納米技術在紡織領域中的應用.ppt

1、第五章 納米技術在紡織領域中的應用概論,51 紡織纖維 52 紡織用納米材料 53 納米改性功能纖維 54 功能纖維的制備 55 發(fā)展納米材料應用研究,51 紡織纖維,511 紡織纖維發(fā)展簡史,512 功能纖維定義及分類,為了滿足人類社會的需求，現(xiàn)已開發(fā)出一大批具有高性能(高強度、高模量、耐高溫等)、高功能性(高感性、高吸濕、透濕防水性、抗靜電性及導電性、離子交換性和抗菌性、生物相容性等)的一代新型化學纖維。,1功能纖維的定義,功能纖維是指具有某種特殊功能的化學纖維或天然纖維。 2功能纖維的分類 按功能屬性，功能纖維可分四大類： 物理性功能 化學性功能 物理分離性功能 生物性功能,按用途，可分

2、為三大類： (1)衣料用功能纖維 主要指具有吸濕、透氣、抗靜電、抗紫外線、吸收紅外線等功能的纖維。 (2)裝飾用功能纖維 (3)產(chǎn)業(yè)用功能纖維 高強、耐磨、耐腐蝕 使用添加的方法得到功能纖維 納米用少量就能達到效果。,52 紡織用納米材料,521 紡織用納米材料的種類,522 紡織用納米樹料的技術及功能性指標,1納米材科的技術指標 (1)細度 納米材料 顆粒直徑 100nm 微米材料 顆粒直徑 100nm1.0m 亞微米材料 顆粒直徑 1.0m 產(chǎn)品中有95的體積百分比(或97)的顆粒直徑100nm 。,超細碳酸鈣、超細二氧化硅、超細碳化硅、超細三氧化鋁、超細石墨等等。 超細復合顆粒 具有遠紅

3、外功能的超細添加劑，是由Al2O3、SiC、SiO2、TiO2以及部分稀土氧化物復合燒結而成。 細度是衡量功能性添加劑的一個重要指標。粒度若不夠細，極易造成紡織過程中噴絲板堵塞，從而影響生產(chǎn)工藝。同時，還會引起纖維強度下降而無法牽伸。 超細纖維，需要納米顆粒。 功能性納米添加劑的細度要求在3080nm之間。,（2）表面處理,由于添加劑絕大多數(shù)是金屬和非金屬氧化物，其彈性模量、硬度等都遠大于高分子材料。 進行適當?shù)谋砻嫣幚砭拖裨诮饘?、非金屬氧化物和高分子材料中間增加了一個緩沖層，增加添加劑在纖維中的浸潤性，可以對纖維起到一定的增強作用。 不同種類，如滌綸、脂綸、丙綸等，采用不同的添加劑。,(3)

4、水分,粉體越細，越易吸潮而結塊。 對水分的要求參照化纖切片的要求不得大于05。,53 納米改性功能纖維,531 抗菌、抑菌、除臭型紡織纖維 目前大部分抗菌除臭制品仍是經(jīng)后整理方法獲得的，但具有永久性抗菌效果的抗菌纖維這幾年的發(fā)展也十分迅速。 一類是含納米級銀的合成纖維為代表的無機抗菌系列抗菌纖維。 第二類是以有機抗菌劑通過共混方式開發(fā)的AMF系列抗菌纖維。,532 抗紫外線型紡織纖維,臭氧減少1，紫外線增加2，皮膚癌增加3！ 重點是研究如何提高紡織品防紫外輻射能力，如何開發(fā)防紫外輻射整理劑以及織物自身的厚度、重量、顏色及相關的制約因素諸方面 波長在200380nm范圍內(nèi)的紫外光對人體明顯有害。

5、 抗紫外不能與將太陽熱能的反射相提并論 三氧化二鋁、氧化鎂、氧化鋅、二氧化鈦、二氧化硅、碳酸鈣、高嶺土、炭黑、金屬等材料是對紫外光線具有屏蔽防護作用的物質(zhì)。,533 遠紅外線型紡織纖維,吸收人體所發(fā)出的遠紅外波長后，又反射回人體表皮，并且再向人體輻射一定波長的遠紅外線(其中包括最易被人體吸收的414m波長段)，增加了皮膚下的微循環(huán)速度，使人體皮下組織中的血流量增加，促進血液循環(huán)和新陳代謝。 遠紅外陶瓷粉包括有納米三氧化二鋁、納米氧化鉻、納米氧化鎂、納米二氧化硅、納米氧化鋅、納米三氧化二銻等，,534 負離子型紡織功能纖維,電氣石具有熱電性和壓電性，在纖維內(nèi)添加電氣石超細粉末后，其纖維動態(tài)和靜態(tài)

