纳米技术与纳米纺织品 -
　　纳米技术与纳米纺织品
　　定　价：￥35.00作　者：　主编
　　出 版 社：东华大学出版社
　　出版时间：
　　开　本：16开
　　I S B N：9
纳米技术与纳米纺织品 -
　　《纳米技术与纳米纺织品》综合了纳米技术在纺织领域的应用机理、形成工艺、制备过程、静电纺纳米纤维纺织品的最新应用、纳米纺织品的合理设计等方面的最新研究成果，主要涉及纳米材料的制备技术、天然纤维织物和化学纤维织物中的纳米技术、纳米智能纺织品、纳米功能纺织品、分形纤维纺织品、静电纺纳米纺织品以及应用与实例以及纳米纺织品产品创新设计。全书共分10章，相信读者会从本书中得到有益的启示，对推动纳米技术在纺织产业的发展起到积极作用。
　　本书可作为高等院校纺织和材料专业的本科生和研究生教材或参考书，也可供纳米技术领域科研人员和工程技术人员学习参考。
纳米技术与纳米纺织品 -
　　第1章 纳米技术与纳米纺织品简介
　　1.1定义与发展史
　　1.1.1 纳米的定义
　　1.1.2 纳米材料分类及发展
　　1.1.3　纳米科技
　　1.2 纳米材料的特性
　　1.2.1 小尺应
　　1.2.2 表面与界面效应
　　1.2.3　量子尺寸效应
　　1.2.4 量子隧道效应
　　1.3 纳米材料的应用方向
　　1.3.1 在催化方面的应用
　　1.3.2 在涂料方面的应用
　　1.3.3 在传感器中的应用
　　1.4 纳米技术与纳米纺织品
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纳米材料在功能性纺织品上的应用与展望 |
河南安阳市益全纺织有限公司
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近年来，纳米科技与纳米材料正引起人们较大关注。所谓纳米材料，即指在纳米尺度上对材料的制备、性能及使用加以研究，它是现代科学（量子力学、介观物理学）和现代技术（计算机、微电子、扫描隧道显微镜等）和结合的产物，包括纳米结构的研究和纳米材料的研制与应用两大领域。我国纳米科技的研究取得了令人瞩目的成就，在某些领域取得了突破性的进展。纳米材料作为材料科学的一个新的分支，它的研究与应用领域正在不断扩大和深入。1纳米材料的特征纳米材料的粒径尺寸于其粒子尺寸已接近原子级，它所表现出来的特征已非宏观物质所能比拟，它具有以下几方面的特殊效应：表面效应、量子尺寸效应、体积效应、宏观量子隧道效应。这些效应使纳米粒子及材料在物理性能、机械强度、光学、热学、电学、磁学等方面呈现出许多奇异的特性。2纳米材料在功能性纺织品上的应用利用纳米材料的特性开发多功能、高附加值的纺织品，扩大纳米材料在纺织行业的应用领域，成为目前和未来一段时间纺织品开发的新热点。2.1功能性纺织品当科技水平发展到一定阶段后，人们对材料的认识与使用已不满足其固有的结构与性能，而是要向多功能化方面发展，纺织业亦是如此。在功能性、环保型纺织品已经成为当今世界纺织品市场主流的今天，功能性纺织品的开发研究已扩展到众多领域，应用也愈加广泛，同时也给企业带来了效益。所谓功能性纺织品指具有某些特殊性的、不同于一般纺织品所固有的性能，能满足人们特殊需求的纺织品。目前功能性纺织品的研究开发主要由三个方面，一是对常规合成纤维材料的改进，二是通过化学或物理手段赋予天然纤维和化学纤维一些新的特殊功能，三是具有特殊性能如超高强、高模、耐热等性能。2.2纳米材料的应用方法纳米材料在功能性纺织品开发上的应用，主要集中在利用一些金属及氧化物的纳米级粒子所具有的特性，通过一定的方法加工到纤维中或处理到织物上，使纺织品具有某些特殊功能。目前采取的方法主要有三种。共混纺丝法共混纺丝法是将功能性纳米材料粉体，在化纤的聚合阶段、熔融阶段或纺丝阶段加入其中再纺丝，使生产出的合成纤维，改变其原聚合物的某些性能。