紡織用納米材料的種類
利用納米技術(shù)對紡織纖維進(jìn)行改性，增加其功能，提高其性能是目前納米紡織研究的熱點。作為納米材料，在現(xiàn)階段紡織中應(yīng)用主要以無機(jī)納米材料為主。無機(jī)材料和無機(jī)復(fù)合材料具有多重特性，將其制成納米粉體之后特性已無法用常規(guī)的概念和理論進(jìn)行描述，其原始材料的特性已徹底改變。因而，將其添加于纖維中，可表現(xiàn)出難以想象的特性。各種新型的功能超微無機(jī)材料是從20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的，80年代中后期開始應(yīng)用于功能化纖維制造，90年代中期納米材料開始得到廣泛開發(fā)及應(yīng)用，到目前為止，國內(nèi)外市場上都出現(xiàn)了各種不同的功能化纖維制品。
功能纖維所用的納米無機(jī)材料種類
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功能纖維 |
添加納米無機(jī)材料 |
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抗菌纖維 抗紫外線纖維 遠(yuǎn)紅外纖維 磁性纖維 超懸垂纖維 導(dǎo)電纖維 變色纖維 抗靜電纖維 熒光纖維 高吸濕纖維 |
銀?沸石、銀鋯、銀鋅、銀銅?沸石、氧化鋅、二氧化鈦 二氧化鈦、氧化鋅、氧化鋁、氧化硅等 碳化鋯、氧化鋯、氧化鋁、氧化鎂、氧化鉻、二氧化鈦錫 氧化鐵、鐵氧體、鐵鋯鎳稀土化合物 碳化鎢、鎢 炭黑、碘化銅、氧化錫、氧化鈦、氧化鋅、硫化銅 鈷鎳氯化物、絡(luò)合物 二氧化鈦錫、氧化錫、炭黑 鋁酸鍶、鋁酸鈣 碳酸鈣 |
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納米材料 |
顆粒直徑 |
<100nm |
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微米材料 |
顆粒直徑 |
100nm~1.0nm |
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亞微米材料 |
顆粒直徑 |
>1.0μm |
紡織用納米材料的技術(shù)要求
細(xì)度：超細(xì)顆粒是一個比較籠統(tǒng)的概念，不同的產(chǎn)品性能取決于顆粒細(xì)度的范圍。
細(xì)度是衡量功能性添加劑的一個重要指標(biāo)，力度若不夠席，極易造成化纖制造的過程中噴絲板堵塞，從而影響生產(chǎn)工藝。同時，還會引起纖維強(qiáng)度下降而無法牽伸。如，但細(xì)旦纖維直徑在5μm左右時，添加劑顆粒直徑為50nm，基本上對纖維強(qiáng)度影響不大；若顆粒直徑變?yōu)?00nm，則纖維斷面有大約10%被顆粒所占，纖維強(qiáng)度必然會下降，甚至出現(xiàn)斷絲。實際上，目前的化纖超細(xì)添加劑不屬于納米材料，但納米材料是超細(xì)新材料發(fā)展的最終方向。在我國，功能性納米添加劑的細(xì)度要求在30~80之間。
表面處理：表面處理和改性是功能性納米添加劑中不可分的一個重要工序，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(yuǎn)大于高分子材料。進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚砭拖裨诮饘佟⒎墙饘傺趸锖透叻肿硬牧现虚g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(qiáng)作用。表面處理一般在添加劑生產(chǎn)過程中進(jìn)行，根據(jù)不同種類，如滌綸、腈綸、丙綸等，采用不同的添加劑。如有的廠家在進(jìn)行生產(chǎn)時，假如一些表面超分散劑來進(jìn)行表面處理。在濕法生產(chǎn)中，表面處理后有利于顆粒在母液中的分散性，在管道輸送時不產(chǎn)生二次凝聚。功能性納米添加劑的表面處理往往是由納米添加劑生產(chǎn)廠家和化纖生產(chǎn)廠家自行相互配合商定。
水分：水分是對添加劑分體的基本要求。粉體越細(xì)，越易吸潮而結(jié)塊，添加劑的水分還可能在生產(chǎn)中對切片或母粒造成性能降解。對水分的要求參照化纖切片的要求不得大于0.5%，一些廠家在使用添加劑時還專門進(jìn)行烘干處理。
納米材料的添加方法
由于納米材料的量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)，使其本身具有大顆粒材料所不具備的光學(xué)特性，對紫外和紅外具有極強(qiáng)的反射特性，添加在材料中具有抗紫外耐老化和耐熱老化以及隔熱保溫的作用；而納米材料的小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)將大幅度提高材料的強(qiáng)度、彈性、耐磨性、奶水星、光穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。納米材料與紡織材料結(jié)合，目前主要有兩種方法，一是用納米材料作為填料加到紡織纖維中去，通過造粒、熔融紡絲、卷繞拉伸等工藝制成納米復(fù)合纖維，還可以利用溶液共混方法使納米微粒直接在合成纖維的反應(yīng)過程中加入，制成納米復(fù)合纖維。二是將納米微粒加到織物整理劑或涂料中，通過對織物進(jìn)行后整理，將納米材料結(jié)合到紡織品上。
