中彩那天

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中彩那天范文第1篇

關(guān)鍵詞：納米材料；功能整理；天然纖維

中圖分類號：TS195.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Technological Model for Applying Nanomaterials in Natural Fiber Modification

Abstract： This paper expounded both advantages and disadvantages of four methods for using nanomaterials in fiber modification， including the blended spinning method， finishing method， the grafting modification and the in-situ formation method. Under the condition of remain the advantages of natural fiber， the author put forward two ways of functional finishing by using nanomaterilas， namely， introducing discontinuous nanomaterials on the surface of fiber and embedding nanomaterials inside the fiber， and the effectiveness of these methods was verified by testing samples.

Key words： nanomaterials； functional finishing； natural fiber

自上世紀(jì)合成纖維問世以來，合成纖維產(chǎn)業(yè)的日新月異發(fā)展帶動了纖維業(yè)向高技術(shù)產(chǎn)品的縱深延伸，也推進了現(xiàn)代人們的消費方式，作為單一天然纖維的應(yīng)用歷史也告終結(jié)。從產(chǎn)業(yè)角度來看，天然纖維為了自身產(chǎn)業(yè)的生存，不斷進行著技術(shù)革新與改良，但天然纖維作為自然產(chǎn)生物，其產(chǎn)品的性能及功能的發(fā)展遠(yuǎn)達(dá)不到合成纖維的技術(shù)發(fā)展速度。

而從上世紀(jì)末至近幾年，合成纖維已完成了仿真到超真的技術(shù)轉(zhuǎn)變，合成纖維超細(xì)化加工技術(shù)的實現(xiàn)進一步促進了合成纖維制品的多樣化和功能化，這對天然纖維產(chǎn)業(yè)所形成的發(fā)展壓力也是空前的。

但技術(shù)發(fā)展并不是單向性的，當(dāng)合成纖維借助于功能材料技術(shù)的發(fā)展而壯大時，作為合成纖維制品實現(xiàn)了諸如抗紫外、抗菌等功能時，天然纖維也同樣獲得了現(xiàn)代材料技術(shù)發(fā)展這一平臺的支持，產(chǎn)品功能上也有效地獲得了技術(shù)突破，這一發(fā)展，有效地彌補了天然纖維單一的缺陷，也使天然纖維成功地走向了功能化之路。

近年來，產(chǎn)品消費的細(xì)分化現(xiàn)象日益顯著，各類紡織纖維在服裝產(chǎn)品的親肌膚性、友好性、美觀性、功能性等方面表現(xiàn)出了不同的特點和優(yōu)勢，從而也使各種紡織纖維在產(chǎn)品開發(fā)方面表現(xiàn)出了不同的特長，這在客觀上促進了紡織產(chǎn)業(yè)走向細(xì)分化、多樣化，也促使紡織技術(shù)產(chǎn)品的相互交叉或多重風(fēng)格。

而在紡織產(chǎn)品的功能化實現(xiàn)中，納米材料的應(yīng)用對于推進紡織品的功能化起到了十分重要的作用，但這一作用更多地體現(xiàn)在化學(xué)纖維的應(yīng)用方面，在天然纖維領(lǐng)域，納米技術(shù)產(chǎn)品相對較少，所以也影響了天然纖維多樣化的實現(xiàn)。

納米技術(shù)及納米材料已經(jīng)成為21世紀(jì)世界各國爭相研究的重點，在紡織工業(yè)中，為功能紡織品的開發(fā)和紡織品應(yīng)用領(lǐng)域的拓展提供了廣闊的思路和可行性。

1 納米技術(shù)在紡織產(chǎn)品中的應(yīng)用

目前，利用納米材料對紡織材料進行改性通常有 4 種技術(shù)方法。

1.1 共混紡絲法

共混紡絲法可以用來制備合成纖維和再生纖維，即將功能納米材料與紡絲切片或紡絲液混合，通過熔融紡絲、濕法紡絲或干法紡絲等紡絲技術(shù)制備納米材料改性纖維。采用共混紡絲法制備的納米材料改性纖維具有性能穩(wěn)定，納米材料與纖維結(jié)合牢度高，穩(wěn)定性好，耐久性好等特點。采用共混紡絲法需要納米材料具備一定的性能，如采用熔融紡絲時，要求納米材料具有較好的耐高溫性能，并且粒徑足夠小；采用濕法紡絲或干法紡絲時，要求納米材料和溶劑或凝固劑無相互作用，并能在紡絲液中保持足夠的穩(wěn)定性。