此法是生产功能性化学纤维的主要方法，由于纳米粉体的表面效应，其化学活性高，经过分散处理后，容易与高分子材料相结合，较普通微分体更容易共融混纺，而且纳米粉体粒径较小，能较好地满足纺丝设备对添加物粒径的要求，在化学生产过程中能较好避免对设备的磨损、堵塞及纤维可圆、易断丝等问题，对化纤的染色、后整理加工及服用等性能也不会造成大的影响。共混纺丝法的优点在于纳米粉体均匀分散在纤维内部，因而耐久性好，其赋予的功能能够稳定存在。目前化学产品中复合型纤维的比例不断扩大，如果在不同的原液中添加不同的纳米粉体，可开发出具有多种功能的纺织品。例如在芯鞘型复合纤维的皮、芯层原液各自加入不同的粉体材料，生产出的纤维可具有两种或两种以上的功能。对于天然纤维，由于无法在纤维的生产过程中添加功能性粉体，只能采用后处理的方法。加工工艺有吸尽法，浸轧法、涂层法。将纳米粉体借助于分散剂、稳定剂、粘合剂等助剂及一定的工艺方法处理到织物上，从而使纺织品获得特殊的功能。采用纳米级材料进行后整理的好处在于除可利用纳米材料的优异特性外，对纺织品的色泽、染色牢度、白度、手感等不会有大的改变。后整理法工艺相对简单，可结合其它一些加工同时进行，而且可根据客户的要求进行小批量生产、特别适合于服装个性化需求的趋势。其缺点是耐久性差，随着使用及洗涤次数的增加，其功能会减弱甚至丧失。针对这方面的不足，人们也投入大量的精力加以研究，并取得聊一些成果。接技法主要是为改变普通后整理法耐洗牢度差，设法在微粉体与纤维间建立化学键或其他形式的结合，从而使天然纤维也能获得耐久功能的效果。其方法主要有两种，一是对粉体进行表面改性处理，同时利用低温等离子技术、电晕放电等技术激活纤维上的某些基团而发生结合，二是利用某些化学物的“桥基”作用，将粉体连结到纤维上。2.3纳米材料的应用具有杀菌除臭作用的物质有许多，目前使用普通的是金属离子（如银系抗菌剂）、金属氧化物等。银离子是公认的具有广谱抗菌作用的金属离子之一，其抗菌机理主要是银离子可以与细菌体内的蛋白酶作用而使其失去活性，致使细菌死亡。等抗菌剂属于光催化杀菌剂，能产生具有较强活性的基团，与细菌体内的有机物反应而杀死细菌。当这些无机抗菌剂达到纳米级时，巨大的比表面积和体积效应使其反应性能急剧增加，表现出较传统抗菌剂更强的杀菌效果，同时还能将细菌分泌的霉素也分解掉。目前主要的方法有将ZnO、TiO等无机纳米级粉体加入到纺丝液中制得具有抗菌除臭性能的纤维，如以工业化生产的抗菌丙纶、抗菌涤纶；或将粉体分散在一定的助剂中，借助粘合剂的作用加工到纤维表面。北京服装学院的科研人员在这方面的研究表明，用ZnO纳米材料对棉织物进行处理后，对金黄葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌、黑曲霉菌均有显著抑制作用。另外就是利用氧化锌等粉体做核，在外包覆银以抗细菌，外包氧化铜、硅酸锌以抗真菌。国家超细粉末工程中心研究的这种抗菌粉体，在合成纤维中加入1%就具有良好的抗菌性。抗紫外辐射能屏蔽紫外线的物质是很多的，对纺织品进行紫外功能加工主要是利用能反射紫外线的紫外屏蔽剂和对紫外线有强力选择吸收的紫外线吸收剂。紫外线吸收剂通常是一些有机化合物，与纤维的结合性好，但长时间紫外线照射有机化合物会分解，抗紫外线性能会逐渐下降，因此，目前一般使用无机氧化物，它无毒性、性能稳定、效果持久、对紫外线屏蔽效果也较好。由于纳米材料特殊的光学效应，象ZnO、、、、SiO这些能屏蔽紫外线的物质细化到纳米尺度后，会对紫外线有更宽的吸收范围和更强的屏蔽作用，在纺丝或后处理中处理到织物上，能有效降低紫外线的透过。如SiO纳米材料与若能在抗紫外的基础上将屏蔽波长扩张到红外线区域，则可制得凉爽型纤维，用来制作夏季服装、户外帐篷等，可降低在日光下的使用温度。、抗电磁辐射科学技术的进步，生活水平的提高，为人们的工作和生活带来了诸多的方便和享受，但同时也是使人类的生存环境恶化，电子、电器产品日益普及，使电子辐射成为一种新的污染源。