊毛制品起到拋光作用，光澤度高，低溫染色其色澤鮮艷，柔軟整理，織物具有手感柔軟、滑爽的性能，具有機(jī)可洗、抗起球、起毛等護(hù)理功能，能有效消除有機(jī)氯，對人體無傷害，用于絲的脫膠，無損纖維。,蛋白酶對羊毛織物的整理：蛋白酶對羊毛進(jìn)行處理，可使羊毛獲得減量；假如在酶直接處理前對羊毛織物進(jìn)行氧化預(yù)處理，可獲得較大減量和氈縮率，從而實(shí)現(xiàn)對羊毛織物的防氈縮整理；蛋白酶處理羊毛去除60%以上的鱗片類脂，親水性得到明顯改善，可使羊毛織物獲得低溫染色的性能。,蛋白酶對羊毛織物的整理：蛋白酶對羊毛進(jìn)行處理，可使羊毛獲得減量；假如在酶直接處理前對羊毛織物進(jìn)行氧化預(yù)處理，可獲得較大減量和氈縮率，從而實(shí)現(xiàn)對羊毛織物的防氈縮整理；蛋白酶處理羊毛去除60%以上的鱗片類脂，親水性得到明顯改善，可使羊毛織物獲得低溫染色的性能。,蛋白酶用于生絲脫膠與絲織物水洗整理：生絲的酶精煉主要由預(yù)處理、酶脫膠、皂練或合成洗滌劑精煉及鏈后處理等工序組成，由于蛋白酶對絲膠的水解是一種均相或介于均相和多相之間的水解模式，因而水解反應(yīng)的效率較高，對絲的損傷小。,三、蛋白酶在后整理中的應(yīng)用,（一）、蛋白酶對羊毛鱗片的脫膠。 （二）、毛織物蛋白酶防氈縮整理 。 （三）、羊毛織物防起球整理。 （四）、毛織物機(jī)可洗、絲光處理。 （五）、綿羊絨柔軟、絲光整理。 （六）、羊毛氧化、還原漂白 。,處理方法：以地毯為例。 可設(shè)地毯重量： 5kg/m2 （1） 預(yù)處理： 純堿 0.4% 平平加o 0.l% 浴比 1:50100 將地毯在上述處理浴中保持35左右，處理1224小時。取出水洗除堿。 （2）酶處理： 復(fù)合蛋白酶A 2% 浴比 l:10 將地毯在上述處理浴中，保持55強(qiáng)力涮洗3h，涮完水洗。以上酶處理的結(jié)果與傳統(tǒng)的氯堿法相比存在微小的差別。即酶法處理尚存有少量鱗片殘留，氯堿法對鱗片去除干凈，但對毛扦維有損傷。,處理工藝： 織物：32支雙股羊毛紗織成的11羅紋織物 雙氧水預(yù)處理配方： Na2SiO39H2O 0.7% ， Na2CO3 0.2% H2O2 30% ， 浴比 1:25， 50,45min 去除表面類脂層，提高親水性，增加酶對表面蛋白的有效攻擊。 蛋白酶處理 ：蛋白酶SZ(德) 5%（owf）， pH：6-7, 55，45min。 處理結(jié)果： 減量率7.1 % ，面積收縮率3.2% ， 強(qiáng)力保留率90% ，斷裂伸長保留率85%。,處理工藝： 1 先用l%一2%(owf)硫基乙酸銨，30預(yù)處 理30min。 2 用膨化劑(含10%鈣、鎂離子) 80g/L縮絨，45。 3 將PH控制在6.57.5加01g/L03g/L復(fù)合酶,浴中含25ppm鎳離子及25%(owf)?；挠?060處理4560min。 4 26%(owf)高度線性有機(jī)硅高聚復(fù)配物(氨值0.2不含溶劑)3545，處理20min。 綿羊絨經(jīng)酶處后手感幾近真羊絨，且鏡面效應(yīng)很好。,由于目前世界上用于羊毛有效酶處理的未形成工業(yè)化生產(chǎn)單用蛋白酶作柔軟處理則用量多，成本高，且損傷嚴(yán)重，落毛多，手感單薄。