1.2 后整理法

對于一些天然纖維或者已經(jīng)以纖維或紡織品形式而存在的紡織材料而言，則無法通過共混紡絲法來實現(xiàn)納米材料對其的改性，因此后整理法可以解決這個問題。后整理法即是采用浸漬、浸軋、涂層或噴涂等方法將納米材料附加到纖維上，并使之固著在紡織材料上的一種方法。后整理法通常有以下幾種情況：（1）將紡織材料浸漬到納米材料分散液中，通過納米材料高的表面能使之吸附在紡織材料表面；（2）將納米材料分散在一定溶劑中，通過噴涂方式將納米材料一次或多次沉積在紡織材料表面；（3）將含有納米材料的整理劑在一定的粘合劑（如反應(yīng)性樹脂）存在下涂覆到織物表面，形成一種功能性的涂層。

后整理法制備納米材料改性紡織品具有工藝簡單、可操作性強等優(yōu)勢。但加工過程中納米材料易團聚，納米材料與纖維結(jié)合牢度低；或者處理過程中通常含有一些有毒的溶劑或粘合劑，給紡織品帶來一些污染；再者一些粘合劑或涂層會改變纖維本身所具有的一些優(yōu)異的性能，如棉纖維柔軟、吸濕、透氣等特性，真絲纖維爽滑、和人體良好的親和力等，使之手感變差，穿著舒適性大大降低。

1.3 接枝改性法

由于后整理法中納米材料與紡織纖維間缺少相應(yīng)的作用力，或者粘合劑和涂層的引入會影響織物的性能。因此，通過某種途徑賦予納米材料表面一定的官能團，再與纖維表面官能團直接或間接反應(yīng)，將納米材料接枝到紡織材料表面，以提高其牢度且不影響材料本身。也可制備各種微膠囊，將納米材料置于微膠囊中，然后將微膠囊接枝到纖維材料上。但納米材料本身改性及微膠囊技術(shù)難度高，目前沒有得到廣泛應(yīng)用。

1.4 原位生成法

以上方法都是將納米材料機械式的添加到纖維上，在加工中工藝復(fù)雜，或者效果較差，并且由于納米材料本身的團聚效應(yīng)，使納米材料不能在纖維表面獲得很好的分布。對于天然纖維而言，納米材料只能簡單地添加在纖維表面，更加導(dǎo)致了其耐久性差。原位生成技術(shù)能夠同時在纖維的表面和內(nèi)部生成納米材料，在纖維上分布均勻。并且納米材料的制備和對紡織材料的整理同時進行，避免了納米材料在整理過程中團聚的問題。而且原位生成技術(shù)也使納米材料與纖維天然結(jié)合牢度高，因此，正越來越受到廣大納米材料和材料改性研究者的重視。

2 納米材料在天然纖維改性中的應(yīng)用

通過長期對化纖類制品的消費認(rèn)知，人們發(fā)現(xiàn)了天然纖維，在綜合性的因素（如舒適性、保健性等）方面，都具有不可替代性，尤其作為內(nèi)衣面料，天然纖維（特別是真絲和棉纖維）制品具有更大的優(yōu)越性能，這種通過反復(fù)實踐所獲得的消費認(rèn)知所形成的對產(chǎn)品的“忠城”將在相當(dāng)長的時期內(nèi)存在，這也將提醒研究者，在對天然纖維產(chǎn)品功能化研究中，必須充分尊重天然纖維這一特點。

天然纖維作為天然生成物，功能材料的導(dǎo)入方式，將影響天然纖維本身的自然優(yōu)勢。為了保護天然纖維與人體的友好性，在功能化改性中，可以采用以下兩種方式。

2.1 纖維表面非連續(xù)介質(zhì)導(dǎo)入法

非連續(xù)介質(zhì)導(dǎo)入，是指在纖維表面離散分布功能材料的細(xì)小微粒，不影響天然纖維本身與人體的接觸，這一思考依據(jù)，對于真絲制品尤其重要，眾所周知，真絲的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與人體蛋白質(zhì)特征有無可比擬的相似性，所以，任何其他功能材料在真絲表面的連續(xù)覆蓋都將使真絲制品的友好性和親和性能受到影響。