电子辐射所造成的危害正引起全世界的关注，而在电磁辐射无处不在的今天，加强个体防护无疑是最好的选择。抗电子辐射纺织品的开发，具有现实意义和市场前景。抗静电、抗静电辐射，最好的办法就是屏蔽。在一般在纺织纤维中加入导电纤维如不锈钢纤维，在面料上形成网格结构，可以起到优良的电磁屏蔽与抗静电作用，但在一定程度上会影响织物的手感和外观。纳米科技与纳米材料的发展，为抗电磁辐射产品的开发提供了新的途径与思路。纳米材料特殊的导电、电磁性能，超强的稀释性和和宽频带性，为导电吸波织物的研究开发创造了新条件。如利用纳米技术生产导电纤维，日本已研制出了纳米级的导电纤维，仅有一个分子粗细，将其混入普通纤维中，可取得了良好的防护和抗静电作用，又不会影响织物原有的手感和外观，而且可将织物做的既轻又薄。另外，利用纳米技术开发导电胶和导电涂料，对织物进行表面处理，或在纺织过程中加入纳米金属粉体使纤维具有导电性。目前常说的远红外纤维是一种具有红外线吸收发射功能的纤维它能通过人体发射热量，或吸收外界的能量而对人体释放出一定波长的远红外线，具有保暖和保健的功效。、SiO、、和发射作用，处理到织物上制得的远红外功能纺织品除具有保暖功能外，还具有保健功效，除民用外，国外还应用到军服上，以避开红外线探测仪的侦查，提高士兵在夜间黑暗环境下的防护能力。纳米材料本身所具有的优越特性，为制造高强、高硬、{韧材料创造了条件。如SiO纳米材料材料对塑料具有增强作用，加入SiO纳米材料的塑料其强度，韧性、防水性能、透明度大大提高。碳纳米管的强度、韧性极高，其强度比钢高一百倍，比重只有钢的六分之一，而且有优良的导电性能，将纳米级碳管作为复合材料生产的纤维，不仅具有高强、高韧的特点，其优良的导电性还是抗静电、抗电磁辐射功能织物的首选材料。纳米级纤维材料的研究近几年在国外非常活跃，它具有极大的比表面积，织成的织物低密度、高孔隙度，具有极强的吸附性和良好的过滤性、阻隔性，又不影响透气性和穿着舒适性，制成的服装具有吸附过滤等生化防护性，在军事、医疗等方面具有广阔的应用前景。我国已有开发出的纳米级尼龙-6，其高强、高模、高耐磨性的特点在很多领域可加以利用。不同织物的表面具有不同的表面性能，而对织物表面性能进行改造以满足人们不同的需要，一直是功能性纺织品开发的重要内容。中国科学院化学所的研究人员提出的二元协同纳米界面结构理论以及在此基础上开发出的具有超双亲界面性能的面料，能有效改善纤维的穿着舒适性，超双疏界面性能的面料，其高超的拒水、拒油性能已达到了令人叹服的程度。同样基于这一理论，将导电、导磁性纳米材料复合到织物上，可得到优异的电磁屏蔽性和隐形效果。利用纳米材料的不同特性开发各种不同的功能纺织品的研究还有很多方面。如在纺丝液中添加高比重材料的微粉体制得的超垂感纤维；利用铝酸锶、铝酸钙的蓄光性能制得的发光纤维，利用具有可逆热致变色特性的化学物开发的变色纤维、耐热、储能、阻燃纤维等。3存在的问题人们虽然对纳米材料的研究和应用取得了一定的成果，但对纳米科技的认识和理解还存在许多问题和误区，目前在全国范围内，纳米科技人是一门前瞻性、战略性、基础性的科技，仍集中在基础研究方面，其应用和产业化还处于起步阶段，包括在纺织及其他领域在内的各种实际应用技术大多处于研究和试验室开发阶段，其应用还是低水平和初级的。存在的问题。主要有以下几个方面。（1）以前纳米材料的研究和应用主要存在着三大难题，粉碎、团聚和分散。在使用过程中的分散和团聚问题是目前最大的障碍，由于比表面积大，表面活性大，纳米粉体材料不可避免存在着巨大地自团聚倾向。目前纳米材的使用一般以微粉体的直接加入和微乳液两种方法为主，不可避免地存在着团聚，因此在使用过程中，很可能已经是微米级粉体了。从某种程度上讲，谁能找到一种更好的分散剂和分散方法，谁就能在应用上掌握主动，也就掌握了无限商机。