納米技術(shù)在紡織領(lǐng)域中的應(yīng)用

納米技術(shù)在紡織領(lǐng)域中的應(yīng)用

0納米產(chǎn)品中的納米技術(shù)納米技術(shù)是指納米規(guī)模（1.10納米）的新材料技術(shù)。它通過控制原子、分子和超分子來組裝和創(chuàng)造具有特殊功能的新產(chǎn)品。這是當(dāng)前紡織行業(yè)最重要的研究領(lǐng)域之一。通過使用自下而上或者自上而下的方法,納米技術(shù)為紡織領(lǐng)域創(chuàng)造新材料提供了可能。自下而上的方法中,材料和裝置可以通過分子識(shí)別原理由分子自組裝而成。相對的,在自上而下的方法中,沒有原子級(jí)別的控制,是將尺寸較大的物質(zhì)通過各種刻蝕技術(shù)來制備需要的納米結(jié)構(gòu)。與宏觀尺度的材料相比,納米技術(shù)能產(chǎn)生明顯不同的材料性能。隨著材料尺寸的減小,表面積逐漸增大,材料的性能發(fā)生變化,獲得較大的反應(yīng)性。當(dāng)納米尺度下降到某一值時(shí),材料的性能更加取決于量子效應(yīng)。這能為材料帶來光、電和磁方面的性能變化,賦予材料新的屬性。在紡織領(lǐng)域,納米技術(shù)的應(yīng)用則更為實(shí)用,例如將納米產(chǎn)品嵌入纖維或涂層這種更大的材料中。目前,已經(jīng)有三代納米技術(shù),為我們提供了有趣的性能特性。第一代:被動(dòng)的納米技術(shù)。例如,抗菌涂料和納米復(fù)合材料。第二代:主動(dòng)的納米技術(shù)。例如,控制藥物釋放和多功能傳感器。第三代:以一種以上主動(dòng)納米技術(shù)組成的多功能系統(tǒng)。例如,化學(xué)整理。目前,在紡織工業(yè)中有應(yīng)用潛力的納米材料品種繁多。典型的納米材料包括:納米顆粒、聚合物納米復(fù)合材料、納米膠囊、納米多孔材料、碳納米管、量子點(diǎn)、納米涂層表面、石墨烯和納米結(jié)構(gòu)材料。除了以上這些納米材料外,納米纖維、納米線和富勒烯在紡織領(lǐng)域同樣具有開發(fā)的潛力。另外,納米團(tuán)簇至少有一維尺寸為1~10nm,且尺寸分布窄,而納米粉末則由超細(xì)粒子、納米粒子或納米團(tuán)簇組成。納米級(jí)單晶——也稱為單疇超細(xì)粒子或納米晶具有在納米技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的潛力。1染色中的納米技術(shù)1.1短纖細(xì)度染色與聚酯纖維相比,分散染料染聚乳酸(PLA)纖維時(shí),上染率較低,其原因是PLA纖維的熔點(diǎn)低和水解穩(wěn)定性差,因此通常在110℃下染色30min,以防止PLA纖維機(jī)械性能的損失。通過在熔融紡絲過程中添加合成的八氨苯基籠型倍半硅氧烷(OAP-POSS)納米顆粒,可以提高PLA纖維的可染性。隨著OAP-POSS添加量的增加,PLA纖維的結(jié)晶度和拉伸強(qiáng)力均有所下降。已經(jīng)證實(shí),OAP-POSS作為分散染料的良好吸附劑,能有效提高PLA纖維的可染性,特別是對上染率較低的分散染料效果更好。OAP-POSS改性PLA纖維與純PLA纖維相比,不會(huì)改變?nèi)旧夂湍凸馍味?但增加OAP-POSS的用量能減少對二級(jí)醋酸纖維素、尼龍、滌綸和羊毛貼襯織物的沾色。1.2-烘-焙工藝最近納米纖維的研究進(jìn)展主要集中于提高納米纖維的染色性能。在最近的研究中,科學(xué)家們采用軋-烘-焙工藝對靜電紡聚氨酯納米纖維網(wǎng)進(jìn)行染色。分散染料采用高溫型的C.I.分散紅167∶1和低溫型的C.I.分散藍(lán)56。染色織物表現(xiàn)出較好的顏色深度和色牢度。與低溫型分散染料相比,高溫型分散染料的顏色深度和色牢度稍好。染色纖維的形態(tài)基本沒有變化,且纖維表面更光滑。1.3染色動(dòng)力學(xué)研究采用三種分散染料——C.I.分散藍(lán)60、C.I.分散紅324和C.I.分散黃211對聚丙烯/黏土納米顆粒進(jìn)行染色,研究其染色動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)。聚丙烯/黏土納米復(fù)合纖維對分散染料的吸附表現(xiàn)為線性等溫吸附。染料分子染色速率常數(shù)和擴(kuò)散系數(shù)隨染色溫度的升高而增加。在聚丙烯聚合物基質(zhì)中加入黏土納米復(fù)合材料,能增加染座數(shù)量,促進(jìn)染色。C.I.分散紅324對聚丙烯/黏土納米復(fù)合纖維的親和力要高于其他兩種分散染料,這是因?yàn)樵撊玖蠘O性的更高。1.4靜電紡絲色液法尼龍66納米纖維可以采用浸染,也可以采用有色溶液靜電紡絲或原液著色的方法。在相同的染料用量條件下,原液著色納米纖維紗線的色強(qiáng)度低于浸染的,但其勻染性更好,表現(xiàn)出不同的色調(diào)。1.5納米顆粒的制備替代染料染色的方法是采用納米顏料顆粒對紡織材料進(jìn)行著色。但是,納米顆粒的尺寸必須足夠小,并且納米分散體在染色介質(zhì)中不能團(tuán)聚。與傳統(tǒng)顏料染色相比,納米顏料顆粒采用浸染的方法固著于陽離子改性棉織物上,染色棉織物的手感更柔軟,色澤更鮮艷。2提高強(qiáng)力、抗紫外線、微生物和面包納米技術(shù)在紡織品整理和涂層中有多種多樣的應(yīng)用,包括:防水、抗靜電、防皺、提高強(qiáng)力、抗紫外線、抗細(xì)菌和微生物、氣味控制、耐磨、防火和添加劑緩釋整理。另外,納米技術(shù)還在其他領(lǐng)域有所應(yīng)用,如:納米涂層(防油、防火、隔熱)、仿生學(xué)、能量儲(chǔ)存、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、光學(xué)顯示、計(jì)算和通信技術(shù)。2.1光催化降解動(dòng)力學(xué)運(yùn)用溶膠-凝膠技術(shù)分別在水和乙醇體系中制造銳鈦礦納米TiO亞甲基藍(lán)的光催化降解動(dòng)力學(xué)符合準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程。另外,紫外照射下,采用納米TiO2.2電子天然材料采用功能性單壁和多壁碳納米管、納米炭黑,分別在有或無納米TiO2.3功能性整理的一個(gè)新方法采