淺談納米材料在紡織品中的應(yīng)用（二）

    紡織品行業(yè)已成為我國第二大出口創(chuàng)匯支柱產(chǎn)業(yè)，目前該行業(yè)主要以量取勝，只有不斷開發(fā)新產(chǎn)品，提高產(chǎn)品的檔次和功能，才能獲得持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。而科技的進(jìn)步始終是全球紡織服裝產(chǎn)業(yè)升級的根本動力，納米技術(shù)為紡織服裝產(chǎn)業(yè)注入了新的活力。

　　納米是一個長度計(jì)量單位，1納米（μm）等于10億分之一米，納米粒子一般是指粒徑在0.1~100μm之間的微粒。納米粒子可通過光學(xué)、催化、化學(xué)反應(yīng)、磁性、熔點(diǎn)、蒸汽壓、相變溫度、超導(dǎo)等許多方面顯示出特殊的性質(zhì)，應(yīng)用在紡織品中更顯示出重要的價值。目前，納米材料在紡織品的應(yīng)用主要集中在：抗菌、抗靜電、紅外、紫外光吸收等功能性方面。

　　功能性紡織品一般是指超出傳統(tǒng)意義上紡織產(chǎn)品的保暖、遮蓋和美化功能之外的具有其他特殊功能的紡織品。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，功能性紡織品的應(yīng)用領(lǐng)域已逐漸滲透到國民經(jīng)濟(jì)各個領(lǐng)域，呈現(xiàn)出越來越廣闊的發(fā)展空間，而且其性能也已不僅僅局限于某種單一功能，而是向著多功能、高功能、復(fù)合功能的方向發(fā)展。

　　根據(jù)紡織品的功能不同，功能性紡織品通常可以分為四大類：物理型功能紡織品、化學(xué)型功能紡織品、物質(zhì)分離型功能紡織品和生物適應(yīng)型功能紡織品等。

　　若按其使用性能和用途，功能性紡織品又可大致分為以下幾類：

　　1.整理型紡織品：如將棉、毛、絲、麻等常規(guī)織物通過防水、防皺、防污或抗靜電、防腐防霉等整理，從而具備上述功能的紡織品。

　　2.防護(hù)型功能紡織品：如具有抗紫外線、防輻射、阻燃、耐高溫、隔熱、隔聲等防護(hù)功能的紡織品。

　　3.適感型紡織品：具有超舒適、超柔軟、快干、透濕、高彈性等功能的紡織品。

　　4.衛(wèi)生保健型紡織品：具有抑菌、抗菌、遠(yuǎn)紅外發(fā)射、負(fù)離子釋放等醫(yī)療保健功能的紡織品。

　　5.智能型紡織品：如舒適可呼吸的能調(diào)節(jié)人體局部溫度的織物、相變調(diào)溫織物、可信號響應(yīng)變色的織物、生命保健系統(tǒng)織物、仿生運(yùn)動織物。

　　納米材料由于表面效應(yīng)、量子尺寸和體積效應(yīng)等特性使得材料電學(xué)、力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)等性能產(chǎn)生了巨大的變化。利用納米技術(shù)，人們不斷開發(fā)具有高性能（高強(qiáng)度、高模量、耐高溫）、高功能（滲濕防水性、抗靜電性及導(dǎo)電性、離子交換性、抗菌性、生物相容性等）的新型化學(xué)纖維，由此制成的多功能、高附加值的功能性納米紡織品，有著巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

　　目前，用納米技術(shù)開發(fā)功能性紡織品主要有以下3個途徑：⑴纖維超細(xì)化使之達(dá)到納米級以滿足特殊用途領(lǐng)域的需要，如超細(xì)化纖維用作復(fù)合材料的增強(qiáng)材料；⑵利用納米材料對傳統(tǒng)材料進(jìn)行改性，如濕法紡絲中的溶液共混，即將納米粒子加入溶解后的高聚物中攪拌均勻，發(fā)生聚合反應(yīng)后再進(jìn)行紡絲加工；在融紡中把納米粒子均勻分散在熔融的聚合物中制備功能性纖維；⑶對纖維進(jìn)行納米后整理使其功能化。