（2）目前纳米材料的应用都处于较简单的层面上，即利用某些材料固有的特性，将其制成纳米级的颗粒再加以应用，来改善纤维和织物的功能，换言之，我们既使不将其细化到纳米级，也可以用来进行某些功能性加工，但纳米科技的神奇之功和纳米材料的神奇特性没有真正发挥和显示出来。当然，纳米级材料在物理.化学等方面所表现出的与微米级材料所不同的特性对功能性的强化和提升也是毋庸置疑的。这就引起了一个问题，在产业化的过程中，纳米材料在应用功能的提升和成本的提高这两方面如何取舍，毕竟纳米材料的价格要远高于不同粉体。对某些作用的机理还存在着认识上的不足和争议。如对（4）纳米科技和功能性纺织品作为目前市场上的热点，过度的商业炒作使消费者产生了误解和不信任感，这实际上是一种短视行为，企业应本着实事求是的态度宣传产品的功能，作为科技工作者更应以严谨的科学态度对待各种测试与实验，只有这样才能使整个行业步入良性发展轨道，同时，在相关标准的制定、功能的检测与评定、功能性产品的认定制度及广告宣传等方面，也需有关部门做大量的工作。4&&纳米材料在开发功能性纺织品上的展望以微电子技术为代表的微米科技，曾经并且正在对世界产生深远的影响。比微米更深入微观世界的纳米科技使人类进一步掌握物质的规律，掌握改变微观世界的武器。面对有可能给21世纪带来一场新的产业革命的高新技术，我们有理由相信，随着纳米科技的发展，在纺织品的开发和其他领域定会得到更广泛的应用。（1）纳米技术本质上是一种用单个原子、分子制造物质的科学技术。我们可以预先确定纤维的功能和使用目的，利用纳米技术改造大分子链段，控制纤维大分子链的高次结构，按要求来合成纤维，直接得到具有所需功能的纤维。（2）利用纳米科技的最新成果，将纳米颗粒保持在更小的尺度上，通过一定方式使其象染色一样进入纤维无定形区，从而可大大提高目前普通后整理法进行功能加工的耐久性差的缺点。（3）彻底改变目前纤维的生产方式。利用纳米纤维与普通纤维复合混纺，或利用纳米技术来制造超强、高模等主功能纤维。（4）利用纳米科技开发新型染化料及助剂来提高其功能和利用率，适应纺织品加工的“绿色”和环保要求。作为纺织业今后相当长一段时期内发展方向的功能性纺织品与纳米科技的有机融合，相信会给纺织业带来革命性的突破和广阔的开发空间。
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用阳光自清洁的新型纳米纺织品
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总督回粉036
“会呼吸”的纳米面料纳米是一种基于纳米材料的化学处理技术,纳米布料是用一种特殊的物理和化学处理技术将纳米原料融入面料纤维中,从而在普通面料上形成保护层,增加和提升面料的防水、防油、防污、透气、抑菌、环保、固色等功能,可广泛应用于服装、家用纺织品以及工业用纺织品.经过纳米技术处理的布料及图示* 将经纳米技术处理之布料覆盖在水杯口上.* 将少量清水倾倒于布料表面.* 清水凝聚成水珠,在布料表面流动.* 清水不会渗入布料纤维内.经瑞典纳米技术处理后的产品特点：防水:未经处理的织物防水特性指标为1(完全湿透),而经过处理的防水特性指标为5(没有沾湿).防油:未经过处理的织物的防油特性指标为0,而经过处理的防油特性指标为6(最高为8).防污:经过瑞典纳米技术处理后的织物,在污渍附著上有非常明显的降低.环保概念:经过瑞典纳米技术处理的织物,在所有环保指标要求下完全合格.透气:在透气方面的降低不超过20%,透气效果远远高于其他涂层处理.不改变触感:经过瑞典纳米技术处理的织物,在触感方面不产生可察觉的改变.经济耐用:拉伸特性和耐磨特性都有非常明显的提高.不易变色:可以长时间保持色彩鲜艳、亮丽如新.无毒性:不存在任何毒性反应.无臭:不存在任何附加气味.
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