2.2 纖維內(nèi)部填埋法

纖維內(nèi)部填埋，依據(jù)來自天然纖維（蠶絲、棉、麻等）本身的結(jié)構(gòu)具有原纖特征，這種原纖特征決定了天然纖維內(nèi)部具有眾多的微孔和微隙，給功能材料的導(dǎo)入提供客觀便利，這種導(dǎo)入方式，也對天然纖維功能的長效性有很大的益處，但這一導(dǎo)入手段對技術(shù)的要求相對較高。從現(xiàn)有的技術(shù)來看，纖維內(nèi)部組裝技術(shù)是一種有效的方法，而前述的原位生成技術(shù)，也屬于這一范疇，這種原位生成技術(shù)的特點在于：在功能材料組裝前，功能材料本身以離子或分子形式游離進入天然纖維內(nèi)部，再通過特定的反應(yīng)環(huán)境，使進入纖維內(nèi)部的離子或分子反應(yīng)生成具有特定結(jié)構(gòu)的固體材料，從而使功能材料支撐在纖維內(nèi)部，實現(xiàn)在保護天然纖維本身優(yōu)勢性能的同時，實現(xiàn)其功能的長效性。

從本質(zhì)上來看，功能納米材料是最符合纖維表面非連續(xù)介質(zhì)導(dǎo)入法和纖維內(nèi)部填埋法的功能元素，也符合纖維表面非連續(xù)介質(zhì)導(dǎo)入法和纖維內(nèi)部填埋法的技術(shù)要素，由于不同納米材料所表現(xiàn)的功能性各不相同，可以根據(jù)開發(fā)的功能，選擇不同的納米材料，但這里所言的納米技術(shù)本身，不僅僅是納米材料，更重要的是制備納米材料的工藝過程，只有這樣，才能實現(xiàn)從常規(guī)整理技術(shù)到納米組裝技術(shù)的突破。

3 實施案例分析

為了能更好地說明問題，筆者選擇自己的部分研究結(jié)果進行對比分析。

3.1 形態(tài)比較

從圖 1 和圖 2 比較，圖 2 采用了原位生成納米銀技術(shù)，有效實現(xiàn)了在真絲纖維表面的離散的非連續(xù)納米銀分布，納米銀顆粒細(xì)小，不影響真絲材料原有的表面特征。

3.2 吸附量比較

表 1 為普通納米銀助劑整理和采用同樣濃度制備工藝原位生成技術(shù)（組裝技術(shù)）兩種不同方法處理的真絲織物中的納米銀含量，可以看出，隨著銀濃度的提高，整理到織物上的納米銀含量增加。比較同一濃度下兩種方法整理的真絲織物中的銀含量，采用原位生成整理的真絲織物銀含量明顯高于常規(guī)浸漬法整理的真絲織物。說明浸漬法整理真絲織物時，納米銀難于均勻地吸附到真絲織物的內(nèi)部，主要集中在纖維表面。而原位生成、自組裝技術(shù)整理時，銀離子能夠均勻滲透到真絲纖維內(nèi)部的各個部位，再將其還原，自組裝生成納米銀，所以其銀含量要高于浸漬法整理的真絲織物。

3.3 耐洗牢度比較

為了比較兩種方法整理的真絲織物上的納米銀的牢度，選取兩個具有相近銀含量的樣品進行耐洗牢度測試，在經(jīng)過不同次洗滌后測試樣中的銀含量，以此評價其耐洗牢度。表 2 中列出了分別經(jīng)過10、20和30次洗滌后的樣品中的銀含量，由表中數(shù)據(jù)可見，浸漬法整理的真絲織物在經(jīng)過10次洗滌后，銀含量從125.94 mg/kg下降到81.63 mg/kg，下降了35.2%，在經(jīng)過30次洗滌后，銀含量下降到56.48 mg/kg，相比未洗滌的樣品下降了55.2%。而通過原位生成法整理的真絲織物洗滌30后，銀含量從116.48 mg/kg下降到101.29 mg/kg，僅下降了13.0%。證明了原位生成法處理后，因納米銀分布于纖維內(nèi)部，并支撐在纖維微孔和間隙中，所以納米銀和真絲纖維的結(jié)合牢度遠(yuǎn)高于普通浸漬整理法，具有很好的耐洗牢度。

以上結(jié)果表明，原位生成法整理真絲纖維或制品不僅可以獲得較高的銀含量，提高納米材料的利用率，同時還能獲得很好的耐洗牢度。

3.4 抗菌性能分析

筆者選擇低含量原位生成技術(shù)制備的納米銀真絲面料，進行抗菌耐冼性分析，表 3 顯示，真絲面料經(jīng)30次洗滌還具有優(yōu)異的抗菌性能，能有效滿足日常生活中的抗菌要求，也有效節(jié)約了生產(chǎn)成本。

4 結(jié)語