　　其主要應(yīng)用有：

　　1.抗紫外纖維。太陽能對人體有傷害的紫外線主要在200~400nm波段，納米TiO2、納米ZnO、納米SiO2、納米Al2O3、納米Fe2O3和納米云母等都有在這個波段吸收紫外線的特征，將少量納米微粒添加到化學(xué)纖維中，就會產(chǎn)生吸收紫外線現(xiàn)象從而可以有效保護(hù)人體免受紫外線的損傷。現(xiàn)階段使用的大多數(shù)抗紫外線功能添加劑主要成分是納米TiO2、納米ZnO以及其他化學(xué)助劑。

　　2.抗靜電纖維。在化纖制品中加入少量納米微粒如將0.1%~0.5%的納米TiO2、納米Cr2O3、納米ZnO、納米Fe2O3等具有半導(dǎo)體性質(zhì)的粉體接入到樹脂中，就會產(chǎn)生良好的靜電屏蔽性能，使靜電效應(yīng)大大降低，可提高安全系數(shù)。

　　3.抗電磁波輻射纖維。隨著微波通訊和信息技術(shù)的發(fā)展，電磁輻射對人體健康造成了巨大威脅，在化纖加工過程中，可加入一些納米微粒如納米Fe2O3、納米NiO等，制成抗電磁波輻射纖維，能強(qiáng)烈吸收電磁輻射，從而對人體起到防護(hù)作用。

　　4.遠(yuǎn)紅外功能纖維。納米Al2O3、TiO2、SiO2和Fe2O3等的復(fù)合粉體與高分子纖維結(jié)合，對中紅外波段有很強(qiáng)的吸收性能，可用于研制作戰(zhàn)服。有些納米微粒如氧化鋯，能有效吸收外界能量并輻射與人體生物波相同的遠(yuǎn)紅外線，具有保溫、抑菌和促進(jìn)血液循環(huán)、增強(qiáng)免疫力等衛(wèi)生保健功能。

　　5.抗菌、抑菌、除臭型化纖織物。納米TiO2作為主要的抗菌、防臭劑被廣泛應(yīng)用于紡織纖維中。它主要是基于光催化反應(yīng)使有機(jī)物分解而具有抗菌、防臭效果的。另外一些金屬粒子如納米Ag、Cu、Fe等，可通過其釋放出的微量金屬離子與帶負(fù)電荷的菌體蛋白質(zhì)結(jié)合而使細(xì)菌變形或沉淀，從而達(dá)到殺菌效果。

　　6.阻燃織物。紡織纖維多數(shù)通過添加型阻燃劑或反應(yīng)型阻燃劑對原材料進(jìn)行前處理，使其具有阻燃性能。納米粒子主要是作阻燃添加劑和滅火劑，如超細(xì)五氧化二銻、超細(xì)氧化銻母粒、氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅、鉬化合物以及錫化合物等無機(jī)阻燃劑。這些材料在火焰中分解、汽化，產(chǎn)生游離基，這些納米材料產(chǎn)生的游離基與燃燒物產(chǎn)生的游離基相互作用，從而終止鏈反應(yīng)，達(dá)到阻燃的目的。

　　7.其他纖維。除上述應(yīng)用之外，納米材料在功能紡織品中的其他應(yīng)用主要有：智能纖維、磁性纖維、熒光防偽纖維和再生纖維等。

　　納米紡織品因其表現(xiàn)的優(yōu)越性能受到了研究者和企業(yè)的青睞，據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，產(chǎn)業(yè)用納米紡織品不僅能夠滿足國內(nèi)需求，逐步替代進(jìn)口產(chǎn)品，而且出口種類日漸豐富。2010年納米紡織品出口額比2005年增加了近2倍。2010年納米紡織品增加值比2009年增長11.6%，主要納米紡織品產(chǎn)量增速較2009年加快。2012年仍在持續(xù)增長，未來5年，中國紡織工業(yè)在“十二五”紡織科技發(fā)展規(guī)劃中，提出了紡織行業(yè)科技進(jìn)步的七項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)，前3項(xiàng)都是重視新材料的研發(fā)和制造，而且“十二五”規(guī)劃內(nèi)容顯示，中國大陸紡織業(yè)將持續(xù)以每年8%的速度增長。

《中國檢驗(yàn)檢疫》2013年10月刊