如選用中性蛋白酶為主，將脂肪酶，果膠酶，纖維素酶調(diào)制的復(fù)合酶，在毛織物上柔軟效果有明顯增進(jìn)。 配方：（g/L） 中性蛋白酶：65-0 堿性蛋白酶：0-60 脂肪蛋白酶：25-0 果膠酶：15-0 纖維素酶：15-0 工藝： pH 8.59.5， 50, 30-45min。,返回,氧化漂白處理工藝： pH 5.56.5，(3545，4h)，2040g/L過氧化氫，1g/L高效滲透劑，0.05g/L0.5g/L復(fù)合酶，25 ppm鎳離子，25% (owf)?；淖詈髶Q新浴加26%(0wf)高度線性有機(jī)硅高聚復(fù)配物(氨值0.2，不含溶劑)，pH值近中性，3540處理20min。 氧化漂白度指數(shù)可提高25。,還原漂白處理工藝： pH 4.55.5， 5O55， 45 60min，36%(owf)焦亞硫酸鈉， 1g/L高效滲透劑， 0.05g/LO.5g/L復(fù)合酶， 25 ppm鎳離子， 25%(0wf)?；?， 26%(owf)高度線性有機(jī)硅高聚復(fù)配物(氨值0.2，不含溶劑)。 還原漂白度指數(shù)可提高510。,四、蛋白酶作用的局限性問題： 目前酶類在紡織工業(yè)上應(yīng)用，主要有兩個方面： （1）是對纖維以外的物質(zhì)作用，如棉織物的退漿 由于酶的專一性很安全，使用的酶又耐高溫，所以比較成功。 （2）是作用纖維本身，安全性低，但可以控制。 但是由于纖維的結(jié)構(gòu)如蛋白酶的脫除絲膠，絲膠雖然在絲素外部，但本身有4層結(jié)構(gòu)，第3，4層的結(jié)晶度大，因此最終有殘留部份無法去除。用蛋白酶去除羊毛鱗片，最終亦有殘留問題。所以蛋白酶對蛋白纖維減量與化學(xué)方法比較，前者是稍慊不足，而后者是稍有過度，都存在一定不足。,五、結(jié)語,從蛋白酶在紡織后整理中的應(yīng)用可以看出：它主要應(yīng)用于毛、絲整理中，并且具有一定的高效性，使織物獲得較好表面光澤和手感，改善了毛織物的機(jī)可洗性，減少織物的起毛起球，提高了其附加值等優(yōu)點(diǎn)。但仍然存在對羊毛內(nèi)部損傷的問題，所以仍然需要我們今后的進(jìn)一步研究和試驗(yàn)。,一、纖維素酶,一、纖維素酶,1定義：纖維素酶是能將纖維素催化水解成葡萄糖的酶的總稱。 纖維素酶是由多種酶組成的混合物， 包括三類不同性質(zhì)的酶： -1,4-內(nèi)切葡聚糖酶 -1,4-外切葡聚糖酶 -葡萄糖苷酶 在催化反應(yīng)中，各種酶各司其職，協(xié)同作用將纖維素催化水解成葡萄糖。,纖維素酶水解纖維素是-1,4-內(nèi)切葡聚糖酶、-1,4-外切葡聚糖酶、-葡萄糖苷酶協(xié)同作用下進(jìn)行的，其模式如圖。,纖維素酶水解結(jié)晶纖維素的過程可以簡單表示為： -1,4-內(nèi)切葡聚糖酶-1,4-外切葡聚糖酶-葡萄糖苷酶。 酶分子比較大（比水分子大1000倍），難以滲透到纖維內(nèi)部，只能接近纖維表面，將暴露在纖維表面的原纖維（短纖維）末端水解，對紗線強(qiáng)力的影響不大，因此可以用酶處理織物表面絨毛使織物更加光潔、更柔軟（生物拋光）。