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納米材料在紡織領域的應用
來源: | 作者:wjwd8261 | 發布時間: 2018-12-26 | 802 次瀏覽 | 分享到:

納米材料在紡織領域的應用

納米材料是一種全新的超微固體材料,它是由納米粒子構成,其中納米粒子的尺寸為1nm100nm。納米技術就是在100nm以下的微小結構上對物質和材料進行研究處理,即用單個原子、分子制造物質的科學技術。

納米粒子處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區域,從通常的關于微觀和宏觀的觀點看,這樣的系統既非典型的微觀系統亦非典型的宏觀系統,是一種典型的介觀系統,它具有表面效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應。當人們將宏觀物體細分成超微顆粒(納米級)后,它將顯示出許多奇異的特性,即它的光學、熱學、電學、磁學、力學以及化學方面的性質和大塊固體時相比將有顯著的不同。

納米材料在紡織領域中的應用

納米材料的奇特性質為其廣泛的應用奠定了基礎。例如納米材料在軍事、醫藥、電子計算機及電子工業、信息材料、生物、家電等領域具有廣闊的應用前景。在紡織領域,納米材料具有特殊的抗紫外線,吸收可見光和紅外線,抗老化,高強度和韌性,良好的導電和靜電屏蔽效應,較強的抗菌消臭功能以及吸附能力等,因此,通過把具有這些特殊功能的納米材料與紡織原料進行復合,可以制備具有各種功能的織物和紡織新材料。

1.抗紫外、抗菌纖維

某些納米微粒(如Ti02Zn0)具有優異的吸收特性,將其加入到合成纖維中,由于它能大量吸收紫外線,用其做成的服裝和用品具有阻隔對人體有害的紫外線的功效,對防止皮膚病及由紫外線吸收造成的皮膚病等也有輔助療效。例如,用鐵-鎳合金納米粒子與粘膠紡制的復合纖維,可以制成具有抗紫外線波段或抗紅外波段的功能織物。

2.耐日曬、抗老化纖維

某些化學纖維不耐日曬,就是因為有機高分子材料在日光紫外線的長期照射下會導致其分子鏈降解,產生大量的自由基,致使纖維的強度、顏色、光澤受到很大影響。而TiO2納米粒子是一種穩定無毒的紫外線吸收劑,將其穩定均勻地分散在高分子材料中,利用其對紫外線的吸收作用,可阻止高分子鏈的降解,減少自由基的發生,從而達到防日曬老化的效果。

3.高強耐磨的新材料

納米材料本身就具有超強、高硬、髙韌的特性,將其與化學纖維熔為一體后,化學纖維將具有高強、髙硬、髙韌特性。例如,納米碳管用作復合添加劑,在航空航天的紡織材料、汽車輪胎簾子線等工程紡織材料方面有很大的發展前途。

4.隱身紡織材料

某些納米材料(如納米碳管等)具有良好的吸波性能、將其加入到紡織纖維中,利用納米材料對光波的寬頻帶、強吸收、反射率低的特點,可使纖維不反射光,用于制作特殊用途的吸波防反射織物(如軍事隱形織物)等。

5.抗靜電、抗電磁波纖維

在化纖紡絲過程中加入金屬納米材料或碳納米材料,可使紡出長絲本身具有抗靜電、抗微波的特性。如納米碳管是一種非常優異的導電體,經測定其導電性優于銅。將其作為功能添加劑,使之穩定地分散于化纖紡絲液中,在不同的摩爾濃度下可以制成具有良好的導電性能和抗靜電的纖維織物。

6.功能性織物

納米材料除能夠直接添加到合成纖維中改性復合材料外,也能夠通過對天然纖維的后整理而賦予天然纖維更優越的功能。ZnO納米微粉不僅有良好的紫外線遮蔽功能,而且也具有優越的抗菌、消毒、除臭功能,因此把ZnO納米微粒作為功能助劑對天然纖維進行后整理可以獲得性能良好的抗菌織物。

納米材料在電子、信息、能源、生物、醫藥等領域的應用已經開始,但其在紡織行業的應用才剛剛起步。近年來已通過向合成纖維聚合物中添加某些超微或納米級無機粉末的方法,經過紡絲獲得了具有某種特殊功能的纖維。另外,隨著科學技術的發展和人類生活水平的提高,人們已經越來越追求高檔、舒適、具有保健功能的服裝。利用納米材料的特殊性能開發多功能、高附加值的功能織物,將在未來紡織行業創造巨大的經濟效益和社會效益。隨著納米材料制備合成技術的不斷發展和納米材料基礎理論的日趨完善,納米材料的應用將遍及紡織工業的各個領域。

 

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