6、的負氧離子數(shù)分別為l 500個cm 3和3500個cm3，相當于在都市公園環(huán)境下的負氧離子含量。,535 抗電磁波、抗靜電型紡織纖維,微波爐、電磁灶、電腦、電熱毯、吸塵器等對人體的輻射危害 不同波長和頻率的電磁波，白血病、腫瘤增加 80年代后期到90年代初期防電磁輻射屏蔽服裝走進家庭，成為民用服裝的一大市場 電磁屏蔽的目的在于防止射頻電磁場的影響，使其輻射強度被抑制在允許范圍之內(nèi)。 一般將屏蔽分為主動場屏蔽和被動場屏蔽兩大類。,5.3.6 導電型紡織纖維,導電纖維可以防塵、防污染，從而確保產(chǎn)品的質(zhì)量 可以消除靜電、防止爆炸 可以有效地防止電磁波干擾 可以防止靜電感應和電擊事故。 以炭黑為導電物

7、質(zhì)的黑色導電化纖； 以納米氧化錫、納米氧化鋅和納米二氧化鐵等白色粉體材料為導電物質(zhì)的白色導電化纖。,537 納米粉體材料在多功能紡織纖維中的應用,幾種功能復合于一體的雙功能或多功能纖維，如阻燃-導電纖維、抗菌-抗紫外線-抗紅外線纖維等 吸水、吸濕纖維、變色纖維、耐熱纖維、芳香纖維、磁性纖維、儲能纖維、發(fā)光纖維、防輻射纖維和阻燃纖維,54 功能纖維的制備,541 納米級添加劑的研制 差別化纖維的重點是，在添加了超細添加劑后如何保證紡絲工藝的正常進行，以及如何保證纖維的質(zhì)量不下降。 只要能制備出新型功能性的納米新材料，功能性的化纖產(chǎn)品就能夠生產(chǎn)出來。 新型功能纖維產(chǎn)品取決于納米新材料的開發(fā)。,54

8、 2 功能纖維的制備與加工,目前市場上常見的一些功能性紡織品(如抗菌、遠紅外線、抗紫外、防輻射、負離子等產(chǎn)品)，大多采用織物表面整理賦予功能性或在纖維制造過程中共混加入功能性添加劑而獲得。,1共混法,共混法是將功能性納米材料與相應的化纖用材料共混紡絲 。 納米粉體可以在紡絲熔體中加入。,2聚合法,在聚合時加入，即在纖維原料合成階段加入納米材料。 聚合物合成時加入適量的納米微粒TiO2、ZrO、BaSO4、SiO2、ZnO，則會最終賦予纖維織物吸水、保溫、抗菌防臭、防紫外線、抗靜電、導電等功能，與具有阻燃性單體共聚可得阻燃難燃功能。,3 復合紡絲法,采用復合法生產(chǎn)的功能纖維和織物，如采用抗菌功能

9、助劑和PET的混合物作皮層，用抗紫外線功能的粉體和PET的混合物為芯材的皮芯纖維 紡制海島纖維 以上這三種方法中所用的納米粉體主要為無機材料，確保了此類功能性化纖在印染等后整理中的穩(wěn)定性。,4后整理處理,采用纖維間混纖、織物中不同種纖維的交織，多層(如合成纖維與天然纖維問的配合)獲得吸濕、吸水等舒適性；合成纖維與導電纖維的交織制成導電織物； 采用不同功能的處理劑對紗線、織物等進行表面處理，則可獲得抗菌、防臭、阻燃、防污、抗靜電、抗紫外輻射、防水透氣等各種功能。 根據(jù)織物用途的不同而分為浸軋法和涂層法,以棉纖維為代表的天然纖維在抗紫外線性能方面存在不足 ，只能用后整理的方法來解決。 采用納米級功能材料對纖維進行功能性整理的優(yōu)點在于： 選用的材料主要為無機超細粉體 主要抗輻射功能是將紫外線、紅外線屏蔽、反射至織物以外。 不影響紡織品的色牢度、白度和強度等。,55 發(fā)展納米材料應用研究,551 紡織用納米材料的發(fā)展 1建立服裝的保健管理機制勢在必行 2功能的作用逐步向環(huán)?；?、多功能型方向發(fā)展 3產(chǎn)品的創(chuàng)新轉向新型納米功能材科的研