,二、生物拋光,1、定義： 生物拋光是一種用酶改善纖維制品表面狀態(tài),以達(dá)到持久的抗起毛起球并增加織物的光潔度和柔軟度的整理方式。 2、處理方式： 一種是纖維素酶和機(jī)械作用同時進(jìn)行，一步達(dá)到生物拋光目的； 另一種是織物先浸軋酶液，使織物表面微纖弱化，然后在水洗中通過機(jī)械作用除去表面微纖。,織物表面微纖可以通過兩種方式弱化：,1、利用纖維素酶對纖維素的水解，最終水解成葡萄糖,2、利用內(nèi)切酶水解纖維素?zé)o定形區(qū)的分子鏈，使纖維表面形成微隙。, 目前纖維素酶制劑由于除去了-1,4-外切葡聚糖酶或-1,4-外切葡聚糖酶含量很少，實(shí)際起作用的是-1,4-內(nèi)切葡聚糖酶，其生物拋光性能明顯好于普通型的酶制劑。,3、生物拋光工藝及處方條件： 工藝： 酶處理終止反應(yīng)水洗烘干 處方條件： 生物拋光酶：0.52.0(owf) 溫度：4555 時間：3060min pH值：4.55.5 浴比：1：(1015),生物拋光一般在退漿后染色前進(jìn)行,織物上的漿料會阻礙纖維素酶攻擊纖維素，嚴(yán)重影響酶的作用效率，另外生物拋光對織物的退漿要求高，退漿不凈會造成拋光處理不勻。,織物上染料的存在會對纖維素酶的活性產(chǎn)生抑制作用，染色后進(jìn)行生物拋光會引起織物的色澤變化，有時還會引起染色牢度下降。,4、生物拋光有如下作用效果：,1)、織物表面有顯著的潔凈作用,2)、大大減少起毛起球傾向,3)、增加懸垂性和柔軟性,4)、提高織物吸水性,1)、織物表面有顯著的結(jié)晶作用：纖維素酶的水解和機(jī)械摩擦聯(lián)合作用除掉了表面絨毛和零落的纖維。絨毛除去后織物組織更加清晰，顏色更加鮮亮。 2)、大大減少起毛起球傾向：纖維上原纖絲被去掉，織物的起球隨之而大為減少。這種效果是持久的因?yàn)槔w維毛不是象涂層整理那樣僅僅被涂層樹脂壓下去，而是從紗上完全除去。多次洗滌后也不會再起毛起球。 3)、增加懸垂性和柔軟性：酶的水解作用為纖維創(chuàng)造了一個相互自由移動的機(jī)會，只意味著消除了纖維彎曲滯后現(xiàn)象，增加了柔軟性。由于織物中紗線的自由度增加，因此懸垂性也達(dá)到了極大改善。 4)、提高植物吸水性：由于纖維素酶的水解作用，紗線中的纖維更加柔軟，經(jīng)處理后的織物吸水性為原先的1.5倍左右。,三、牛仔布石磨整理,1、原理： 纖維素酶能使纖維素表面水解，生成短鏈多糖和葡萄糖一類水溶性產(chǎn)物，而牛仔布染色僅染于纖維表面。因此纖維素酶在部分水解纖維表面纖維素的同時除掉了附于纖維表面的部分染料。,所以可以用纖維素酶進(jìn)行石磨水洗，可大大減少浮石用量(僅用原浮石用量的25左右)，甚至可不用浮石。同時可增加水洗機(jī)的洗衣容量，減輕環(huán)境污染。由于衣物上浮石粉磨的減少，洗后衣物手感明顯柔軟、自然、色澤亮麗。,根據(jù)在石磨水洗過程中對水洗浴pH值的要求，將纖維素酶分： 酸性纖維素酶：最佳使用效果pH值為4.5-5.5 中性纖維素酶：最佳使用效果pH值為68,pH為6以下， 脫落在水洗浴中的靛藍(lán)染料，有明顯的返沾色現(xiàn)象，而導(dǎo)致牛仔布縫含嵌線和內(nèi)口袋材料變藍(lán)，整理后的藍(lán)白對比風(fēng)格減少。 