文档介绍：纳米技术与纳米材料在纤维中的应用
远红外线反射功能纤维是一种具有远红外吸收及反射功能的化纤,以下是小编搜集整理的一篇探究纳米技术与纳米材料应用的论文范文,欢迎阅读查看。
摘要:本文介绍了纳米技术在化学纤维中的应用方式,并阐述了纳米技术在功能性纤维和其他特种纤维中的应用情况,以及纳米材料在应用中存在的问题及解决方法,最后展望了纳米技术的应用前景。
关键词:纳米技术;纳米材料;功能性纤维;特种纤维
近年来,纳米技术与纳米材料正引起人们的极大关注。纳米材料凭借其内部所特有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等四大效应,从而拥有完全不同于常规材料的奇特的力学性能、光学性能、热力性能、磁学性能、催化性能和生物活性等性能。这些都为纳米材料在纺织工业的应用奠定了基础。
可以说,纳米材料是21 世纪最有前途的材料,在功能性纺织品和高分子科学领域有着广阔的应用前景。[1]
1 纳米技术在化学纤维中的应用方式
纳米粒子的奇特性质为纳米技术的广泛应用奠定了基础,应用纳米技术开发功能性化学纤维主要有两个途径[2]。
纤维超细化
使纤维达到纳米级,以满足特殊用途领域的需要。
共混纺丝法
共混纺丝法是指在化纤聚合、熔融阶段或纺丝阶段加入功能性纳米材料粉体,以使生产出的化学纤维具有某些特殊的性能。此法是生产功能性化纤的主要方法。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,较普通微粉体更容易共熔混纺;而且纳米粉体粒径小,能较好地满足纺丝设备对添加物粒径的要求,在化纤生产过程中能较好地避免对设备的磨损、堵塞及纤维可纺性差、易断丝等问题;对化纤的染色、后整理加工及服用性能等也不会造成很大的影响。该法的优点在于纳米粉体均匀地分散在纤维内部,因而耐久性好,其赋予织物的功能具有稳定性。目前化纤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、芯层原液中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功能。
2 纳米技术在功能性纤维方面的应用
抗紫外线纤维
太阳光中能穿过大气层辐射到地面的紫外线占总能量的6%。紫外线具有灭菌消毒和促进体内维生素D 合成的作用,但同时也有加速人体皮肤老化及产生癌变的危险[3-5]。
抗紫外线纤维的紫外防护机理
紫外线属于电磁波,其波长范围在100nm~400nm 之间。研究表明,TiO2、ZnO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、云母、高岭土等在300nm~400nm 波段都具有吸收紫外线的特征。若将这些材料制成纳米级超细粉体,由于微粒尺寸与光波波长相当或更小,这种小尺寸效应会导致对光的吸收显著增强。
另外,这类超细粉体的比表面积大,表面能高,在与高分子材料共混时,很容易与后者结合,加之化纤纺丝设备对共混材料粒度的要求,决定了纳米粒子是制造功能性化纤的优选添加材料。
抗紫外线纤维的应用
此类化纤包括的品种面很广,从国内外研制和生产的品种来看,涉及涤纶、维纶、***纶、尼龙和丙纶等;加工方法有尼龙、聚氨酯混纺、尼龙、醋酸纤维混纺等。主要用来制作运动衫、罩衫、制服、套裤、职业服、游泳衣和童装等。在我国大多数地区,人们