pH在7以上時，返沾色現(xiàn)象將明顯減少。,中性纖維素酶適用于高品位服裝整理。酸性纖維素酶則可用于低檔的各種石磨漂洗工藝。,一般認(rèn)為，由于在酸性條件下，纖維素酶水解棉纖維產(chǎn)生了還原性的端基，該端基還原靛青染料為可溶性的隱色體，使得染料重新吸附于牛仔布的白色緯紗上。也有人認(rèn)為酶洗過程中真正影響靛藍(lán)沾色程度的不是處理液的pH，而是纖維素酶蛋白的性質(zhì)，包括酶蛋白與棉底物的結(jié)合能力、靛藍(lán)染料與酶蛋白的外部離子殘基的親和性。針對這一結(jié)論，為了有效降低沾色程度，建議應(yīng)用蛋白酶除去織物上的結(jié)合蛋白酶，從而減少靛藍(lán)染料的吸附點(diǎn)。不過，使用蛋白酶時應(yīng)注意添加時間，加入過早會削弱酶洗效果，浪費(fèi)纖維素酶。,2、工藝條件： 纖維素酶：1.03(owf) pH值：4.55.5(酸性酶) 68(中性酶) 處理時間：酸性酶：4590min 中性酶：60120min 溫度：4555oC 浮石用量：00.5kgkg衣物(據(jù)泛舊程度而定) 浴比：1：（612）,、工藝流程：退漿水洗酶洗酶失活水洗柔軟整理烘干整燙包裝。,四、麻纖維的酶整理（以苧麻為例）,苧麻纖維的結(jié)晶區(qū)分子排列緊密，在用纖維素酶處理時，由于酶的作用，苧麻纖維表面的纖維素水解，并逐漸向內(nèi)部滲透，部分地改變了分子的組織排列結(jié)構(gòu)，使纖維無定形區(qū)增加、結(jié)晶度下降、剛度降低、纖維變細(xì)。 同時較硬的表層分子水解后，纖維直經(jīng)變小，在織物交織點(diǎn)的經(jīng)緯紗之間產(chǎn)生了空隙，使經(jīng)緯紗問擠壓力減弱。這樣當(dāng)紗線間產(chǎn)生相對滑移時，受到的摩擦力變小纖維的抗彎能力降低，剛度減弱，織物手感變得柔軟，消除了刺癢感，織物的服用性能得到改善。,五、果膠酶,1、定義：果膠酶是分解果膠質(zhì)的多種酶的總稱。 它可以分為： 解聚酶：切斷果膠分子鏈的-1,4-糖苷鍵。 果膠酯酶：使果膠中的甲酯水解，生成果膠酸。,通常將精練工藝分兩步: 第一步為酶作用 第二步為蠟質(zhì)的乳化去除。,二、果膠酶精練機(jī)理： 首先，果膠酶與果膠質(zhì)生成復(fù)合物（絡(luò)合體），進(jìn)而將之水解。這樣原先不溶的果膠質(zhì)被分裂，脫離纖維，此時被水解的果膠質(zhì)具分散性。這一過程不斷的重復(fù)發(fā)生。果膠質(zhì)從纖維表面的初生胞壁層溶解后，為凈洗劑除去蠟質(zhì)提供了通道。,單純使用果膠酶，所需時間長，并且精練后的織物還需用纖維素酶進(jìn)行減量加工，除去纖維表面的初生胞壁。,棉纖維的初生胞壁中的纖維素分子占有很大比重,果膠并不是連續(xù)成膜地分布在纖維表面，而是分布在纖維素大分子之間,利用纖維素酶和果膠酶復(fù)合來進(jìn)行精練。,纖維素酶和果膠酶共同作用時，由于不溶性果膠在纖維表面存在，纖維素酶難以進(jìn)入纖維內(nèi)部，反應(yīng)只局限于表面，從而保護(hù)了纖維主體不受破壞，強(qiáng)力沒有明顯的下降。,